تضعيف نوفه خطوط نيرو در داده‌هاي لرزه‌اي با استفاده از درونيابي طيفي

Power line noise attenuation in seismic data using spectral interpolation

امروزه با توجه به هزينه بالاي برداشت داده و به منظور افزايش كيفيت داده نهايي، مهمترين چالش تضعيف نوفه‌ در داده‌هاي لرزه‌اي، تضعيف حداكثري نوفه و آسيب حداقلي به سيگنال است تا بتوان به حداكثر نسبت سيگنال به نوفه دست پيدا كرد. نوفه خطوط انتقال برق فشار قوي يا نوفه هارمونيك (تك فركانس) با فركانس ثابت در بازه فركانسي 50 تا 60 هرتز، يكي از عوامل مخرب داده‌هاي لرزه‌اي است كه باعث پايين آوردن كيفيت سيگنال‌ها و نسبت سيگنال به نوفه مي‌شود. عدم تضعيف اين نوفه سبب اثر منفي بر پردازش داده‌هاي پيش از برانبارش و پيرو آن بر تفسير داده‌ها مي‌شود. فيلتر شكافي، متداول‌ترين روش تضعيف اين نوفه در داده‌هاي لرزه‌اي است. اين فيلتر در حوزه تبديل Z دامنه فركانس مرتبط با نوفه هارمونيك را در طيف دامنه سيگنال، تضعيف مي‌كند. اين فيلتر، ضمن تضعيف نوفه هارمونيك، محتواي فركانسي سيگنال در فركانس نوفه هارمونيك را نيز تضعيف مي‌كند و همچنين، دامنه فركانس‌هاي قرار گرفته در همسايگي فركانس نوفه هارمونيك را نيز در طيف دامنه سيگنال تحت تاثير قرار داده و تا حدودي تضعيف مي‌كند. از اينرو، معرفي روشي كه ضمن تضعيف نوفه هارمونيك كمترين آسيب به محتواي فركانسي سيگنال وارد كند ضرورت مي‌يابد. در اين پژوهش براي برخورد با نوفه خطوط انتقال نيرو روش درونيابي طيفي پيشنهاد مي‌شود. روش درويابي طيفي با استفاده از الگوريتم ساده درونيابي، دامنه سيگنال در فركانس نوفه هارمونيك را با كمك دامنه فركانس سيگنال در فركانس‌هاي همسايه درونيابي مي‌كند. نتايج ارزيابي بر روي داده مصنوعي و واقعي نشان مي‌دهد كه روش درونيابي طيفي بر خلاف فيلتر شكافي، ضمن حفظ اطلاعات فركانسي سيگنال در همپوشاني با فركانس نوفه هارمونيك و آسيب حداقلي به فركانس‌هاي همسايه، مي‌تواند جايگزين مناسبي براي روش فيلتر شكافي در تضعيف نوفه خطوط انتقال نيرو باشد. اعتبار نتايج كار از طريق بررسي دقيق طيف دامنه سيگنال و نيز نمايش فركانس-عدد موج ركورد چشمه مشترك لرزه‌اي صورت مي‌گيرد.

Due to high cost of data gathering and in order to increase the quality of the data, the most important challenge in seismic data de-noising is maximum attenuation of seismic noise with minimum signal leakage to achieve maximum signal-to-noise ratio. Power line or fixed-frequency harmonic noise in the frequency range of 50 to 60 Hz is one of the factors that contributes to decrease seismic signal quality, and also, reduces signal-to-noise ratio. This occurs through a frequency interference of a harmonic in the natural frequency range of the power lines (50 to 60 Hz) with the seismic signal frequencies.