神经网络技术识别三维断层结构

传统的断层解释是基于断层元素,如倾角、倾向、走向、断层之间的距离和组合模式。然而,断层的人工识别过程耗时且效率低下。当前,基于地震属性的自动断层识别方法,包括相干检测、蚂蚁跟踪、边缘检测等方法可以提高断层识别的速度,但断层识别的准确性仍有待进一步提高。此外,单属性地震断层识别复杂且不稳定。因此,提高神经网络的识别精度和增强神经网络对多属性断层特征的学习能力是准确识别复杂断层(包括低序级断层/裂缝和隐伏断层)的关键。

神经网络技术识别三维断层结构
多属性融合PCA-MultiURNet断层识别技术路线图,利用多属性融合样本集对MultiURNet进行训练,
然后在应用于实际数据时,首先采用PCA数据降尺度进行断层智能识别。

中国地震局地质研究所活动构造室杨晶博士生在鲁人齐研究员、陶玮研究员的指导下,开发了一种多属性融合主成分分析(PCA)数据降维的U形残差网络(URNet),将网络结构命名为MultiURNet 。利用褶积方法生成了大量的合成地震反射数据,并基于振幅属性和优选属性体生成地震多属性体。采用PCA对多属性体的特征进行预处理,对原始数据信息进行降尺度和保留,降低数据复杂度和存储空间。在深度编解码网络结构中加入残差块,提高神经网络的表达能力,同时防止梯度消失。

为验证神经网络的准确性与高效性,将Unet、URNet、BCE以及Focal loss进行了排列组合的综合评估,可知URNet+BCE的组合在各个评价指标中都是最优的。将训练好的URNet+BCE神经网络模型应用于合成地震反射数据和实际地震反射数据,结果表明高序级断层与低序级断层的识别都得到了显著提高,断层线清晰且连续性高。

为断层、裂缝智能识别结果提供后处理(Post-process)。将智能识别结果进行数据清洗,依据数据情况设定数据清洗程度。通过点云成面的方式观测层面之间的冗余识别点,从而确定最优数据清洗程度。最终确定Kerry3D的数据清洗程度为75%可达到最优程度。

研究论文:Jing Yang, Renqi Lu*, Wei Tao*, MingGang Cai, GuanShen Liu, Xiao Sun, 2024, MultiURNet for 3D seismic fault attributes fusion detection combined with PCA, Journal of Applied Geophysics,221, 0926-9851.

本文来自中国地震局地质研究所, 本文观点不代表“沙鸥科报”立场,转载请联系原作者。如有侵权,请联系编辑处理。

相关文章

  • 光纤地震层析成像技术助力地热勘探

    地热储层中存在着高温的流体,是地热发电的重要能源来源。识别这些流体所在位置对于制定有效的能源开采策略至关重要。传统的大地电磁勘探法可以表征浅层的地质结构,但是分辨率不够精细,难以确定热储层之间的连通…

    2024-02-21
  • 地球重力场的监测与地震预报

    地球重力场的监测与地震预报 作者:陈石 重力是什么,简单讲任何有质量的物体都会受到地球的吸引,这个力就是重力。重力标准定义为万有引力与地球自转离心力的合力,方向总是垂直向下。在初中的物理学教科书上我们…

    2017-05-20
  • 初探火星内部结构

    据Nature自然科研,美国国家航空航天局(NASA)的“洞察号”(InSight)任务终于探测到火星内部了,并发现了火星壳可能有三层。这是科学家首次直接探测到地球以外行星的内部,将帮助研究人员阐明火星的形成和演化。 …

    2021-01-11
  • 四川成都青白江5.1级地震

    据中国地震台网测定,北京时间2020年2月03日 在四川成都市青白江区(北纬 30.74,东经104.4) 发生M5.1地震,震源深度21公里。而美国USGS测定,震级为Mb5.2,震源深度为9公里。 震源机制 万永革等根据 郭祥云等所得到…

    2020-02-03
  • 加州金牛队今年刚整修了体育场下面有一条不断蠕动的断裂

    正在装修的而体育场,来源:Cal Athletics 今年早些时候,在体育品牌安德玛的赞助下,美国加州金熊队对他们的体育场进行了升级整修,更换了深绿色的草皮,并在每一面都做了新的徽标。从鸟瞰图中可以看到,在体育场…

    2017-11-13 地震
  • 中国地震台网中心: 伊朗 发生6.2级地震

    据中国地震台网中心测定,北京时间2017年12月13日5时41分在 伊朗 (北纬30.80度,东经57.25度)发生6.2级 地震 ,震源深度10千米。同时欧洲-地中海地震中心(EMSC)测定为Mw6.1,震中离伊朗东南部最大城市科尔曼有5…

    2017-12-13