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地震资料数字处理大纲

作者：添加时间：2020-03-16 19:28:09 阅读：次

《地震资料数字处理（Seismic Data Processing）》教学大纲

制定时间：2020年2月

一、课程基本信息

（一）适用专业：勘查技术与工程

（二）课程代码：3SY1052A

（三）学分/课内学时：2学分/32学时

（四）课程类别：专业教育

（五）课程性质：必修/理论课

（六）先修课程：高等数学、线性代数、大学物理、信号分析与处理、弹性波动力学、地震勘探原理

（七）后续课程：地震资料数字处理课程设计、重磁电勘探、油藏地球物理等

二、课程教学目标

本课程是勘查技术与工程专业的一门专业必修核心课，是一门理论性、科学性和专业综合性很强的课程。

本课程的主要任务是通过各教学环节的学习，使学生掌握地震资料数字处理的数学原理，理解和掌握地震资料处理的基本流程和方法，培养学生应用地震专业处理软硬件进行实际地震数据的分析和处理，启发学生应用专业理论知识解决勘查地球物理领域的复杂问题，支撑毕业要求中的相应指标点。课程目标及能力要求具体如下：

（一）具体目标

目标1：了解地震数据的特点，理解地震资料傅里叶变换与频谱分析方法，掌握地震资料的预处理内容和方法，具备运用地震处理软硬件认识地震数据基本结构和观测系统。

目标2：了解地震资料反褶积处理、动校正及水平叠加处理的目的及意义，理解反褶积处理、动校正处理的方法原理，掌握反褶积处理、动校正及水平叠加处理的基本步骤，具备应用地震资料处理软件设计常规处理流程，理解各处理方法的优缺点。

目标3：了解地震资料静校正的目的与意义，理解地震资料静校正的方法原理，掌握静校正处理的基本步骤，具备对实际地震勘探问题分析解决其静校正问题。

目标4：理解地震波速度分析的判别准则，掌握速度谱制作原理和偏移处理的方法原理，初步具备获取地震资料速度谱及偏移归位处理的能力。

（二）课程目标与毕业要求的对应关系

毕业要求	毕业要求指标点	课程目标	教学单元（序号）	评价方式
5.使用现代工具：能够针对勘查地球物理领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代仪器设备和计算机，包括对勘查地球物理领域的复杂工程问题的正演和反演计算，并能够理解其多解性和局限性。	5.1：掌握勘查地球物理专业数值模拟、软硬件设计与开发等辅助设计工具，并理解其局限性。	目标1	1、2、3、5	平时作业实验试卷考核
	5.1：掌握勘查地球物理专业数值模拟、软硬件设计与开发等辅助设计工具，并理解其局限性。	目标2	4、6、7	平时作业实验试卷考核
	5.3：针对勘查地球物理等领域中的复杂工程问题，能够开发或选用恰当的仿真工具，研究复杂问题的正问题和反问题。	目标3	8、9	平时作业实验试卷考核
	5.3：针对勘查地球物理等领域中的复杂工程问题，能够开发或选用恰当的仿真工具，研究复杂问题的正问题和反问题。	目标4	10、11	平时作业试卷考核

三、教学内容与方法

（一）教学内容及要求

序号	教学单元	教学内容	学习产出要求	推荐学时	推荐教学方式	支撑课程目标	备注
1	地震数据处理基础	1.傅里叶变换及频谱分析 2.采样与假频 3.基本地质-地球物理模型 4.地震数据处理特点	熟悉傅里叶变换的方法和基本性质，理解并掌握频谱分析方法；理解信号采样及假频现象；熟悉基本地质-地球物理模型及地震数据处理的特点。	4	讲授	目标1
2	预处理及真振幅恢复	1.数据解编 2.道编辑 3.观测系统定义 4.波前扩散能量补偿 5.地层吸收能量补偿	了解预处理的内容，熟悉地震数据解编、道编辑、观测系统定义的基本方法步骤，理解并掌握波前扩散与地层吸收能量补偿的方法原理。	4	讲授	目标1
3	实验一	地震数据解编	熟练应用地震处理软件对时序地震数据与道序地震数据进行重新编排，并显示地震数据单炮记录。	2	上机实践	目标1	必做验证性
4	反褶积	1.褶积模型 2.反滤波 3.反褶积	了解褶积模型，理解反滤波过程，掌握反褶积方法原理，能够设计反褶积处理流程。	4	讲授	目标2
5	实验二	单炮频谱分析	理解频谱分析原理，掌握频谱分析的方法步骤，熟练应用地震处理软件求取地震信号的频谱。	2	上机实践	目标1	必做验证性
6	动校正及叠加	1.动校正 2.水平叠加 3.剩余时差及叠加特性 4.水平叠加存在的问题	理解动校正的概念，理解动校正和水平叠加原理，熟悉水平叠加的基本特性，明确水平叠加存在的问题。	4	讲授	目标2
7	实验三	预测反褶积	理解反褶积原理，掌握反褶积处理的方法步骤，熟练应用地震处理软件进行反褶积处理。	2	上机实践	目标2	必做验证性
8	静校正	1.与静校正有关的概念 2.基准面静校正 3.初至折射静校正 4.地表一致性剩余静校正	理解静校正相关概念，熟悉静校正的基本内容，理解静校正的原理，掌握静校正处理的方法步骤，具备对实际静校正问题进行分析和解决的能力。	4	讲授	目标3
9	实验四	高程静校正	能够分析实际地震资料的静校正问题，能够熟练应用地震处理软件对地震资料进行静校正处理。	2	上机实践	目标3	必做验证性
10	速度分析	1.速度判别准则 2.速度谱 3.辅助速度分析 4.层速度计算	了解地震波速度的判别准则，熟悉地震波速度谱的制作方法，掌握多种辅助分析手段进行速度分析，具备从实际地震资料中提取速度资料。	2	讲授	目标4
11	偏移	1.偏移的基本概念 2.射线理论偏移 3.波动方程偏移	理解偏移的基本概念，熟悉偏移归位处理的基本方法，理解并掌握波动方程偏移的成像原理，具备对实际资料进行偏移归位处理。	2	讲授	目标4

（二）教学方法

本课程以“强化专业理论、理论与实践相结合”为教学理念，采用理论教学、课内实验相结合的教学方式方法，达到使学生掌握地震资料数字处理的基本理论和处理流程的教学目标。主要教学环节包括课堂讲授、课内实验、课后自学等。

1．课堂讲授

（1）采用“提问式”和“启发式”教学为主导，有意识设计一些讨论性问题，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，使学生逐步形成分析和处理地震数据的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。

（2）在教学内容上，系统讲授地震资料处理的基本概念、基本原理、基本方法和处理流程步骤，使学生能够系统掌握用于解决复杂地震勘探工程问题的资料处理知识。

（3）在教学过程中采用电子教案，多媒体教学与传统板书、教具教学相结合，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性。

（4）理论教学与工程实践相结合，引导学生应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，采用油田现场应用成熟的案例资料阐述地震数据处理的步骤和效果，培养其分析、解决和验证地震勘探工程问题的思维方法和实践能力。

（5）课内提问和课外答疑相结合，每周至少一次进行答疑。

2.实验教学

实验教学是地震资料处理课程中重要的实践环节，以学生实践动手为主导，教师指导为辅助，目的是引导学生充分运用理论课所学知识应用地球物理机房软硬件设施进行实际地震资料的格式解析转换、初步分析，设计处理流程，试验处理参数，完成实际地震资料的处理，并具备对复杂地震响应问题进行综合分析的能力。课程必做实验4个，各实验按照实验指导书的要求学生独立或分组完成，并提交实验报告。

3．课堂习题、课后作业和自学

对于本课程中主要知识点，设置一定的课堂习题，布置适当的课后作业，让学生在课堂和课后进行练习，使学生进一步理解和巩固课程所学的基本概念、基本理论和方法。对于比较容易理解的章节让学生自学，以培养学生自主学习的意识和能力以及抓住要点的能力。

四、考核及成绩评定

（一）考核内容及成绩构成

课程考核以考核学生能力培养目标的达成为主要目的，以检查学生对各知识点的掌握程度和应用能力为重要内容，包括平时考核和期末考核两个部分。平时考核采用平时作业、实验等方式评定学生成绩；期末考核采用闭卷考试评定学生成绩。各课程目标的考核内容、成绩评定方式、目标分值建议如下：

课程目标	考核内容	成绩评定方式	成绩占总评分比例	目标成绩占当次考核比例	学生当次考核平均得分	目标达成情况计算公式
目标1：了解地震数据的特点，理解地震资料傅里叶变换与频谱分析方法，掌握地震资料的预处理内容和方法，具备运用地震处理软硬件认识地震数据基本结构和观测系统。	1.掌握傅里叶变换的基本性质，理解采样定理，掌握假频产生的原因。 2.了解预处理的目的，熟悉预处理的基本内容，掌握预处理及真振幅恢复处理的方法。	平时作业1	5%	100%	A₁
		实验1	5%	100%	B₁
		实验2	5%	100%	C₁
		期末考试	15%	25%	D₁
目标2：了解地震资料反褶积处理、动校正及水平叠加处理的目的及意义，理解反褶积处理、动校正处理的方法原理，掌握反褶积处理、动校正及水平叠加处理的基本步骤，具备应用地震资料处理软件设计常规处理流程，理解各处理方法的优缺点。	1.理解反褶积处理的目的，熟悉各种反褶积处理方法，理解各种反褶积处理基本原理，学会分析选择反褶积处理参数。	平时作业2	5%	100%	A₂
	1.理解反褶积处理的目的，熟悉各种反褶积处理方法，理解各种反褶积处理基本原理，学会分析选择反褶积处理参数。	实验3	5%	100%	B₂
	2.理解动校正与水平叠加处理的目的和意义，熟悉动校正与水平叠加的处理方法和步骤，掌握校正不足、校正过量、校正畸变等问题的解决办法。	期末考试	20%	30%	C₂
目标3：了解地震资料静校正的目的与意义，理解地震资料静校正的方法原理，掌握静校正处理的基本步骤，具备对实际地震勘探问题分析解决其静校正问题。	理解静校正处理的目的和意义，熟悉静校正处理的方法和步骤，掌握静校正量的计算方法。	平时作业3	5%	100%	A₃
		实验4	5%	100%	B₃
		期末考试	15%	25%	C₃
目标4：理解地震波速度分析的判别准则，掌握速度谱制作原理和偏移处理的方法原理，初步具备获取地震资料速度谱及偏移归位处理的能力。	理解各种速度的概念，掌握地震波速度分析的判别准则，熟悉速度谱制作方法，掌握偏移处理的方法和成像原理。	平时作业4	5%	100%	A₄
	理解各种速度的概念，掌握地震波速度分析的判别准则，熟悉速度谱制作方法，掌握偏移处理的方法和成像原理。	期末考试	10%	20%	C₄
总评成绩（100%）=平时作业（20%）+实验（20%）+期末考试（60%）			100%	——	——

（二）平时考核成绩评定

平时作业：平时作业4次，支持目标1、目标2、目标3、目标4，共占总评分20%，目标1占5%，目标2占5%，目标3占5%，目标4占5%。对应目标的评分标准如下：

对应目标		目标1：了解地震数据的特点，理解地震资料傅里叶变换与频谱分析方法，掌握地震资料的预处理内容和方法，具备运用地震处理软硬件认识地震数据基本结构和观测系统。	目标2：了解地震资料反褶积处理、动校正及水平叠加处理的目的及意义，理解反褶积处理、动校正处理的方法原理，掌握反褶积处理、动校正及水平叠加处理的基本步骤，具备应用地震资料处理软件设计常规处理流程，理解各处理方法的优缺点。		目标3：了解地震资料静校正的目的与意义，理解地震资料静校正的方法原理，掌握静校正处理的基本步骤，具备对实际地震勘探问题分析解决其静校正问题。		目标4：理解地震波速度分析的判别准则，掌握速度谱制作原理和偏移处理的方法原理，初步具备获取地震资料速度谱及偏移归位处理的能力。
考查点		傅里叶变换的基本性质，采样与假频；预处理及真振幅恢复处理的方法。	反褶积处理的方法原理，动校正与水平叠加处理的方法和步骤，掌握校正不足、校正过量、校正畸变等问题的解决办法。		静校正处理的方法和步骤，掌握静校正量的计算方法。		各种速度的概念，速度分析的判别准则，地震波速度谱，掌握偏移处理的方法和成像原理。
总评分占比		5%	5%		5%		5%
评分标准	100% 至 90%	按时交作业，对傅里叶变换基本性质理解透彻，熟练掌握地震资料的采样、假频、预处理及真振幅恢复等处理方法，书写清晰工整，格式规范	按时交作业，对反褶积、动校正及水平叠加处理理解透彻，熟练掌握地震资料的反褶积、动校正和水平叠加等处理方法，书写清晰工整，格式规范		按时交作业，对静校正处理内容和原理理解透彻，熟练掌握地震资料的静校正处理方法步骤，书写清晰工整，格式规范		按时交作业，对速度分析、偏移处理理解透彻，熟练掌握地震资料的速度谱制作、偏移等处理方法，书写清晰工整，格式规范
	89.9% 至 80%	按时交作业，能够完整表达傅里叶变换的基本性质、对预处理内容和真振幅恢复处理方法理解全面，书写较为清晰工整，格式规范	按时交作业，对反褶积、动校正及水平叠加原理理解全面，对地震资料反褶积、动校正和水平叠加处理方法掌握全面，书写清晰工整，格式规范	按时交作业，对静校正处理内容和原理理解全面，对地震资料静校正处理掌握全面，书写清晰工整，格式规范				按时交作业，对速度分析、偏移处理原理理解全面，对地震资料速度分析和偏移处理方法掌握全面，书写清晰工整，格式规范
	79.9% 至 70%	按时交作业，能够相对完整的表述傅里叶变换性质、采样定理和预处理基本内容，对预处理及真振幅恢复等处理方法理解较完整，书写较清晰工整，格式符合要求	按时交作业，能够相对完整的表述反褶积、动校正及水平叠加原理，对反褶积、动校正及水平叠加等处理方法理解较完整，书写较清晰工整，格式符合要求	按时交作业，能够相对完整的表述静校正基本原理，对静校正处理方法理解较完整，书写较清晰工整，格式符合要求				按时交作业，能够相对完整的表述速度分析和偏移归位基本原理，对速度分析和偏移处理方法理解较完整，书写较清晰工整，格式符合要求
	69.9 至 60%	按时交作业，熟悉基本概念，对预处理及真振幅恢复处理方法基本理解，问题解答存在少量错误，书写一般，格式符合要求	按时交作业，熟悉基本概念，对反褶积、动校正及水平叠加处理方法基本理解，问题解答存在少量错误，书写一般，格式符合要求	按时交作业，熟悉基本概念，对静校正处理方法基本理解，问题解答存在少量错误，书写一般，格式符合要求				按时交作业，熟悉基本概念，对速度分析和偏移处理方法基本理解，问题解答存在少量错误，书写一般，格式符合要求
	59.9% 至 0	不按时交作业、对傅里叶变换、预处理及真振幅恢复等基本概念、基本原理和基本方法认识混乱不清，不能独立完成作业，存在抄袭作业的现象。	不按时交作业、对反褶积、动校正及水平叠加等基本概念、基本原理和基本方法认识混乱不清，不能独立完成作业，存在抄袭作业的现象。	不按时交作业、对静校正等基本概念、基本原理和基本方法认识混乱不清，不能独立完成作业，存在抄袭作业的现象。		不按时交作业、对地震波的速度及偏移归位等基本概念、基本原理和基本方法认识混乱不清，不能独立完成作业，存在抄袭作业的现象。

2.实验：必做实验4次，支撑目标1、目标2、目标3，共占总评分20%。其中目标1占10%，目标2占5%，目标3占5%。对应目标的评分标准如下：

对应目标		目标1：了解地震数据的特点，理解地震资料傅里叶变换与频谱分析方法，掌握地震资料的预处理内容和方法，具备运用地震处理软硬件认识地震数据基本结构和观测系统。		目标2：了解地震资料反褶积处理、动校正及水平叠加处理的目的及意义，理解反褶积处理、动校正处理的方法原理，掌握反褶积处理、动校正及水平叠加处理的基本步骤，具备应用地震资料处理软件设计常规处理流程，理解各处理方法的优缺点。		目标3：了解地震资料静校正的目的与意义，理解地震资料静校正的方法原理，掌握静校正处理的基本步骤，具备对实际地震勘探问题分析解决其静校正问题。
考查点		实验操作	实验报告	实验操作	实验报告	实验操作	实验报告
成绩比例		30%	70%	30%	70%	30%	70%
评分标准	100% 至 90%	能够正确熟练使用实验条件和工具完成实验。实验态度认真，操作能力强，操作、记录规范，沟通、协作很好。	有很强的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容完整、正确，有很好的分析与见解。文本表述清晰，书写工整，格式规范。	能够正确熟练使用实验条件和工具完成实验。实验态度认真，操作能力强，操作、记录规范，沟通、协作很好。	有很强的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容完整、正确，有很好的分析与见解。文本表述清晰，书写工整，格式规范。	能够正确熟练使用实验条件和工具完成实验。实验态度认真，操作能力强，操作、记录规范，沟通、协作很好。	有很强的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容完整、正确，有很好的分析与见解。文本表述清晰，书写工整，格式规范。
	89.9% 至 80%	能够正确使用实验条件和工具完成实验。实验态度认真，操作能力较强，操作、记录规范，沟通、协作良好。	有较强的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容完整、正确，有较好的分析与见解。文本表述较为清晰，书写比较工整，格式规范。	能够正确使用实验条件和工具完成实验。实验态度认真，操作能力较强，操作、记录规范，沟通、协作良好。	有较强的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容完整、正确，有较好的分析与见解。文本表述较为清晰，书写比较工整，格式规范。	能够正确使用实验条件和工具完成实验。实验态度认真，操作能力较强，操作、记录规范，沟通、协作良好。	有较强的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容完整、正确，有较好的分析与见解。文本表述较为清晰，书写比较工整，格式规范。
	79.9 至 70%	能够正确使用实验条件和工具完成实验。实验态度比较认真，操作能力较强，操作、记录较规范，沟通、协作正常。	有良好的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容较完整、正确，有一定的分析与见解。文本表述较为清晰，书写较为工整，格式较为规范。	能够正确使用实验条件和工具完成实验。实验态度比较认真，操作能力较强，操作、记录较规范，沟通、协作正常。	有良好的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容较完整、正确，有一定的分析与见解。文本表述较为清晰，书写较为工整，格式较为规范。	能够正确使用实验条件和工具完成实验。实验态度比较认真，操作能力较强，操作、记录较规范，沟通、协作正常。	有良好的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容较完整、正确，有一定的分析与见解。文本表述较为清晰，书写较为工整，格式较为规范。
	69.9% 至 60%	基本能够使用实验条件和工具完成实验。实验态度不太认真，操作能力一般，操作、记录基本规范，沟通、协作能力一般。	有一定的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容基本完整、正确，没有分析或见解。文本表述基本清晰，书写基本工整，格式基本规范。	基本能够使用实验条件和工具完成实验。实验态度不太认真，操作能力一般，操作、记录基本规范，沟通、协作能力一般。	有一定的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容基本完整、正确，没有分析或见解。文本表述基本清晰，书写基本工整，格式基本规范。	基本能够使用实验条件和工具完成实验。实验态度不太认真，操作能力一般，操作、记录基本规范，沟通、协作能力一般。	有一定的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容基本完整、正确，没有分析或见解。文本表述基本清晰，书写基本工整，格式基本规范。
	59.9%至 0	正确使用实验条件和工具完成实验，实验态度不认真，动手操作能力差，操作、记录不规范，实验中不能与合作者进行沟通、协作。	总结实验和撰写报告的能力差，实验报告内容不完整、错误多。文本表述不清晰，书写潦草、格式不规范。	正确使用实验条件和工具完成实验，实验态度不认真，动手操作能力差，操作、记录不规范，实验中不能与合作者进行沟通、协作。	总结实验和撰写报告的能力差，实验报告内容不完整、错误多。文本表述不清晰，书写潦草、格式不规范。	正确使用实验条件和工具完成实验，实验态度不认真，动手操作能力差，操作、记录不规范，实验中不能与合作者进行沟通、协作。	总结实验和撰写报告的能力差，实验报告内容不完整、错误多。文本表述不清晰，书写潦草、格式不规范。

五、参考学习资料

（一）推荐教材：

牟永光、陈小宏、李国发等.《地震数据处理方法》，石油工业出版社.2007年8月。

张白林、潘树林、尹成．《地震资料数字处理方法》（第2版）．石油工业出版社．2011年9月。

李振春、张军华.《地震数据处理方法》.石油大学出版社.2004年8月。

王有新.《应用地震数据处理方法》.石油工业出版社.2009年2月。

（美）渥·伊尔马兹.《地震资料分析》.石油工业出版社.2006年8月

（二）课程资源中心：https://mooc1.chaoxing.com/mycourse/teachercourse?moocId=210487796&clazzid=21473703&edit=true&v=0

制订人：何加成审核人：赖富强

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