“地震资料处理与解释”课程教学方法初探

刘国峰

中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院，北京 100083

“地震资料处理与解释”课程教学方法初探

刘国峰

中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院，北京 100083

“地震资料处理与解释”是中国地质大学（北京）针对地球物理专业大四学生开设的一门以实践为主的必修课程。针对该课程的教学目的和教学内容，结合笔者的教学体会，探讨了新的教学方法，取得更好的教学效果。

地震资料处理解释；地球物理；教学方法

中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院是国内历史最悠久、专业覆盖最宽、发展最迅速的面向矿产资源勘查的专业院系。其地球物理专业课包括了重、磁、电、震、放射性等技术领域。在这些专业课的培养方案总体设计中，包括了两个部分，基础理论学习部分（如“应用重力学”、“应用地震学”等），专业课实践部分（如“重力资料处理与解释”、“地震资料处理与解释”）。通过系列课程的学习，能够使学生更为深刻地理解相应地球物理勘探方法的理论和实践，为后续的学习和工作打下坚实的基础。“地震资料处理与解释”和“应用地震学”组成了地震勘探方法教学体系，如何在“应用地震学”的理论学习后掌握好“地震资料处理与解释”的课程，以达到更好的实践目的，是本文要探讨的主要内容。

一、授课媒介的选择

“地震资料处理与解释”课程共32个实验学时，需要学生对地震资料处理中常规流程进行掌握，对特殊处理手段技术进行了解。为了能够取得好的教学效果，地震资料处理解释软件的选择至关重要。

地震资料处理解释的软件系统可按几个方面来分类。首先是软件依托的操作系统分类，主要分为两类，一类是基于Windows操作系统的软件系统，另外就是基于Linux操作系统的软件系统。由于地震资料处理周期长等特点，在整个行业中主流应用大多为Linux操作系统。因此我们首先确定要选择基于Linux的地震资料处理系统。其次就是软件的选择，将目前可供选择的软件系统分为两类，一类为目前工业界应用比较广泛的商业软件，例如西方地球物理公司的Omega软件，法国地球物理公司的CGG软件，中石油东方地球物理公司的Grisys软件等，该类软件的特点是系统完整庞大，界面友好。该软件用于教学将面临几个问题，一是软件购买费用昂贵，二是对安装机器的配置要求高，这两点均导致学校的教学实践不能够选择这类软件。另外一类是国外大学建设和积累多年的以科研和教学为主要目的地震资料数据处理平台，主要包括美国科罗拉多矿业学院的Seismic Unix(SU)和美国斯坦福大学的Seismic Exploration Project(SEP)平台，二者均包括了数据输入输出、显示、常规处理等模块，更为可贵的是，二者均开放源代码，这可大大缩短地球物理学生和工作者的学习周期，其定期更新功能也可让使用者了解世界上著名科研团队的研究动向。不同的是SU采用C语言为编程语言，SEP采用Fortran为编程语言，考虑到我们学生计算机学习的背景，我们选用了SU，而课程设置也围绕“应用地震学”授课基础和该软件设置。

二、教学课程的设置

“地震资料处理与解释”课程选择基于Linux系统的SU为授课媒介。在安排课程上，既要考虑学生对Linux操作系统的了解，也要把教学重心放在地震资料处理上。因此在整个课程的设置过程中，首先介绍Linux的基本操作，然后根据SU的学习规律来安排我们的授课内容，并在其中穿插介绍Linux系统更深层次的应用。课程设置共为32个学时，均为实验学时，具体安排可见表1。

表1 “地震资料处理与解释”教学具体要求与学时安排

三、教学内容的选取

在教学课程设置中的每个章节中，都包含了众多内容，在有限的课程内，应更专注于学生对概念的理解。第一章的学习我们主要让学生能够掌握基本的Linux命令，这其中就包含了要了解vim文本编辑器，这是本课程的基础，通过4个课时的边学边练，基本能够掌握基本操作。第二章到第五章是学习SU的基础，通过这些章节的学习，学生基本掌握了数据的格式，特别是道头字的概念，如何绘制地震数据来查看处理结果，如何改变道头字。无论在理论课学习还是实践课程的学习中，教学重点都在第六章和第七章。在地震资料处理中，一个关键问题是对地震资料进行品质分析和去噪。在去噪的过程中，需要将地震数据变换到不同的域或者空间，然后将有效信号和噪声区别开来，例如tau-p域将多次波和一次波分开。该章中的一些变换,例如gabor变换，同时也是地震资料属性提取和分析的基础。而傅立叶分析等则是对数据品质进行分析的基础，因此在第六章中，我们安排了关键变换和滤波技术的学习，其主要介绍模块及其用处见表2。

表2 关于地震数据滤波、变换及属性的主要教学内容

地震资料的常规处理章节是本次课程的重点，首先要学生掌握各个环节操作的具体意义。这需要在具体模块的实践前对相应的理论进行简单的讲解，然后逐个模块进行讲解和实践。我们正演了一个三层介质的地震数据，并将数据发送给学生，然后逐个模块进行讲解和实践，整个课程讲完后，得到最后的成像结果，学生也基本掌握了整个地震数据处理流程。地震资料常规处理中主要讲授的模块如表3。

表3 关于地震资料常规处理主要教学内容

为了让学生能够深入的了解SU的工作原理，我们设置了基于SU的编程课时，让学生了解命令行参数如何读到程序里面，如何设置程序的标准输入输出，以及如何调用现有的函数库来辅助完成我们的工作任务在了解新技术新方法中，我们集中讨论了地震数据处理的核心偏移成像的发展和未来的发展。

四、结论和建议

以SU为媒介讲授“地震资料处理与解释”，通过课程实践证明，能够完成在有限课时内让学生掌握地震资料处理的常规流程，同时使将来进行深入学习的学生掌握了一项开发平台。在课程中，如何激发学生的学习兴趣，鼓励学生提出问题和解决问题，提高学生的学习能力，是本门课程不断努力的方向。

[1]冯坂，刘财，张祥顺.《勘探地震学》形象化教学方法的探讨[J].高教论坛，2009，(4)：88-89.

[2]李淑玲，姚长利，孟小红.“应用地磁学”课程建设与改革[J].中国地质教育，2009，(1)：110-113.

[3]张帅，张爱平.“数学物理方程”课程教学方法初探[J].中国地质教育，2011，(3)：23-26.

Research on Teaching Method of Seismic Data Processing and Interpretation

LIU Guo-feng
China University of Geosciences, Beijing 100083, China

Seismic data processing and interpretation is a required practice course for the fourth undergraduates of geophysics major in China University of Geosciences(Beijing). Based on the teaching aim and content, combining with teaching experience, the author discussed a new teaching method and hoped to get a better teaching effect.

seismic data processing and interpretation; geophysics; teaching method

G642

A

1006-9372 （2012）01-0068-03

2011-11-08。

刘国峰，男，讲师，主要从事复杂介质地震波传播和成像的教学和研究工作。