基于RGB-IHS变换属性融合技术在煤田构造解释中的应用

谢建峰,李 君,秦永军

(陕西省煤田物探测绘有限公司,西安 710005)

基于RGB-IHS变换属性融合技术在煤田构造解释中的应用

谢建峰,李 君,秦永军

(陕西省煤田物探测绘有限公司,西安 710005)

地震属性种类多，不同的属性反映着不同的地质信息，利用单一地震属性来解释地质构造往往存在多解性，且会影响解释的精度，而综合几百种不同属性解释地质问题，工作量大且不确定性多。把RGB-IHS变换引入到地震属性解释中，根据煤田构造解释的特点，选取均方根振幅、相干体及调谐频率体三种典型且常用的地震属性来进行融合，综合解释地质构造可解决这一问题。实际应用效果表明，基于RGB-IHS变换的地震多属性融合方法能够很大程度上提高异常地质构造体的识别精度。

RGB-IHS变换；均方根振幅；相干体；调谐频率体；地震属性融合

由于地球物理勘探手段不可避免地存在多解性，利用单一地震属性开展地质解释问题往往容易产生偏差。为有效地利用地震属性中包含的地质信息，降低不同地震属性造成的多解性和不确定性，突出有利目标地质构造体的地震反射特征，经常会综合多个地震属性联合解释地质构造，多属性融合技术就是目前运用不同属性对地质构造异常体进行精细分析解释的方法之一。

在一定储层物性、地质规律、沉积特征的指导下，通过综合考虑不同属性的物理意义，选取表征不同储层特征的属性，将多个属性经过RGB-IHS变换融合在一起，使融合后的属性能同时考虑每一种属性对储层的影响，达到综合解释异常地质构造体的目的[1]。本文利用基于RGB-IHS变换的属性融合技术，在煤田勘探的构造解释中可降低异常地质构造解释的多解性，提高小型异常地质构造的识别精度。

1 RGB-IHS变换的图像融合技术

在色度学中，颜色信息通常用三种基本色来表示，还可用颜色的亮度和色度来描述。基于RGB-IHS变换的数字图像融合将不同属性获取的同一地层切片图像分别进行空间标准化，采用特定的数学算法重构像素代码，映射到IHS空间进行融合，产生新影像的技术[2]。融合影像与原始影像相比，其色彩空间分辨率由256色提高到1 600万色，可实现精细地质岩性解释及构造识别。这种融合模式多用于相互独立的地震属性数据间融合，大大提高了煤田勘探中地质构造的识别精度。

图1 基于RGB-IHS变换的数字图像融合技术Fig.1 Digital image fusion with RGB-IHS transform

2 地震属性特征分析

2.1 均方根振幅

均方根振幅是平均地震反射波振幅值平方和的算术平方根，反映了层序地层反射系数和储层空隙流体的变化，它对地震波振幅绝对值大的振幅反映敏感[3-4]。在煤田构造解释中煤层厚度变化或地质构造往往会造成均方根振幅值的异常变化。从图2可以看出，在勘探区内均方根值有很多低能量值的区域，平面特征表现为椭圆形或者不规则形状，结合地质情况分析有可能是陷落柱造成的煤层变薄或者下陷引起的均方根值变低或者异常。

图2 山西某区均方根振幅沿层属性平面图Fig.2 Plan of RMS amplitude in Shanxi

2.2 地震相干体技术

地震相干是对相邻地震道之间的地震属性(如波形、振幅、频率、相位等)相似程度的测量[5]。在煤田勘探中，对于断层、陷落柱等构造，相干体技术是最为敏感的属性，从图3相干体切片中可以看出，在勘探区内有许多相干异常的反映，这种近似圆形或者椭圆形的特征一般就是陷落柱的平面响应。一般对于中大型的陷落柱识别，相干体是利用最多，也是最有效的地震属性。通过相干体技术在勘探区内共解释陷落柱11个。

图3 山西某区地震相干体沿层属性平面图Fig.3 Plan of seismic coherentcube of some area in Shanxi Province

2.3 调谐频率体

频谱分解技术的物理意义是薄层反射系统产生的复杂谐振-频陷现象，其原理是将反射波信号从时间域变换到频率域后进行观测[6]。本文采用小波变换的方法将时间域数据体变换到频率域的调谐体。通过分析反映薄层干涉特征的频率调谐体和切片，寻找地质体的横向延伸规律，展开对地质体的定性分析。图4可以看出，调谐振幅体在30Hz沿T3层出现明显的高能量(黄色)的异常变化特征，结合地质资料分析，认为是掘进中的巷道引起的地震调谐响应。

图4 山西某区地震相干体沿层属性平面图Fig.4 Attribute plan of seismic coherence cube in some area in Shanxi Province

3 基于RGB-IHS变换的属性融合的应用

3.1 属性融合的实现

均方根振幅、相干体和调谐频率体在反映地质异常、构造特征方面各有优势，但均无法全面显示多种地质信息，对这三种属性进行降噪、归化处理后，通过特定的算法对其进行RGB-IHS变换融合。通过不同的RGB映射方式进行对比分析，最终选择相干体对应于G，调谐频率体对应于R，均方根振幅对应B，调节IHS空间中的明度、色度和饱和度，从而生成多属性融合体[7]。

3.2 属性融合的效果分析

本文采用的是山西某煤矿的三维地震资料，地震资料品质较好。首先提取主采煤层3号煤层对应的T3反射波的均方根振幅切片、相干切片及30 Hz调谐频率切片，其次根据前述的融合方法进行多属性融合。

利用生成的融合体得到沿层多属性平面图，结合地质资料分析，图5中红色为已掘进巷道带来的地震异常干扰。在这个异常以外利用单一属性解释陷落柱11个，而利用融合属性共解释陷落柱15个，目前进一步解释的4个陷落柱中已有3个被揭露，均与地震解释的位置一致，其中解释最小的陷落柱长轴直径仅为18 m。从融合属性的解释成果来看，经过融合的属性提高了提取陷落柱等地质异常体的识别能力，使其特征更为明显。

图5 山西某区基于RGB-HIS变换多属性融合平面图Fig.5 Plan of multi-attribute fusion on RG-HIS transform in some area in Shanxi Province

4 结束语

通过在煤田勘探中常用的几种典型属性的融合，多角度去观察分析异常地质构造体的地震响应特征，通过融合属性同时突出多种的地质构造体，进一步提高了煤田构造解释中地震属性对地质构造异常体的识别精度。多属性融合技术借助RGB颜色空间和IHS色彩空间的相互映射，解决了单一属性到综合属性分析的问题，大幅度地减少多种属性对比解释的工作量，降低了构造解释中的多解性。

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LING Yun,BGP. Study on Applieation of Basic Seismic Attributes to Interpretation of Depositional Environment[J].Oil Geophysical Prospecting,2003,38(6):642-653.

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LI Yanfang,CHENG Jianyuan,ZHU Shujie,etal.Seismic Multi -attribute Analysis Based on RGB Colorblending Technology [J]. Journal of China Coal，2009(11):1512-1516.

ApplicationofSeismicAttributeFusionTechnologyonRGB-IHSTransforminTectonicInterpretationinCoalField

XIEJianfeng,LIJun,QINYongjun

(ShaanxiCoalGeophysicalProspecting,SurveyingandMappingCo.,Ltd.,Xi’an710005,China)

There are many seismic attributes and each attribute reflects different geological information. While explaining geological structure by one single seismic attribute is usually multi-solution and affects interpretation accuracy,explaining by several hundreds of attributes combined will generate huge workload and many uncertainties. If RGB-IHS transform is introduced into the seismic attribute interpretation,RMS amplitude,coherent cube and frequency tuning body could be integrated to explain the geological structure. The field application shows that the seismic attribute fusion technology could greatly improve the identification precision of abnormal geological structure.

RGB-IHS transform; RMS amplitude; coherent body; frequency tuning body; seismic attribute fusion

1672-5050(2017)01-0023-03

10.3919/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2017.02.007

2016-12-21

谢建峰(1972-)，男，陕西咸阳人，大学专科，助理工程师，从事煤田地质勘探工作。

P631.4

A

(编辑:樊 敏)