3−3 データ処理

デ−タ処理は、以下にまとめるように、基本処理と解釈のための処理に大別される。

●基本処理

a.初期編集‥‥‥デ−タ整理・CMP編集.
b.静補正 ‥‥‥表層静補正・標高補正・残留静補正.
c.波形処理‥‥‥プレフィルタ−・位相振幅補償・デコンボリュ−ション.
d.速度解析‥‥‥重合のための速度を求める.
e.重 合

これらは時間断面の作成を目的とする処理である。この過程では記録の質が良好な限り、あまり人為的な処理操作は含まれない。

●解釈のための処理

a.マイグレ−ション‥‥地層の傾斜・回折による見かけの断面を補正する.
b.深度変換‥‥‥‥‥‥時間断面を深度断面に変換する.

これらは時間軸上で与えられた見かけ上の記録から、真の地質構造を推定するための処理である。この処理においては、与えた速度分布により結果が大きく異なることがあり、できるだけ正確な速度分布を与える必要がある。
各探査測線におけるデ−タ処理の手順およびパラメ−タ−を表3−3−1(1)〜(3)に、またデ−タ処理のブロックダイアグラムを図3−3−1に示す。

表3−3−1(1) デ−タ処理手順および処理諸元一覧表[岡部S波A測線]

表3−3−1(2) デ−タ処理手順および処理諸元一覧表[岡部S波B測線]

表3−3−1(3) デ−タ処理手順および処理諸元一覧表[本庄S波測線]

(1)初期編集

1デ−タ整理…ノイズ除去、不良デ−タの除去、測量デ−タの整理等を行う。

2CMP編集…測定は通常道路上で行い、障害物を避けて実施するため、CMP(反射中点)は一般に平面上に分布する。重合用測線はこれらのCMPの分布を最適に通る折れ線として設定し、この測線沿いにCMP編集を行った。なお、重合測線はオフセット距離(震源−受震器間距離)が比較的短いものを考慮して決定した。

(2)静補正

一般的には屈折法により表層をはぎ取る方法が用いられるが、特に、ミラ−ジ的な速度変化を示すような速度構造地盤では、必ずしも精度の高い補正値を得られるとは限らない。ここでは、「屈折波を用いたトモグラフィ−」により静補正値を算出し、表層に起因する乱れを補正した。この処理の手順は次のとおりである。

a.観測波形よりP波の初動走時を読み取る。
b.差分格子点に適当な初期速度分布値を与える。
c.アイコナ−ル法によりある震源点で起震した場合の各格子点の初動走時を計算する。
d.初動走時分布をもとに波線を求める。
e.各波線の観測走時と計算走時の比を修正係数とし、波線周辺の格子点に記憶する。
f.c〜eの操作を全震源点について行う。
g.格子に配られた修正係数をもとに新たな速度分布を算出する。
h.c〜gの操作を収束するまで繰り返す。

1CMPアンサンブル内での標高静補正・・・NMO補正前に、各アンサンブルごとにその平均標高までの標高差補正を行った。なお、補正速度は各探査測線によって異なるが、140〜200m/secを用いた。

2重合後標高補正・・・マイグレ−ション、深度変換後に各CMPの平均から基準標高までの標高補正を行った(基準標高はT.P.50m)。また、時間断面図のプロットの際も、地表平均標高(float datum)から基準標高までの速度を各探査測線に応じて140〜200m/secに仮定して、標高補正を実施した。

図3−3−2(1)〜(3)に各探査測線のトモグラフィー解析結果を示す。

図3−3−2(1) 屈折波トモグラフィー解析による表層速度構造[岡部S波A測線]

図3−3−2(2) 屈折波トモグラフィー解析による表層速度構造[岡部S波B測線]

図3−3−2(3) 屈折波トモグラフィー解析による表層速度構造[本庄S波測線]

(3)波形処理

1初期処理

波形処理のうち最も重要な処理は、パルスの短縮、短周期の多重反射の除去、スペクトルの平滑化等を目的に実施するデコンボリュ−ションである。この処理を良好にするため、次の前処理を実施した。
  ・プレフィルタリング…再帰型のフィルタ−を用い、位相特性は次の位相補償で併せてミニマムフェ−ズに直した。
  ・位相補償…デコンボリュ−ションが有効に働くためには、トレ−スがミニマムフェ−ズ特性であることが条件の一つである。測定系でもっともこの条件を満たさないものは、探鉱機のフィルタ−の位相特性である。これをミニマム位相特性に戻すフィルタ−を設計し、補償を行った。
  ・振幅補償…次の2段階に分けて実施した。
   a.全トレースよりオフセット距離(震源−受震器間距離)別に振幅の時間減衰特性を統計的に求め、この特性の逆数で振幅補償を行った。
   b.次に各トレース別に、所望のゲ−ト幅で平均振幅の時間変化を求め、振幅補償を行った(AAC)。

2デコンボリュ−ション

自己相関演算のゲ−ト長 700msec、フィルタ−長 80msec、ホワイトノイズ3%のタイムバリアント型プレディクティブ・デコンボリュ−ションを用いた。

(4)NMO補正と速度解析

1NMO補正

NMO補正はオフセットの違いによる走時のずれをゼロオフセットの記録に補正するものである。通常、直線の波線を図3−3−3に示すように仮定した下記の方法で行う。

図3−3−3 NMO補正における波線の考え方

地下構造が水平2層でオフセットがXのとき、第1層下端から反射して受震点に到達する波の走時は次式で表される。

            X2
 t2 = 4t02 +───
            V2

 ただし、            V;波の伝播速度
          2Z      X;震源点と受信点の距離
      t0=───
          V     t0;ゼロオフセットの走時

 多層構造の場合も、オフセットXに比べて反射面深度が十分に大きければ、

                   X2
    Tn(X)2 = Tn(0)2 +───
                  VR2
 と近似できる。

 ここで、VRはRMS速度と呼ばれるものであり、次式のように定義される。

       n
        Σ Vi2△ti ここで Vi ;第i層の速度
       i=1
   VR2 =─────── △ti;第i層の鉛直往復走時
        Tn(0)

2速度解析

速度解析で得られる速度値は重合速度と呼ばれ、地層がほぼ水平の場合には近似的にRMS速度に等しいと見なされている。速度解析は次の手順で行った。

a.推定される重合速度の範囲のなかで、120種の速度を等分に仮定する。
b.各速度でNMO補正を行い、オフセットによらず反射波が同じ時刻に並ぶ速度と時間を求める。
c.図から直接速度を読み取ることもできるが、労力および精度に問題があるため、CMPアンサンブルのデ−タを定速度でNMO補正した後に、
イ.狭い時間ゲ−ト内でのトレ−ス間の相関(センブランス)を求める(速度スペクトル法)
ロ.全てのトレ−スを加算して1本のトレ−スとする(C.V.S.法、constant velocity scan)などの方法で整理する。
d.実際には全デ−タを用いた場合には、イ.,ロ.の方法でもCMPの数だけ図が得られるため、読み取りを自動的に行い、これを整理して重合速度を決定する。

以上のデータ処理を行った結果は、デコンボリューションテスト結果、速度解析結果、および100%断面図(1重合断面図)として各測線についてまとめて巻末資料に添付する。

(5)重合・マイグレ−ション・深度変換

上記した各種の解析結果をもとに、重合・マイグレーション・深度変換などのデータ処理をへて時間断面図と深度断面図が作成されるが、それぞれの結果は次の3.4探査結果に示す。以下に各処理過程の概要をまとめて示す。

1ミュ−ト・重合
速度解析で得た速度分布を用いてNMO補正し、ミュ−ト後、重合を行った。

2マイグレ−ション
重合後時間断面を水平方向の速度分布が均一なストレッチ断面(深度方向には速度変化を認める)に変換した後、波動場補外法(位相移動によるイメ−ジングと下方接続)によるFKマイグレ−ションを行った。

3深度変換
マイグレ−ション後の時間断面を、マイグレ−ションに用いたRMS速度より求めた平均区間速度を用いて深度変換した。

4零位相表示断面
位相デ−タとは、各トレ−スを複素変換したのち、振幅情報を無視し位相情報のみを取り出したものである。この位相デ−タのうち零位相に近い部分を黒線で示す。成層構造をなさない場所では、位相が乱れるため破砕部の把握に役立つと思われる。また、振幅が相対的に小さい場所の情報も得られる。

5相対振幅強度+零位相表示断面
相対振幅強度表示とは、深度断面の振幅をその大きさに応じた色で表示したものである。通常の表示では、大きい振幅は隣のトレ−スの上に描かれるため細部が不明瞭となるが、この表示では細部が明瞭となり、また負の振幅も情報として得られる。この断面では、上記の零位相表示と重ね合わせて図化している。