Kısa zaman fourier dönüşümünün (KZFD) sismik yansıma verilerine uygulamaları
Applications of the short time fourier transform (STFT) to seismic reflection data
Yazar: EBRU ÖZCAN
Danışman: PROF. DR. HAKAN KARSLI
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Kısa Zaman Fourier Dönüşüm (KZFD) yöntemi sismik verilerin zaman-frekans (t, f) görüntülerinin elde edilmesine ve bu ortamda birçok işlem yapılmasına imkanı sağlar. Bu çalışmada, KZFD yönteminin sismik verilerin süzgeçlenmesinde, ayrımlılığının iyileştirilmesinde ve sismik veriden tabakalı yer modelinin kalınlık ve hız yapısı hakkında niteliksel bir tahmin yapılabilmesindeki kullanımı ve sağladığı imkanlar incelenmiştir. KZFD'nin uygulanmasında pencere fonksiyonu uzunluğu (t, f) görüntülerinin zaman ve frekans çözünürlükleri üzerindeki etkinlikleri test edilmiştir. Kısa pencereler zaman, uzun pencereler frekans çözünürlüğü sağlamıştır. KZFD'nin hem zaman hem de frekans boyutlarında süzgeçleme çeşitliği ve pratikliği sentetik ve arazi verileri üzerinde gösterilmiştir. KZFD ile Kepstrum tekniği birleştirilerek (KZFD-K) sismik yansıma dalgacıklarının yan salınımları zayıflatılıp ana salınımı daraltılarak verinin kullanışlı spektral bandı düşük ve yüksek frekans bölgesine genişletilerek sismik verilerin düşey ayrımlılığı etkin şekilde iyileştirilmiştir. Böylece, ince tabakalar ve küçük ölçekli yansımalar görüntülenebilmiştir. KZFD'nin sedimanter ortamlardaki derinlik boyunca tabaka hızları ve kalınlıkları hakkında niteliksel bir tahmin yapılabilmesindeki katkıları sentetik ve arazi verilerine uygulamaları ile gösterilmiştir. Sonuç olarak, KZFD yönteminin sismik verilerin işlenmesinde birçok uygulama imkanı ve kolaylığı sağladığı, özellikle sismik verilerin düşey ayrımlılığının artırılmasında ve tabaka modelinin tahmin edilmesinde etkin bir yöntem olduğu görülmüştür.

Abstract:
The Short Time Fourier Transform (STFT) method allows the obtaining of time-frequency (t, f) images of seismic data, enabling many processes to be performed in this environment. In this study, the use of the STFT method in filtering seismic data, improving the resolution of seismic data, and qualitatively estimating the thickness and velocity structure of the layered earth model from seismic data is investigated. The effectiveness of the window function length (t, f) on the time and frequency resolutions of the images was tested in the STFT application. Short and long windows respectively provided temporal and frequency resolution. The diversity and practicality of STFT filtering in both time and frequency dimensions are demonstrated on synthetic and field data. By combining STFT with the Cepstrum technique (STFT-C), the vertical resolution of seismic data is effectively improved by attenuating the side lobes of seismic reflection wavelets and narrowing the main lobe, thus extending the available spectral band of the data into the low and high frequency region. Thus, thin layers and small-scale reflections can be imaged. The contribution of STFT to qualitatively estimating layer velocities and thicknesses along the depth in layered sedimentary environments is demonstrated with applications to synthetic and field data. As a result, it is seen that the STFT method provides many application possibilities and convenience in the processing of seismic data and is an effective method especially in increasing the vertical resolution of seismic data and estimating the layer model.