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1、地震信号数字处理教学大纲一、课程基本信息课程名称地震信号数字处理Seismic Data Processing课程编码CTL120721020开课院部控制科学与工程学院课程团队（未设置）学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时32适用专业自动化授课语言中文先修课程高等数学（2-1）.高等数学（2-2）、大学物理（2-1）、复变函数与积分变换、数字信号处理课程简介（限选）本课程是自动化专业的一门专业选修课，重点介绍地震信号的特点及表示方法，地震信号的数字处理方法。通过学习，学生能够了解 各种信号处理方法在地震信号数字处理中的地位和作用，并能针对实际的工程问题选取正确的处理方法。本
2、课程可培养学生就地震信号数 字处理领域的复杂工程问题与业界同行进行有效沟通的能力，以及对于自主学习和终身学习的必要性的正确认识，同时让学生了解中国油 气勘探领域的现状，激发学生的爱国主义热情。This course is a professional elective course for automation major, focusing on the characteristics and representation methods of seismic signals and the digital processing methods of seismic signals. Thr
3、ough learning, students can understand the position and role of various signal processing methods in digital processing of seismic signals, and can select correct processing methods for actual engineering problems. This course can cultivate students) ability to communicate effectively with their pee
4、rs in the industry on complex engineering problems in the field of digital processing of seismic signals, and their correct understanding of the necessity of autonomous learning and lifelong learning, at the same time, let students understand the current situation in Chinas oil and gas exploration f
5、ield and stimulate students patriotic enthusiasm.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：能够理解社会发展与技术进步对于知识、能力的影响和要求，对于自主学习和终身学习的必 要性有正确的认识。是12. 112. 1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章地震信号的采集本章重点难点：可控震源工作原理。Ml/21. 1地震勘探的基本原 理中国油气勘探现状；反射波的回声测距原理。Ml1讲授1自学31.2地震信号的采集方 法炸药震源、可控震源、模
6、拟、数字检波器以及地震记录仪的工 作原理；空间采样定理。Ml1讲授1自学4第2章地震信号特点及描 述方式本章重点难点：地震子波和时距曲线Ml/52. 1地震信号特点及其 描述方法地震波的特点；地震波的描述；地震信号的物理参数；地震子 波；炮检距、道间距、同相轴、时距曲线。Ml2讲授/讨论1自学62.2地震波传播的基本 原理地震波传播的基本定律；地震波的能量与衰减。Ml1讲授/讨论1自学72.3地震信号处理流程 及新技术地震信号处理流程，地震信号处理新技术Ml2讲授/讨论3程序设计 大作业/自 学8第3章地震数字滤波本章重点：递归滤波、零相位递归滤波、频率波数域滤波。本 章难点：零相位递归滤波、
7、频率波数域滤波。Ml/93. 1概述地震噪声的分类及特点，数字滤波的概念，数字滤波器的数学 特性、描述手段和物理性质。Ml1讲授/讨论1自学103.2一维滤波地震信号的频谱分析，一维频率域滤波，一维时间域滤波（褶 积滤波、递归滤波、零相位递归滤波）。Ml3讲授/讨论2自学113.3二维滤波二维傅里叶变换原理，去除空间假频，频波谱分析，F-K滤 波，频率扫描。Ml3讲授/讨论3程序设计 大作业/自 学12第4章提高地震分辨率本章重点：无干扰时最小平方反褶积，有干扰时最小平方反褶Ml/积。本章难点：有干扰时最小平方反褶积。134. 1概述地震分辨率及反褶积的概念Ml1讲授/讨论1自学144.2地震
8、分辨率及反褶 积的概念最佳维纳滤波，无干扰时最小平方反褶积，有干扰时最小平方 反褶积。Ml3讲授/讨论2自学154.3最小平方反褶积预测反褶积Ml2讲授/讨论1自学16第5章地震时频分析本章重点：小波变换时频分析、匹配追踪时频分析、压缩感知 原理。本章难点：压缩感知原理。Ml/175. 1概述地震时频分析的概念及目的Ml1讲授/讨论1自学185.2希尔伯特变换及地震属性提取希尔伯特变换的定义，地震瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位。Ml2讲授/讨论1自学195.3短时傅里叶变换时 频分析短时傅里叶变换算法原理，短时傅里叶变换时频分析。Ml2讲授/讨论2自学205.4小波变换时频分析小波变换算法原理，
9、小波变换的应用，小波变换时频分析。Ml3讲授/讨论2自学215.5匹配追踪时频分析稀疏信号，信号的稀疏表征，匹配追踪原理，止父匹配追踪。Ml2讲授/讨论4程序设计 大作业/自 学225.6压缩感知数据恢复压缩感知算法原理，压缩感知的应用。Ml2讲授/讨论5文献总结/ 自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1口头答辩1 .本课程每个学生做一次口头答辩。2 .成绩采用白分制，根据口头答辩完成情况评分。3 .考核学生针对地震信号数字处理领域的复杂工程问题从技术角度准确表达自己的观点，回应质疑的能力，以及对于自 主学习和终身学习的必要性的认识程度。30%2程序设计1 .本课程要求利用Mat la
10、b等现代程序设计语言建立研究对象的模型，设计出解决地震信号数字处理问题的实验方案。2 .成绩采用百分制，根据模型建立情况和实验方案的准确性评分。30%3文献总结1.本课程在结课后提交一份文献总结报告。20%2 .考核学生针对地震信号处理中的实际问题通过查阅文献提出合理解决方案的能力，以及对于自主学习和终身学习的必 要性的认识程度。3 .考核学生对中国油气勘探领域现状的认识程度，以及爱国程度。4 .成绩采用百分制，根据查找、理解、总结文献的情况、所提的解决问题方案的合理性以及爱国程度评分。4课堂测验1 .布置1020道题目，题型主要有填空、判断和论述题。2 .成绩采用百分制，根据测验完成准确性、
11、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生对地震信号的特点及数字处理方法等基本知识的掌握能力，学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。10%5考勤随机点名、刷卡点名等。10%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml口头答辩30%A-能够以简洁的文字、清晰的图表、生动的动画等多种形式制作精美的PPT,能够以宏亮的声音、简洁的 语言、清晰的思路准确表达自己对算法原理及应用范围的理解，并能准确地回答老师与同学的提问、质 疑。B-能够以文字、图表等形式制作PPT,能够以较宏亮的声音、较简洁的语言、较清晰的思路较准确表 达自己对算法原理及应用范围的理解，并能较准确地回答老师与同学的提
12、问、质疑。C-能够制作PPT,能 够基本正确地表达自己对算法原理及应用弛围的理解，并基本正确地回答老师与同学的提问、质疑。D-不 能够制作PPT,不能基本正确地表达自己对算法原理及应用范围的理解，不能基本正确地回答老师与同学 的提问、质疑。2Ml程序设计30%A-利用Matlab等现代程序设计语言建立研究对象的正确模型，能够根据不同的处理目标灵活地选取合理的 处理方法，且取得优秀的处理效果。程序设计报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实验数据，从技术 角度优选解决方案获得有效结论。B-利用Matlab等现代程序设计语言建立研究对象的较正确模型，能够根 据不同的处理目标选取较合理的处理方法，且取
13、得较好的处理效果。程序设计报告格式较正确，步骤叙述 较清楚，较正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结论。C-利用Matlab等现代程序 设计语言建立研究对象的基本正确模型，能够对处理目标用一种基本的处理方法进行处理，且取得基本正 确的处理效果。程序设计报告格式基本正确，步骤叙述基本清楚，基本正确地分析实验数据，从技术角度 优选解决方案获得基本有效的结论。D-不能利用Matlab等现代程序设计语言建立研究对象的模型，不能对 处理目标用基本的处理方法进行处理，无法取得基本正确的处理效果。程序设计报告格式混乱，步骤叙述 不清楚，不能分析实验数据，不能从技术角度优选解决方案获得基本有
14、效的结论。3Ml文献总结20%A-能够针对地震信号处理中的实际问题，自主查阅多方面的资料，能够通过广泛学习深入理解所查阅资料，在对资料进行有条理地归纳、总结的基础上，提取出解决问题的合理方案。非常了解中国油气勘探领 域现状，深刻认识到终身学习的重要性。B-能够针对地震信号处理中的实际问题，自主查阅相关资料，对 资料进行一定的归纳、总结，并提取出解决问题的较为合理的方案。了解中国油气勘探领域现状，认识到 终身学习的重要性。C-能够针对地震信号处理中的实际问题查阅资料，基本理解所查阅资料，并提取出解 决问题的基本方案。基本了解中国油气勘探领域现状，基本认识到终身学习的重要性。D-不能针对地震信 号
15、处理中的实际问题查阅资料，不能给出解决问题的任何方案，没有认识到终身学习的重要性。4Ml课堂测验20%A-独立思考、按时完成，能够准确地掌握地震信号的特点及描述方式，准确掌握各种地震数字处理环节的 基本原理及基本实现方法。B-独立思考、按时完成，能够较准确地掌握地震信号的特点及描述方式，较准 确掌握各种地震数字处理坏书的基本原理及基本实现方法。c-独立思考、按时完成，能够基本了解地震信 号的特点及描述方式，基本了解各种地震数字处理环节的基本原理及基本实现方法。D-课堂测验抄袭，未 能按时完成，或已完成，但不了解地震信号的特点及描述方式，不了解各种地震数字处理环节的基本原理 及基本实现方法。5/考勤100%A.全勤B.缺勤1次C.缺勤2-3次D.缺勤3次以上。评分等级说明：A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1地震数据处理方法，牟永光，陈小宏，李国发，刘洋，王守东，石油工业出版社，2007, 1SBN:97875O2161972. （*主教材）2图书1现代信号处理，张贤达，清华大学出版社，2015, ISBN:9787302408697.3图书1地震资料去噪方法，张军华，中国石油大学出版社，2011, ISBN:9787563630868. （*主教材）