聆听地震的声音

王雨青电子科技大学信号与信息处理专业博士

党的十九大报告多次提到“ 科技” 与“ 创新”，并指出：“实践没有止境，理论创新也没有止境。世界每时每刻都在发生变化，中国也每时每刻都在发生变化，我们必须在理论上跟上时代。”国家正不断加大基础研究的支持力度，大力支持世界科技前沿的相关研究。

随着信息化时代的到来，信号处理技术不仅在日常生活中变得越来越重要，也不断渗入科学研究的各个领域中，如生物医学工程、地震学、声呐、雷达、通信、控制等，以及我所研究的信号处理在地震勘探中的应用。这里所说的地震是指人工地震，通过在地层表面放置炸药，爆炸的能量引起地下震动，再由仪器设备接收这种震动波，对其进行处理转化成数字信号，这就是地震资料。

人工地震勘探可以帮助人类探测地下是否有断层，是否存在地震带，预测火山是否会喷发，这些对人类的安全来说都是至关重要的。此外，它还与我们的生活息息相关，如何准确判断哪里存在石油、天然气这些储层，是一个非常重要的技术手段。利用信号处理技术对地震资料进行处理与分析，可以帮助专业人员更好更准确找到这些储层。

我的导师彭真明教授2003年底来到电子科技大学后，创立了“成像探测与智能感知”实验室，主要从事信号检测、图像处理及应用研究。彭老师告诉我，当时实验室的条件极其艰苦，课题少，年科研经费不足5万元。他一人带着几个研究生，主要做一些信号处理相关的基础性研究。在彭老师10余年的不懈坚持和努力下，实验室规模不断壮大，团队人数已达60余人，科研成果数量也在逐年攀升。

2006年，实验室开始涉入分数域信号处理研究，在当时在国际上属于比较新的理论，实验室没有这方面的研究基础，可以参考的资料较少，也没有相应的课题资助。凭借着不懈的努力与坚持，师兄师姐们将这个理论一步步推进，还将其应用于雷达图像处理及地震成像中，从多个角度继续深入研究。不断壮大的研究队伍不仅更深入探讨了基本理论，也改善了其在地震频谱成像中的效果，以此为基础，实验室不仅成功申请到了国家自然科学基金，还负责了一些重要的工程应用项目。

研究工作不能因为课题的结束而中止，读博后，我开始接手这项工作。凭借着前辈累积的科研成果，我在博士论文开题时就对这个理论有了比较清晰的认识，对后续的研究方向也有了明确的想法。之前一位师姐研究的一个课题虽然已得到了初步结果，但还有很大的提升空间，当导师建议我继续这个课题时，我欣然接受。

通过阅读大量文献，查找相关资料，借鉴实验室已有的科研成果，我提出了一种新的方法。然而，新的方法只是一堆数学定义，是否有效果是需要实验进行验证的，于是我开始编程实现这个算法。开始时得到的结果总是不正确，这说明程序中某些细节存在问题，在彭老师的指导下，我通过反复修改代码，不断尝试，实验最终有了突破性进展，不仅得到了正确有效的结果，在地震频谱成像中的应用效果也大幅提升。

之后，我以此研究为基础开始撰写论文，在撰写的过程中，我对这个新方法有了更加深入的理解，并发现之前认为正确的程序依然存在一些瑕疵。这让我深刻认识到，很多方法不是在提出时就是完美无缺的，它甚至有可能是错误的，但我们可以通过研究不断发现问题，解决问题，使方案越来越完善。

通过几年的研究，我以第一作者发表了SCI论文5篇，获得授权专利4项。研究成果提高了地震频谱成像的分辨率，让专业地震解释人员可以更加准确地判断地下是否存在储层，降低开发采集的成本。