黄 斌，张宏兵，王 强，乔 骁

（河海大学地球科学与工程学院，南京 211100）

广义S变换与短时傅里叶变换在地震时频分析中的对比研究

黄 斌，张宏兵，王 强，乔 骁

（河海大学地球科学与工程学院，南京 211100）

短时傅里叶变换（STFT）和广义S变换（GST）都被应用到地震时频分析中，但对两者在信号分析过程中的特点和差异的研究相对较少。通过比较两者的理论公式、窗口函数及地震信号的实际处理效果发现：短时傅里叶变换在地震信号分析过程中整个时频域具有相同的分辨率，整体性较强，缺少时频聚焦能力，不能对信号重点观测区域有针对性的提高时频分辨率；广义S变换对地震高频信号具有较高的时间分辨率，对低频信号具有较高的频率分辨率，且可以通过改变参数p的值对广义S变换窗口函数的形态做出较大的调整，也可以改变λ的值实现窗口形态微调，通过对窗口函数的调整，广义S变换可以对信号特定区域进行时频聚焦。

短时傅里叶变换；S变换；广义S变换；时频窗；地震记录

0 引言

地震勘探数据是一种非平稳的信号，其频率值随时间的变化较快，用传统傅里叶变换进行分析不能将时间值和频率值对应起来，分析效果不佳。采用短时傅里叶变换、S变换和广义S变换等时频分析方法则可以很清晰的反应出地震信号在每个时频点的幅值大小。S变换由R.G.Stockwel[1]于1996年提出，是在短时傅里叶变换和小波变换的基础上发展而来的一种新型时频分析方法。广义S变换提出后即在地震勘探数据处理领域中得到广泛的应用，刘喜武[2]等人用广义S变换来提取地震旋回，结论表明地震数据的振幅和频率的旋回性和沉积旋回具有很好的对应性；……