이라크 2D 육상 지진 데이터의 무작위·연속 잡음 억제 완전 시퀀스

초록

본 논문은 이라크에서 획득한 2‑D 육상 지진 데이터에 대해, 지면 롤(ground‑roll)과 무작위 잡음을 단계별로 제거하는 일련의 처리 흐름을 제시한다. FDNAT, AGORA, RADMX, SCFIL, DDMED 및 시간 가변 밴드패스 필터 등 다섯 개의 핵심 모듈을 순차 적용함으로써, 다양한 도메인(시간‑오프셋, f‑k, t‑x 등)에서 잡음과 신호를 효과적으로 분리하고, 최종적으로 신호‑대‑잡음비(SNR)를 크게 향상시킨다. 결과는 구조·성층 해석에 유리한 고품질 지진 섹션을 제공한다.

상세 분석

이 논문은 전통적인 시간‑오프셋 영역에서의 잡음 억제가 한계가 있음을 지적하고, 도메인 변환을 통한 잡음‑신호 분리를 핵심 전략으로 채택한다. 먼저 입력 데이터는 SEG‑D 포맷에서 내부 GeoVation 포맷(SDS)으로 변환되고, 기하학적 스프레딩 보정(SDICO)으로 1/r 감쇠와 고주파 손실을 보정한다. 이 단계는 후속 필터링 과정에서 신호 진폭이 과도하게 감소하는 것을 방지한다.

다음으로 도입된 FDNAT(Frequency‑Dependent Noise Attenuation)은 주파수‑시간 가변 임계값을 이용해 고진폭 스파이크형 잡음과 일부 연속 잡음을 자동으로 탐지·제거한다. 세 가지 이웃 정의 옵션(Blank, SO, GC)을 제공함으로써 트레이스 간 상관성을 유연하게 설정하고, 잡음 강도(절대 진폭 평균)를 정량화한다.

AGORA 단계는 f‑k 도메인에서의 고속 이동 잡음(ground‑roll)을 억제한다. 이 과정은 속도‑그룹을 기반으로 필터 커널을 설계해 저주파, 저속도 성분을 선택적으로 차단한다. RADMX는 f‑k와 t‑x 도메인 사이의 변환을 활용해 남아 있는 중간 주파수 잡음을 추가적으로 감소시키며, 특히 다중 경로와 가이드 파에 의한 잡음에 효과적이다.

SCFIL 단계는 스펙트럼 균형을 맞추는 스무딩 필터로, 잡음 억제로 인한 스펙트럼 왜곡을 최소화한다. 마지막 DDMED(Domain‑Dependent Median) 필터는 시간‑공간 영역에서 중위값 기반 잡음 제거를 수행해 잔여 잡음과 작은 진동을 정제한다.

전체 흐름에 시간 가변 밴드패스 필터가 추가되어, 각 단계에서 남은 잡음 대역을 정확히 차단하고, 신호 대역은 보존한다. 저자들은 각 단계별 파라미터 설정(예: NC, n, m 등)을 상세히 제시하고, 실제 2‑D 데이터에 적용한 전·후 비교 그림을 통해 SNR 개선을 정량적으로 입증한다.

핵심 인사이트는 (1) 잡음 종류별(연속·무작위) 특성을 도메인별로 최적화된 알고리즘에 매핑함으로써 복합 잡음 억제가 가능하다는 점, (2) 기하학적 스프레딩 보정이 후속 필터링 효율을 크게 높인다는 점, (3) 다중 단계의 연속적 적용이 단일 필터링보다 잡음 억제와 신호 보존 사이의 트레이드오프를 최소화한다는 점이다. 또한, 이 흐름은 GeoVation 소프트웨어 환경에 구현되어 현장 실무에 바로 적용 가능하도록 설계되었다.