Primera parte del procesamiento con Seismic Unix

 

Introducción

Seismic UNIX: Claves para su uso en Unix

 

Seismic Unix (SU) es una herramienta ampliamente utilizada en geofísica para el procesamiento y análisis de datos sísmicos, destacando por su flexibilidad y enfoque basado en comandos, lo que lo hace indispensable para estudiantes y profesionales de la exploración sísmica. Entre sus funciones más destacadas se encuentran suximage, que permite visualizar trazas sísmicas y ajustar la escala de colores para resaltar amplitudes representativas (e.g., suximage perc=95); sufilter, que aplica un filtrado pasa-banda para preservar frecuencias útiles y eliminar ruido (“e.g., sufilter f=10,20,60,70”); y sugain, que implementa un control automático de ganancia (AGC) para homogeneizar amplitudes y mejorar la visibilidad de reflejos débiles (“e.g., sugain agc=1”). Estas herramientas son esenciales para visualizar datos procesados, eliminar artefactos y realzar señales de interés, aunque deben usarse con precaución en análisis cuantitativos. El dominio de estos comandos te permitirá optimizar la interpretación de datos sísmicos, lo que exploraremos con mayor profundidad en futuras publicaciones.

Cualquier programa que tenga permisos de ejecución y que aparezca en el PATH de los usuarios puede ejecutarse simplemente escribiendo su nombre en la línea de comandos. Por ejemplo, si ha configurado correctamente su ruta, debería poder hacer lo siguiente:

 

 

 

  

Donde:

• &: El "ampersand" indica que el programa está siendo ejecutado en "segundo plano".
• |:  La "barra vertical o "pipe line"" es un búfer de memoria con una «lectura de la entrada estándar» para una entrada y una «escritura en la salida estándar» para una salida.

La línea de comandos propiamente dicha es el indicador interactivo que el programa shell proporciona para que usted pueda introducir datos. La entrada apropiada para una línea de comandos es un archivo ejecutable, que puede ser un programa compilado o un script de shell Unix. La línea de comandos dice: «Escriba aquí el nombre del programa.

 

Otros comandos utilizados en el manejo de archivos ejecutables:

• >: Escribir datos del programa en un archivo (redirigir hacia fuera)
• <: Leer datos del archivo al programa (redirigir hacia)

Se pueden realizar varias combinaciones como las siguientes:

Donde:

• Se crean los datos de las trazas "suplane", se encuentra el espectro de amplitud y se grafican las trazar como trazas "wiggle".

 

Donde:

• Se crean los datos de las trazas "suplane" y se almacenan en el archivo SU "sismica".

Donde:

• Se obtiene el espectro de amplitud del archivo SU "sismica" y se almacena en "sismica1".

Donde:

• Se obtiene el espectro de amplitud del archivo SU "sismica" y se almacena en "sismica1".

Visualización de datos sísmicos

Como ejemplo, se utilizarán los datos libres de la Universidad de Bergen, adquiridos en septiembre de 2004, con el objetivo de la adquisición de datos sísmicos sobre el margen, el talud, el valle del rift y la cresta de Knipovich, utilizando tanto un "streamer" de 3 km y 240 canales como un streamer de un solo canal. (Enlace: (3.4 Download)).

 

Visualización del dato

Para visualizar el dato sísmico, se requiere escoger un porcentaje de amplitudes respecto al valor central, ya que el dato presenta amplitudes muy altas y bajas respecto al promedio general de las amplitudes, por lo que la visualización en general del dato sísmico en su totalidad se ve sezgado por el gran rango de las amplitudes; En este caso, se busca seleccionar un porcentaje para una mejor visualización. Se puede cambiar la paleta de colores al oprimir las teclas "r" y "h" (h se utiliza para la visualización de paletas de atributos sísmicos). Se utiliza el siguiente código:

 

 

Donde:

• suximage: Genera una imagen bidimensional de los datos sísmicos. Usualmente se usa para mostrar gathers o secciones sísmicas.
• perc=95: Controla el porcentaje de amplitudes de los datos sísmicos que se usarán para ajustar la escala de colores. Esto ayuda a excluir valores extremos (outliers) que podrían distorsionar la interpretación visual de los datos.calcula los valores de amplitud que abarcan el 95% central de los datos en términos de su rango de valores absolutos. Es decir:
• Se ignoran las amplitudes más bajas y más altas que estén fuera del 95% especificado.
• Los valores restantes (del 2.5% más bajo al 97.5% más alto) se utilizan para definir el intervalo de la escala de colores.

Visualización sin "perc=95" 

 

 

Visualización con "perc=95" 

 

 

Filtro pasa-banda

 

El filtrado pasa-banda es un tipo de filtro utilizado en procesamiento de señales, como en geofísica, audio, telecomunicaciones y otros campos. Su propósito es permitir el paso de las frecuencias dentro de un rango específico (la banda) mientras atenua o elimina las frecuencias fuera de ese rango.

Se aplica el siguiente código al archivo SU para aplicarle un filtro con cortes de frecuencia en 10,20,60 & 70 Hz, los cuáles caen dentro del rango efectivo de los datos sísmicos:

 

 

Donde:

• sufilter: Es un programa que aplica un filtro de frecuencia a los datos sísmicos. El filtro permite pasar solo las frecuencias dentro del rango 20-60 Hz, mientras que las frecuencias por debajo de 10 Hz y por encima de 70 Hz se eliminan. Las transiciones entre estas zonas (10-20 Hz y 60-70 Hz) son graduales.
  
• Donde:
  • f1: Frecuencia en la que la respuesta del filtro comienza a aumentar (rampa de entrada).
  • f2: Frecuencia en la que el filtro alcanza su máxima transmisión (pasa completamente).
  • f3: Frecuencia en la que el filtro comienza a disminuir (rampa de salida).
  • f4: Frecuencia en la que el filtro elimina completamente las señales.

Visualización con "sufilter f=10,20,60,70"

Control automático de ganancia (AGC)

El AGC (Automatic Gain Control, por sus siglas en inglés) o Control Automático de Ganancia es una técnica utilizada en procesamiento de señales para ajustar dinámicamente la amplitud de una señal a lo largo de su duración, con el objetivo de homogeneizar su energía y facilitar la interpretación de eventos importantes.

En el contexto de geofísica y procesamiento sísmico, el AGC se emplea para realzar reflejos o eventos de baja amplitud y hacerlos más visibles. Para aplicar el AGC, se usa el siguiente código:

Donde:

• sugain: Es un programa que plica correcciones o modificaciones a las amplitudes de los datos sísmicos. Sirve para realzar eventos sísmicos y mejorar su visualización, especialmente cuando las amplitudes varían significativamente con el tiempo o la profundidad.
  
• Donde:
  • agc=1: Se habilita este modo, lo que significa que los valores de amplitud se normalizan dentro de una ventana de tiempo predefinida.

 

Referencias Bibliográficas

[1] https://wiki.seismic-unix.org/start

Publicación realizada por Hugo Olea y Kevin García

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