传统的梯度结构张量（GST）在地震数据不连续性检测中，固有地存在过零点处数值不稳定性现象和倾斜地层中的伪影问题。为解决这些局限性，本研究提出了一种基于乘法解析方向结构张量（ADST）的相干性方法，并引入了鲁棒的特征向量正则化策略。为建立可靠的结构基础，我们首先利用瞬时相位（IP）属性估计底层的局部走向，并采用具有符号一致性校正的自适应平滑框架。该步骤有效解决了极性模糊问题并抑制了噪声，生成了高精度的结构导向向量。随后我们在与定向结构张量的基础上，通过解析信号所得到的复数方向导数，通过进行矩阵乘法构建了新的解析张量。理论分析表明，这种乘法形式对特征值具有平方效应，该机制可非线性增强主导特征结构，同时抑制次要特征值。
该方法通过抑制噪声，显著提高了对不连续性的敏感性。在合成数据和实际野外数据中的应用表明，所提出的方法能够消除倾斜地层中的过零点不稳定性和背景伪影。关键的是，这些伪影的抑制揭示了此前因严重噪声和地层干扰而被掩盖的细微断层和复杂河道系统。最终得到的属性特征具有更高的对比度和更清晰的边界定义，从而生成出更清晰、更易于解释的地震相干图像。
图1. 1320ms时间切片上的结构特征向量对比。(a)、(c)和(e)为直接从传统结构张量中提取的未正则化特征向量u、v和w，表现出混乱的符号翻转现象。(b)、(d)和(f)为应用本研究所提出校正策略（符号一致性修正及自适应高斯平滑，σmin = 1，σmax = 3）后的校正特征向量u、v、w。图像以RGB合成形式显示，其中x方向、纵线方向和垂直方向分量分别映射到红、绿、蓝通道
图2.不同算法在不同噪声条件下生成的三维合成模型的垂直一致性剖面。(a)–(d) 分别为传统DST、AADST、本文提出的ADST以及经典C3方法在无噪声情况下的结果。(e)–(h) 对应添加5%随机噪声后的结果。蓝色矩形框标示出用于表I中定量统计评估所选取的严格连续背景地层区域
在5%随机噪声干扰下 [图2(e)–(h)]，传统的DST和C3遭受严重的背景污染，而AADST也表现出明显的地层伪影和不连续性模糊。相比之下，所提出的ADST有效抑制了随机噪声，并最优地保留了断层和通道边界的清晰度，展现了良好的结构连续性和可解释性。
图3. t = 1320 ms 时间切片上的相干性比较。（a）传统 DST。（b）AADST。（c）本研究所提出的 ADST。（d）经典 C3 相干性。红色箭头指示在 ADST 中以锐利边缘形式解析出的通道边界。红色矩形突显了蜿蜒通道系统中边界连续性的改善，绿色箭头指向被 ADST 抑制的伪影
上述研究成果近日在线发表在地球科学与遥感领域国际重要期刊 IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing（TGRS）。论文的第一作者为冰球突破豪华版官方网站博士生王梓成，通讯作者为冰球突破豪华版官方网站宋建国教授，合作者包括冰球突破豪华版官方网站研究生苏裕斐，赵展鹏，石家瑜，张子垚。本项研究得到深层地震资料提高信噪比及弱信号增强关键技术项目资助。
论文信息：Z. Wang, J. Song, Y. Su, Z. Zhao, J. Shi and Z. Zhang, "Eigenvector-Rectified Analytic Directional Structure Tensor for Seismic Data Discontinuity Detection," in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 64, pp. 5916714-5916714, 2026, Art no. 5916714, doi: 10.1109/TGRS.2026.3720202.
