Swell correction for sub-bottom profile data using variational mode decomposition

Xiao, Yibao

doi:10.1007/s11001-026-09607-9

2026-02-13

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DOI：10.1007/s11001-026-09607-9

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波浪引起的调查车辆垂直运动在海底剖面仪（SBP）调查中会导致涌浪噪声，造成海底旅行时间的规律性偏移。这种噪声显著降低了剖面的信噪比和分辨率。消除涌浪噪声的影响对于提高海底剖面质量至关重要。然而，如何准确消除涌浪噪声并处理大量的海底剖面数据是一项具有挑战性的工作。本文提出了一种基于变分模态分解（VMD）的SBP数据新型涌浪静校正方法，能够实现自动处理。该方法在修正过程中无需外部信息或人工干预，非常适合大规模SBP数据处理。唯一需要的参数是分解模态数k；在大多数情况下，我们发现k=5是合适的。模型测试表明，当波浪引起的海底振荡波长小于真实海底起伏波长的十分之一时，该方法非常有效。实测数据结果表明，我们的基于VMD的方法优于常规滤波方法（低通、移动平均/中值、高斯）——这些方法常用于SBP/浅层海底剖面的海底拾取涌浪静校正，并被广泛报道为操作基准，特别是在坡度环境下采集的SBP数据中表现更优。

Keyword:

Sub-bottom profile(SBP)

Swell static correction

Adaptive signal processing variational mode decomposition (VMD)