• semblance
• complex matched filter
• cross correlation
• velocity analysis

A partire dagli anni sessanta gli algoritmi di coerenza hanno iniziato a ricevere molta attenzione nel campo della sismologia a riflessione a copertura multipla (Schneider e Vackis 1968; Taner e Koehler 1969; Neidell e Taner 1971). Essi esprimono in forma quantitativa la somiglianza del contenuto del dato tra i suoi canali. In particolare, nel processing sismico di dati multicanale, i funzionali di coerenza vengono utilizzati allo scopo di calcolare i parametri cinematici, tempo intercetto e velocità di stack, degli eventi sismici (iperboli di riflessione) contenuti nei Common Mid Point gathers, durante un importante passo del processing chiamato analisi di velocità. Dall'applicazione di questi algoritmi ai CMP gathers in dominio offset-tempi, otteniamo degli istogrammi di coerenza in dominio velocità-tempi chiamati spettri di velocità, che ci aspettiamo presentino dei massimi in corrispondenza dei parametri cinematici caratteristici delle iperboli di riflessione. I massimi di coerenza presenti negli spettri di velocità verranno in seguito utilizzati per costruire un campo di velocità (velocità di stack) da utilizzare per la successiva correzione di Normal move out (NMO) del dato.

Una stima accurata e ad alta risoluzione delle velocità di stack è di fondamentale importanza al fine di effettuare una buona correzione di NMO, e quindi di ottenere una immagine stack accurata e con un elevato rapporto segnale-rumore. Per questa ragione negli ultimi cinquanta anni sono stati formulati diversi algoritmi di coerenza per l'analisi di velocità in dominio iperbolico time-offset con diverse propietà tra le quali abbiamo, accuratezza, risoluzione, range dinamico (connesso alla capacità di individuazione degli eventi) e costo computazionale.

I funzionali di coerenza oggetto di indagine in questo lavoro sono la Semblance (Taner e Koehler, 1969), basato sul concetto di somma di tracce sismiche, il Phase-stack (Schimmel e Paulssen, 1996), basato anch'esso sul concetto di somma ma questa volta delle tracce sismiche ricostruite a partire dalle sole fasi istantanee, le Cross-correlazioni, in dominio sia scalare (Taner e Koehler, 1969) che complesso (Sguazzero e Vesnaver), l'algoritmo Eigenstructure (Key e Smithson, 1990), che prevede la decomposizione ai valori singolari della matrice di covarianza del dato, e infine il Complex Matched Filter (Spagnolini, Macciotta) che sfrutta invece la conoscenza a priori dell'ondina sorgente per poter effettuare un filtro adattivo del dato.

Le caratteristiche dello spettro di velocità ottenuto dipenderanno strettamente dal tipo di funzionale di coerenza utilizzato in relazione alla tipologia di CMP gathers sul quale questo viene applicato. I dati sismici su cui sono applicate le misure di coerenza possono avere infatti caratteristiche estremamente variabili, strettamente connesse a specifici problemi. Tra queste sono state prese in considerazione, AVO (amplitude versus offset), PVO (phase versus offset), statiche residue e eventi iperbolici interferenti, il tutto con diversi rapporti segnale - rumore.

Lo scopo di questo lavoro di tesi è quindi quello di studiare per ciascun funzionale di coerenza le relazioni che sussitono tra le proprietà del funzionale stesso, quali accuratezza, risoluzione e capacità di individuazione degli eventi, e le diverse caratteristiche di CMP gather sopra elencate. L'obiettivo è perciò quello di capire quali sono i vantaggi e gli svantaggi che ciascun funzionale presenta in diversi contesti.