地震勘探中，强能量、低频率的面波常掩盖来自地下的有效反射，影响深部构造与薄层信息识别。当面波与反射波在频率和视速度上存在重叠时，传统滤波方法容易在压制噪声的同时损伤有效信号；而依赖干净标签的监督学习方法，又受到实际地震资料难以获取高质量标签的限制。如何兼顾面波压制与反射信号保真，是地震资料处理面临的重要问题。
针对这一问题，中国石油大学（华东）深层油气全国重点实验室的孙小东副教授团队提出融合傅里叶位置编码与扇形掩码策略的自监督 Swin-Unet 方法（图1）。该方法沿面波传播方向构建扇形掩码，扰动其时空相干性，并将掩码矩阵与受扰动数据共同输入网络，引导网络利用邻域信息重建有效反射，无需干净标签。同时，将空间位置信息映射至多频率傅里叶特征空间，缓解网络偏向学习低频信息的问题，增强对高频反射细节的表征与恢复能力。
图1. 融合傅里叶位置编码与扇形掩码策略的自监督 Swin-Unet 网络结构及处理流程
在合成数据的代表性单炮测试中，处理后峰值信噪比（PSNR）由21.03 dB提高至34.73 dB。消融实验表明，在其余超参数相同、均训练25轮的条件下，不使用傅里叶位置编码的模型仅达到28.71 dB，加入该模块后提高6.02 dB，验证了其对面波压制与有效信号恢复的贡献。
在我国西北地区二维实际地震资料中，该方法有效压制强面波，并较好保留被噪声掩盖的深部弱反射。与传统频率—波数域（f-k）滤波相比，其残差中有效反射泄漏更少，体现出更好的信号保真能力（图2）。
图2. 二维实际地震资料面波压制效果对比。（a）原始资料；（b）本文方法处理结果；（c）本文方法残差；（d）f-k滤波结果；（e）f-k滤波残差。红框标示深部弱反射对比区域
研究进一步在我国西部地区三维实际地震资料上开展验证。针对低信噪比的炮集，采用重叠分块处理与拼接重建后，反射同相轴保持了较好的连续性，部分原先受面波掩盖的反射变得清晰。部分炮集仍有少量面波残留，但整体结果表明，该方法可为后续地震资料处理提供质量更高的叠前数据，并为缺少干净标签条件下的保真降噪提供新的技术路径。
研究成果于2026年7月发表于地球物理学国际期刊 Geophysical Journal International（GJI），论文题为A self-supervised Swin-Unet method for ground roll suppression based on Fourier positional encoding and masking strategy。
本研究获得中央高校基本科研业务费专项资金（24CX02010A）、中国石油大学（华东）深层油气全国重点实验室基金、山东省泰山产业领军人才工程（tscx202312059）、中国石化胜利油田分公司物探研究院项目（30200020–25-ZC0613-0042）及国家留学基金管理委员会（CSC）资助。
作者与团队简介：石习超-中国石油大学（华东）地球科学与技术学院硕士研究生，师从孙小东副教授。石习超为论文第一作者，孙小东为共同第一作者及通讯作者。中国石油大学（华东）深层油气全国重点实验室为第一署名单位。
论文信息：Shi, X., Sun, X., Zhang, Y., and Xue, P., 2026. A self-supervised Swin-Unet method for ground roll suppression based on Fourier positional encoding and masking strategy. Geophysical Journal International, 246, 1–14. https://doi.org/10.1093/gji/ggag262
