地震數據成圖方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種地震數據成圖方法及系統，該方法包括：歸一化步驟，對獲取的地震數據進行歸一化處理；點坐標計算步驟，基于歸一化處理后的地震數據、可視區域內的道的橫縱方向的數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個地震數據的點坐標；插值繪制步驟，根據計算得到的各個地震數據的點坐標，進行線性插值處理，以完成地震數據的繪制。本發明避免了如傳統地震數據區域填充繪制時導致的圖形失真和變形，消除毛刺現象，達到優化地震資料成圖效果、提高資料處理品質的目的。
【專利說明】地震數據成圖方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及油氣地球物理勘探與開發領域，尤其涉及一種地震數據成圖方法及系統。
【背景技術】
[0002]在油氣地震勘探行業中地震數據的顯示是一個非常重要的過程，數據顯示效果(分辨率)的好壞直接影響到資料處理的質量和效率。
[0003]目前，隨著地震勘探數據量不斷地增長，使用的數據量已經形成了龐大的數據體，而且生成圖像的算法比較復雜，通過這些生成圖像的算法來直觀精確地再現地震剖面的可視化效果。
[0004]本發明的發明人在實現本發明的過程中，發現現有技術至少存在如下技術缺陷:由于開發人員對地震數據格式的了解不全面，在地震數據顯示的過程中，繪制的圖形往往失真(例如，毛刺現象)，不能正常反映地震資料的真實形態，導致后續的資料處理人員無法正常識別波形走勢，影響資料處理品質。
[0005]因此，亟需一種解決方案，以解決地震數據成圖方面的缺陷與失真現象，達到優化地震數據成圖效果、提高資料處理品質的目的。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題之一是需要提供一種地震數據成圖方法，該方法能夠解決地震數據成圖方面的缺陷和失真現象，達到優化地震數據成圖效果。另一方面，還提供了一種地震數據成圖系統。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種地震數據成圖方法，該方法包括:歸一化步驟，對獲取的地震數據進行歸一化處理；點坐標計算步驟，基于歸一化處理后的地震數據、可視區域內的道的橫縱方向的數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個地震數據的點坐標；插值繪制步驟，根據計算得到的各個地震數據的點坐標，進行線性插值處理，以完成地震數據的繪制。
[0008]優選地，在所述歸一化步驟中，包括:獲取所述地震數據中的最大值和最小值；對所述最大值和所述最小值的絕對值進行比較，以絕對值大的地震數據作為標準值；將除了所述標準值以外的其他所有地震數據都通過所述標準值進行映射以得到歸一化處理后的地震數據。
[0009]優選地，在所述點坐標計算步驟中，包括:基于歸一化處理后的地震數據和可視區域內的道的橫向數據點間距來計算各個數據的橫坐標；基于縱向數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個數據的縱坐標。
[0010]優選地，在所述插值繪制步驟中，包括:將每道中橫坐標相同的所有數據中縱坐標最大的數據作為該道中的第一個點，并以該數據的橫縱坐標來顯示；將該道的數據的個數和所述可視區域內的縱向像素點的個數進行比較，其中，若比較結果為所述數據的個數大于等于所述可視區域的縱向像素點的個數，則直接繪制，否則，對該道的數據進行線性插值處理，然后進行繪制。
[0011]優選地，在對該道的數據進行線性插值處理的步驟中，包括:對該道中每對相鄰數據之間的間隔進行計算；根據計算得到的每對相鄰數據之間的間隔進行線性插值處理。
[0012]優選地，利用以下表達式來計算每對相鄰數據之間的間隔η:
[0013]n = (x2~xl) / (y2-yl)
[0014]其中，xl, x2分別是相鄰數據的橫坐標，yl，y2分別是相鄰數據的縱坐標；在每對相鄰數據之間插值的第i個數據的坐標為(xl+i*n，yl+i)。
[0015]優選地，繪制得到的圖形為波形圖、正極性圖和反極性圖中的至少一種。
[0016]根據本發明的另一方面，還提供了一種地震數據成圖系統，該系統包括:歸一化模塊，其對獲取的地震數據進行歸一化處理；點坐標計算模塊，其基于歸一化處理后的地震數據、可視區域內的道的橫縱方向的數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個地震數據的點坐標；插值繪制模塊，其根據計算得到的各個地震數據的點坐標，進行線性插值處理，以完成地震數據的繪制。
[0017]優選地，在所述點坐標計算模塊中，包括:橫坐標計算單元，其基于歸一化處理后的地震數據和可視區域內的道的橫向數據點間距來計算各個數據的橫坐標；縱坐標計算單元，其基于縱向數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個數據的縱坐標。
[0018]優選地，在所述插值繪制模塊中，包括:第一點確定單元，其將每道中橫坐標相同的所有數據中縱坐標最大的數據作為該道中的第一個點，并以該數據的橫縱坐標來顯示；比較單元，其將該道的數據的個數和所述可視區域內的縱向像素點的個數進行比較，其中，若比較結果為所述數據的個數大于等于所述可視區域的縱向像素點的個數，則直接繪制，否則，對該道的數據進行線性插值處理，然后進行繪制。
[0019]與現有技術相比，上述方案中的一個或多個實施例可以具有如下優點或有益效果:
[0020]本申請的實施通過采用精確到像素單位的線性插值方法來進行地震數據成圖，避免了如傳統地震數據區域填充繪制時導致的圖形失真和變形，消除毛刺現象，達到優化地震資料成圖效果、提高資料處理品質的目的。
[0021]本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例共同用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0023]圖1是根據本發明第一實施例的地震數據成圖方法的流程示意圖；
[0024]圖2是將地震數據進行X坐標(地震道方向)位置變換的示意圖；
[0025]圖3是將地震數據進行Y坐標(采樣方向)位置變換的示意圖；
[0026]圖4a、圖4b分別是波形圖繪制和正極性填充圖繪制的示意圖；
[0027]圖5是對某道的地震數據進行插值的示意圖；
[0028]圖6a_6c分別是利用第一實施例的方法對地震數據進行繪制后的波形圖、正極性填充圖和反極性填充圖；
[0029]圖7是根據本發明第二實施例的地震數據成像系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。需要說明的是，只要不構成沖突，本發明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結合，所形成的技術方案均在本發明的保護范圍之內。
[0031]另外，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。
[0032]本申請的實施例采用精確到像素單位的線性插值方法來進行地震數據成圖，避免了如傳統地震數據區域填充繪制時導致的圖形失真和變形，消除放大后的毛刺現象。而且，通過建立并形成一套基于線性插值的地震道同相軸繪制方法與流程，達到優化地震資料成圖效果、提高資料品質的目的。而且，本申請的方法適用于各類格式(例如，SEGY、SE⑶、SEG2等)的地震數據。
[0033]第一實施例
[0034]圖1是根據本發明一實施例的地震數據成圖方法的流程示意圖。下面參考圖1來詳細說明本實施例的各個步驟。
[0035]步驟S110(以下省略“步驟” 二字)對獲取的地震數據進行歸一化處理。
[0036]需要說明的是，地震數據值的大小代表振幅的強弱，正負表示振動的方向，它們很好地記錄了檢波點在平衡位置的振動情況。而且，這些特征不會隨著圖形的變換而改變，所以波形在變換前后是相似的。
[0037]利用上述這種相似性，可以將波形轉換到某個范圍內，并且保持著整個波形的特征，以后的各種變換操作，都看成是在這個標準波形上乘一個系數。
[0038]優選地，在一個實施例中，將地震數據變換到[-1，I]范圍內，這樣既保留了數據值的相對大小，而且也保留了表示振動的方向的數據的正負。
[0039]下面詳細說明，如何對地震數據進行歸一化處理。
[0040]具體地，首先獲取地震數據中的最大值和最小值，對最大值和最小值的絕對值進行比較，并以絕對值大的地震數據作為標準值，將除了這個標準值以外的其他所有地震數據都通過這個標準值進行映射，以得到歸一化處理后的地震數據。
[0041]例如，其過程能夠用如下偽碼描述:
[0042]If(fabs(Vmin)>fabs(Vmax))
[0043]Vstd = Vmin
[0044]Else
[0045]Vstd = Vmax
[0046]mappedValue = sampleValue/Vstd
[0047]需要說明的是，在上述偽碼中，fabs表示取絕對值，Vstd表示映射標準值，sampleValue和mappedValue分別表示原始數據值和映射以后的值。
[0048]舉例而言，取地震數據N1、N2、N3、N4、N6、N7...N100，其中最大值為N3，最小值為N21，通過將N3與N21的絕對值進行比較后，得到fabs (N3) >fabs (N21)，那么以最大值N3為標準值，循環 N1-N100，依次計算 NI = N1/N3、N2 = N2/N3、N3 = N3/N3、N4 = N4/N3…NlOO= N100/N3，將原始的數據一一映射為[_1，1]區間的新數據。
[0049]通過對獲取的地震數據進行歸一化處理后，具有以下技術效果:1)在同等比例下縮減了數據量，避免在大數據運算中出現的浮點溢出錯誤；2)在繪制地震數據時，將所有樣點值統一到[_1，1]之間，避免了一旦出現野值(即偏離正常范圍的大值或偏離正常范圍的小值)樣點數據時波形的毛刺尖銳現象。
[0050]S120，基于歸一化處理后的地震數據、可視區域內的道的橫縱方向的數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個地震數據的點坐標。
[0051]需要說明的是，地震數據屬于規格化數據，所謂規格化數據是指多個方向中處于同一方向的數據點間距是相同的，即橫向(X方向上)的數據點間距為定值，縱向(Y方向上)的數據點間距也為定值，但這兩個方向的數據點間距相互之間并不一定相等。因此，對各個地震數據的點坐標的計算與可視區域內的道的橫縱方向的數據點間距有關。而且，可視區域為當前顯示畫面要顯示地震數據的區域。
[0052]具體地，基于歸一化處理后的地震數據和可視區域內的道的橫向數據點間距來計算各個數據的橫坐標。
[0053]假定可視區內域的每一個道所占的寬度為traceDistance，每個數據點所占的高度(縱向數據間距)為sampleHeight，橫向是振動的方向，因此，每個數據點在可視區域中的X坐標由道間距與該數據點的歸一化數據共同決定，則每個數據點的X坐標計算如下所示:
[0054]X = mappedValueXtraceDistance/2
[0055]圖2是X坐標(地震道方向)位置變化示意圖，利用上述方法將地震數據進行了X坐標的位置變化，得到如圖2右側所示的曲線。
[0056]有關數據點的Y坐標計算與X坐標計算不同，它僅僅與縱向數據點間距和數據點在可視區域的道中的位置(即索引)有關。
[0057]具體地，基于縱向數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個數據的縱坐標。
[0058]假定結束索引為eiy，當前待繪制的數據點的索引為j，則該數據點Y坐標計算公式如下:
[0059]Y= (eiy-j) XsampleHeight
[0060]圖3表示Y坐標(采樣方向)位置變換示意圖，利用上述方法將地震數據進行了Y坐標的位置變化，得到如圖3右側所示的曲線。
[0061]S130，根據計算得到的各個地震數據的點坐標，進行采樣點線性插值處理，以完成地震數據的繪制。
[0062]如圖1所示，該步驟S130包括以下步驟:
[0063]步驟S1301，獲取可見區域的縱向像素點個數。
[0064]具體地，獲取顯示畫面的可見區域的高度，根據可見區域的每個像素點的高來計算該可見區域的縱向像素點個數。設定可見區域的高度為H、每個像素點的高度為h，則縱向像素點個數I分別通過如下表達式計算得到:y = H/ho
[0065]步驟S1302，比較可見區域的縱向像素點個數和地震數據中每道的數據點數，根據比較結果選擇相應的繪制方法對每道的地震數據進行繪制。
[0066]下面以某道的地震數據為例，詳細說明如何繪制該道的地震數據。
[0067]首先，將該道中橫坐標相同的所有數據中縱坐標最大的數據作為該道中的第一個點，并以該數據的橫縱坐標來顯示。
[0068]其次，將該道的數據的個數和可見區域的縱向像素點的個數進行比較。
[0069]若比較結果為數據的個數大于等于可視區域的縱向像素點個數，則直接繪制。若比較結果為數據的個數小于縱向像素點的個數，則對該道的數據進行線性插值處理，然后進行繪制。
[0070]最后，將每個采樣點連接起來，根據繪圖模式可選擇波形圖(如圖4a所示)、正極性填充圖(如圖4b所示)、反極性填充圖。
[0071]下面說明具體的插值方法。
[0072]首先，對該道中每對相鄰數據之間的間隔進行計算，然后根據計算得到的每對相鄰數據之間的間隔進行線性插值處理。
[0073]假定相鄰數據點橫向坐標分別是xl、x2，縱向坐標為yl、y2，則二者的間隔為η =(x2 - xl)/(y2-yl),則插入二者之間的第一個數值的坐標為(xl+n,yl+l),則第i個數值對應的坐標為(xl+i*n，yl+i)，按此方法在這兩個相鄰數據點之間完成插值。
[0074]如圖5所示，該道中地震數據點的個數為五個，通過上述的插值方法對該道中的地震數據進行了插值。
[0075]在插值后，若要繪制波形圖，則將每個數據點進行連接，若要繪制極性圖，則按照極性將相應的數據點與道用直線連接。
[0076]圖6a、圖6b和圖6c是分別采用本申請的方法繪制出的波形圖、正極性填充圖和反極性填充圖。從這三個圖中可以看出，利用本申請的方法繪制的圖形沒有出現現有技術中的毛刺現象，成圖效果也較為理想。
[0077]綜上所述，本申請的實施通過采用精確到像素單位的線性插值方法來進行地震數據成圖，避免了如傳統地震數據區域填充繪制時導致的圖形失真和變形，消除毛刺現象，達到優化地震資料成圖效果、提高資料處理品質的目的。
[0078]第二實施例
[0079]圖7是根據本發明第二實施例的地震數據成像系統的結構示意圖。下面參考圖7來說明該系統的組成結構和功能。
[0080]如圖7所示，該系統主要包括歸一化模塊71、點坐標計算模塊73和插值繪制模塊75等結構。
[0081]歸一化模塊71，其對獲取的地震數據進行歸一化處理。優選地，在一個實施例中，將地震數據變換到[-1，1]范圍內，這樣既保留了數據值的相對大小，而且也保留了表示振動的方向的數據的正負。
[0082]具體地，該歸一化模塊71包括獲取單元711、比較單元712和歸一化單元713。
[0083]獲取單元711，其獲取地震數據中的最大值和最小值。確定單元712，其與獲取單元711連接，其對最大值和所述最小值的絕對值進行比較，以絕對值大的地震數據作為準值。歸一化單元713，其與比較單元711連接，其將除了所述標準值以外的其他所有地震數據都通過標準值進行映射以得到歸一化處理后的地震數據。
[0084]通過對獲取的地震數據進行歸一化處理后，具有以下技術效果:1)在同等比例下縮減了數據量，避免在大數據運算中出現的浮點溢出錯誤；2)在繪制地震數據時，將所有樣點值統一到[_1，1]之間，避免了一旦出現野值(即偏離正常范圍的大值或偏離正常范圍的小值)樣點數據時波形的毛刺尖銳現象。
[0085]點坐標計算模塊73，其與歸一化模塊71連接，其基于歸一化處理后的地震數據、可視區域內的道的橫縱方向的數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個地震數據的點坐標。
[0086]具體地，點坐標計算模塊73包括:橫坐標計算單元731和縱坐標計算單元732。
[0087]橫坐標計算單元731，其基于歸一化處理后的地震數據和可視區域內的道的橫向數據點間距來計算各個數據的橫坐標。縱坐標計算單元732，其與橫坐標計算單元731連接，其基于縱向數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個數據的縱坐標。
[0088]插值繪制模塊75，其根據計算得到的各個地震數據的點坐標，進行線性插值處理，以完成地震數據的繪制。
[0089]具體地，插值繪制模塊75包括:第一點確定單元751和比較單元752。其中，第一點確定單元751，其將每道中橫坐標相同的所有數據中縱坐標最大的數據作為該道中的第一個點，并以該數據的橫縱坐標來顯示。比較單元752，其與第一點確定單元751連接，其將該道的數據的個數和所述可視區域內的縱向像素點的個數進行比較，其中，若比較結果為所述數據的個數大于等于所述可視區域的縱向像素點的個數，則直接繪制，否則，對該道的數據進行線性插值處理，然后進行繪制。
[0090]比較單元752進一步對該道中每對相鄰數據之間的間隔進行計算，然后，根據計算得到的每對相鄰數據之間的間隔進行線性插值處理。
[0091]比較單元752，其利用以下表達式來計算每對相鄰數據之間的間隔η:
[0092]n = (x2~xl) / (y2-yl)
[0093]其中，xl, x2分別是相鄰數據的橫坐標，yl, y2分別是相鄰數據的縱坐標，在每對相鄰數據之間插值的第i個數據的坐標為(xl+i*n，yl+i)。
[0094]最終，繪制得到的圖形為波形圖、正極性填充圖和反極性填充圖中的至少一種。
[0095]綜上所述，本申請的實施例通過采用精確到像素單位的線性插值方法來進行地震數據成圖，避免了如傳統地震數據區域填充繪制時導致的圖形失真和變形，消除毛刺現象，達到優化地震資料成圖效果、提高資料處理品質的目的。
[0096]本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，包括實施例一的步驟，所述的存儲介質，如:R0M/RAM、磁碟、光盤等。
[0097]本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
[0098]雖然本發明所揭露的實施方式如上，但所述的內容只是為了便于理解本發明而采用的實施方式，并非用以限定本發明。任何本發明所屬【技術領域】內的技術人員，在不脫離本發明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本發明的專利保護范圍，仍須以所附的權利要求書所界定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種地震數據成圖方法，該方法包括: 歸一化步驟，對獲取的地震數據進行歸一化處理； 點坐標計算步驟，基于歸一化處理后的地震數據、可視區域內的道的橫縱方向的數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個地震數據的點坐標； 插值繪制步驟，根據計算得到的各個地震數據的點坐標，進行線性插值處理，以完成地震數據的繪制。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述歸一化步驟中，包括: 獲取所述地震數據中的最大值和最小值； 對所述最大值和所述最小值的絕對值進行比較，以絕對值大的地震數據作為標準值；將除了所述標準值以外的其他所有地震數據都通過所述標準值進行映射以得到歸一化處理后的地震數據。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述點坐標計算步驟中，包括: 基于歸一化處理后的地震數據和可視區域內的道的橫向數據點間距來計算各個數據的橫坐標； 基于縱向數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個數據的縱坐標。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，在所述插值繪制步驟中，包括: 將每道中橫坐標相同的所有數據中縱坐標最大的數據作為該道中的第一個點，并以該數據的橫縱坐標來顯示； 將該道的數據的個數和所述可視區域內的縱向像素點的個數進行比較，其中， 若比較結果為所述數據的個數大于等于所述可視區域的縱向像素點的個數，則直接繪制，否則，對該道的數據進行線性插值處理，然后進行繪制。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，在對該道的數據進行線性插值處理的步驟中，包括: 對該道中每對相鄰數據之間的間隔進行計算； 根據計算得到的每對相鄰數據之間的間隔進行線性插值處理。
6.根據權利要求5所述的方法，其中， 利用以下表達式來計算每對相鄰數據之間的間隔η: n = (x2-xl)/ (y2-yl) 其中，xl，x2分別是相鄰數據的橫坐標，yl, 12分別是相鄰數據的縱坐標； 在每對相鄰數據之間插值的第i個數據的坐標為(xl+i*n，yl+i)。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其中， 繪制得到的圖形為波形圖、正極性圖和反極性圖中的至少一種。
8.—種地震數據成圖系統，該系統包括: 歸一化模塊，其對獲取的地震數據進行歸一化處理； 點坐標計算模塊，其基于歸一化處理后的地震數據、可視區域內的道的橫縱方向的數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個地震數據的點坐標； 插值繪制模塊，其根據計算得到的各個地震數據的點坐標，進行線性插值處理，以完成地震數據的繪制。
9.根據權利要求8所述的系統，其中，在所述點坐標計算模塊中，包括: 橫坐標計算單元，其基于歸一化處理后的地震數據和可視區域內的道的橫向數據點間距來計算各個數據的橫坐標； 縱坐標計算單元，其基于縱向數據點間距和各個數據在可視區域的道中的位置來計算各個數據的縱坐標。
10.根據權利要求9所述的系統，其中，在所述插值繪制模塊中，包括: 第一點確定單元，其將每道中橫坐標相同的所有數據中縱坐標最大的數據作為該道中的第一個點，并以該數據的橫縱坐標來顯示； 比較單元，其將該道的數據的個數和所述可視區域內的縱向像素點的個數進行比較，其中， 若比較結果為所述數據的個數大于等于所述可視區域的縱向像素點的個數，則直接繪制，否則，對該道的數據進行線性插值處理，然后進行繪制。
【文檔編號】G01V1/34GK104297794SQ201410353910
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月23日 優先權日:2014年7月23日
【發明者】祝媛媛, 居興國, 陳楠 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院