多元化的地震资料观测系统定义方法及系统与流程

本发明涉及油气地球物理勘探领域，更具体地，涉及一种多元化的地震资料观测系统定义方法及系统。

背景技术：

在油气地球物理勘探领域，对地震资料的处理是至关重要的内容。作为地震资料处理过程中的关键一环，观测系统的定义的准确性直接影响到后续资料处理的品质。目前已在生产实践中广泛应用的野外采集软件和资料处理软件提供了一定的质量控制手段，能够满足基本的野外生产和室内处理的需要。

发明人发现，随着近年来勘探技术的日新月异，高精度、高密度地震采集技术的快速发展，企业勘探业务范围的扩大，传统的商业软件无法同时满足生产要求。因此，开发一种高效的地震资料观测系统定义的技术是非常有必要的。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明提供了一种多元化的地震资料观测系统定义方法及系统，该方法一方面通过模板编辑或多模板组成的单元模板的滚动，不仅可以得到标准的矩形状观测系统，还可以形成所需要的多样的观测系统，该方法另一方面提供了导入多种数据格式文件的方式，使得定义方式更为灵活多样，从而实现高效的地震资料观测系统定义。

根据本发明的一方面，提出了一种多元化的地震资料观测系统定义方法， 该方法可以包括以下步骤：导入数据文件并基于单元模板进行排列滚动布设，建立观测系统；基于观测系统划分面元网格，并统计面元网格信息；以及基于观测系统及面元网格信息获得道头字定义表文件。

根据本发明的另一方面，提出了一种多元化的地震资料观测系统定义系统，该系统可以包括以下单元：用于导入数据文件并基于单元模板进行排列滚动布设，建立观测系统的单元；用于基于观测系统划分面元网格，并统计面元网格信息的单元；以及用于基于观测系统及面元网格信息获得道头字定义表文件的单元。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明的示例性实施方案进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明的示例性实施方案中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是示出了根据本发明的示例性实施方案的多元化的地震资料观测系统定义方法的步骤的框图。

图2是示出了根据本发明的示例性实施方案的单元模板定义参数设置的示意图。

图3是示出了根据本发明的示例性实施方案的定义后的单元模板的示意图。

图4是示出了根据本发明的示例性实施方案的单元模板滚动参数设置的示意图。

图5是示出了根据本发明的示例性实施方案的滚动布设后的观测系统的局部放大的示意图。

图6是示出了根据本发明的示例性实施方案的方位角的定义的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方案。虽然附图中显示了本发明的优选实施方案，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方案所限制。相反，提供这些实施方案是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施方案1

图1是示出了根据本发明的示例性实施方案的多元化的地震资料观测系统定义方法的步骤的框图。

在该实施方案中，多元化的地震资料观测系统定义方法可以包括以下步骤：步骤101，导入数据文件并基于单元模板进行排列滚动布设，建立观测系统；步骤102，基于观测系统划分面元网格，并统计面元网格信息；以及步骤103，基于观测系统及面元网格信息获得道头字定义表文件。

该实施方案可以通过模板编辑或多模板组成的单元模板的滚动，并导入多种格式的数据文件，以及通过相应的质量控制手段，形成所需要的多样的观测系统，从而实现高效的地震资料观测系统定义。

建立观测系统

在本实施方案的一个示例中，可以导入数据文件并基于单元模板进行排列滚动布设，从而建立观测系统。其中，单元模板可以为本领域技术人员已知的各种单元模板，并可以由用户自行限定。以单元模板中的炮点、检波点的位置和关系为基准，可以通过单元模板在工区中的重复滚动来布设排列，随之可以一同建立炮检点的关系。通过模板编辑或多模板组成的单元模板的滚动，不仅可以得到标准的矩形状观测系统，还可以形成所需要的多样的观测系统，如斜交，锯齿，砖块等观测系统。通过相同或不同模板的多次累加滚动布设，可以对任意形状的工区进行排列设计。

在一个示例中，所导入的数据文件可以是标准格式或自定义格式的数据文件。可以通过对数据文件的格式的解析，获取点文件和关系文件中激发、接收点数据及其对应关系，建立点、线以及关系模型，并且为图形显示和网格属性计算提供准确的数据资源。

在一个示例中，标准格式的数据文件可以是SPS格式的数据文件，SPS 格式标准是由英国Shell公司制定的，其可以存放地震队野外采集到的炮点、检波点位置数据以及有关的地球物理辅助数据。SPS格式的数据文件可以由仪器在施工中自动产生，也可在观测系统中根据施工参数模拟放炮产生，并可以提供给仪器使用。

在一个示例中，标准格式的数据文件还可以是P1-90格式的数据文件，P1-90格式与SPS格式文件性质相似，两种格式的数据文件在点文件和关系文件的排列顺序有一定的差异。

本领域技术人员应理解，标准格式的数据文件并不局限于此，而可以采用本领域技术人员已知的各种标准格式的数据文件。

如上所述，可以建立多元化的地震资料观测系统。

应用示例

以下给出了本发明的实施方案的一个应用示例。本领域技术人员应理解该应用示例仅为了便于理解本发明，其中的数值及其他细节仅为示例性的，而非意在限制本发明。其中，图2-图5是应用程序界面，其目的仅在于加强对本发明的理解。

首先，可以定义单元模板。图2示出了根据本发明的示例性实施方案的单元模板定义参数设置的示意图。如图2所示，在该应用示例中，单元模板定义可以包括以下参数：

Station Line Number：检波线的个(条)数；

Station Point Number：每条检波线上的检波点个数；

Station Line Dist：检波线之间的间距；

Station Point Dist：每条检波线上检波点之间的间距；

Station Start Axis X：第一个检波点的水平位置坐标；

Station Start Axis Y：第一个检波点的垂直位置坐标；

Source Line Number：炮线的个(条)数；

Source Point Number：每条炮线上的炮点个数；

Source Line Dist：炮线之间的间距；

Source Point Dist：每条炮线上检波点之间的间距；

Source Start Axis X：第一个炮点的水平位置坐标；

Source Start Axis Y：第一个炮点的垂直位置坐标。

通过上述参数，可以完成对单元模板的定义。图3示出了根据本发明的示例性实施方案的定义后的单元模板的示意图。

在一个示例中，可以以如下方式定义单元模板：

1、在迪卡尔坐标系下，可以设定左下为相对坐标原点(0，0)位置，X轴向右递增，Y轴向上递增，反之则递减，单位自定义。

2、可以定义检波器模板。图3中的×符号可以代表检波器。

1)首先可以确定第一个检波器相对于坐标原点的偏移位置，即(Station Start Axis X)和(Station Start Axis Y)；

2)其次，可以使第二个检波器在X方向上相对于第一个检波器向左或向右偏移一个(Station Point Dist)单位，向左与向右取决于(Station Line Dist)的符号，正值可以表示相对向右，负值可以表示相对向左，Y方向可以相对于第一个检波器保持不变，以此类推，第N个检波器的位置可以为(N-1)×nDistX+nStartX，其中nDistX可以表示检波点之间的间距，nStartX可以表示第一个检波器相对于坐标原点在X方向的偏移位置；

3)通过相同Y方向的检波器累计，可定义出第一条检波线；

4)以第一条检波线为参考，可以使第二条检波线(与第一条检波线上的检波器相同)向上或向下偏移一个(Station Line Dist)单位，向上与向下取决于(Station Line Dist)的符号，正值可以表示相对向上，负值可以表示相对向下，X方向相对于第一条检波线保持不变，以此类推，可以计算出第N条检波线的起始检波器位置为(N-1)×nDistY+nStartY，其中nDistY可以表示检波线之间的间距，nStartY可以表示第一条检波线相对于坐标原点在Y方向的偏移位置；

通过以上4个步骤，可以定义出工区内的检波器单元模板，如图3中的×符号集合。

3、可以定义炮点模板。具体方法可以与定义检波点模板相同。图3中的□符号可以代表炮点，炮点模板可以为如图3中的□符号集合；

4、图3中的检波器模板与炮点模板的组合可以为一个单元模板，即地震勘探术语中的一个排列。

然后，可以设置单元模板滚动参数。图4示出了根据本发明的示例性实施方案的单元模板滚动参数设置的示意图。如图4所示，在该应用示例中， 单元模板滚动参数设置可以包括以下参数的设置：

Roll Type Inline：单元模板在Inline(行线)方向滚动的次数；

Roll Type Crossline：将单元模板在Inline方向滚动后的炮检线作为一个单元，再将该单元在Crossline(列线)方向滚动的次数；

Roll dist Inline：单元模板在Inline方向滚动的间距；

Roll dist Crossline：将单元模板在Inline方向滚动后的炮检线作为一个单元，再将该单元在Crossline方向滚动的间距；

Start Axis X：单元模板左下角第一个物理点的水平位置坐标；

Start Axis Y：单元模板左下角第一个物理点的垂直位置坐标；

Inline Angle：单元模板与正北方向的夹角；

Remove Old Rolltemplate：是否移除已有的单元模板(用于单元模板叠加)。

在一个示例中，可以以如下方式进行单元模板的滚动：

1、以一个单元模板(排列)可以为一个基本单元，在迪卡尔坐标系下，可以设定左下为实际大地坐标最小位置即X＝(Start Axis X),Y＝(Start Axis Y)，可以将单元模板左下角的第一个物理点的位置放置在此处，物理点可以代表检波器或者炮点。

2、首先可以将单元模板(排列)向Inline(行线)正方向滚动，每个单元模板的间距为(Roll dist Inline)，滚动次数为(Roll Type Inline)，于是在Inline(行线)方向可以定义(Roll Type Inline)个单元模板。

3、其次，可以将步骤2的(Roll Type Inline)个单元模板集合作为一个单元，向Crossline(列线)正方向滚动，每个单元的间距可以为(Roll dist Crossline)，滚动次数可以为(Roll Type Crossline)，此时工区所包含的单元模板(排列)总数为：(Roll Type Inline)×(Roll Type Crossline)；

4、可以对所有炮/检点坐标计算旋转坐标，计算公式为：

x’＝x×cos α+y×sin α

y’＝y×cos α－x×sin α

其中x’，y’可以为旋转后的物理点坐标，α可以为(Inline Angle)，即单元模板与正北方向的夹角；这是在工区不规则(非正南正北)的情况下的应用，如规则情况则α＝0；

所有的炮、检点集合即可以为工区观测系统。

图5示出了根据本发明的示例性实施方案的滚动布设后的观测系统的局部放大的示意图。

如上所述，可以基于单元模板进行排列滚动布设而建立观测系统。

本领域技术人员应理解，基于单元模板进行排列滚动布设而建立观测系统并不限于以上示例所限定的方式，而是可以采用本领域技术人员已知的基于单元模板进行排列滚动布设而建立观测系统的任意方式。

数据质量控制检查

在一个示例中，建立观测系统还可以包括对所建立的观测系统进行数据质量控制检查。在实际应用中，用户可以根据需要对排列滚动布设后的观测系统进行人为编辑，该编辑也可以称为变观操作。变观操作可以包括对布设工区内炮点、检波点的删除；位置变动；以及激发-接收关系的解除等等，这可能导致工区覆盖次数的改变。数据质量控制检查可以通过重新遍历激发-接收关系，重算工区炮检距、覆盖次数、方位角等信息以提醒用户改变。如果没有经过变观操作，则可以不必须进行质量控制检查。

与只针对炮检点关系的对应情况、关联多文件判断数据是否存在异常和缺失的现有技术不同，基于排列滚动定义模式可根据排列参数定义的相邻炮、检点和线的间距关系扫描工区是否存在物理点(炮/检点)缺失。

在一个示例中，可以对SPS格式的点数据文件进行检查。具体可以检查如下内容：点文件内部是否有重复的点、线记录；点数据文件中的对应点、线在关系文件中是否存在。其中，点数据文件可以指接收点数据文件和激发点数据文件。

在一个示例中，可以对SPS格式的关系数据文件进行检查。具体可以检查如下内容：关系文件中的激发点、线在激发点文件中是否存在；关系文件中的接收线在接收点文件中是否存在；关系文件中的起始接收点和终止接收点在接收点文件中是否存在；关系文件中的道间隔与接收点文件中的点间隔差值是否一致。

在一个示例中，可以对P1-90格式的数据文件进行检查。具体可以检查如下内容：文件内部是否有重复的点、线记录；文件中炮检激发关系是否有 重复；文件中的点间隔是否一致。

划分面元网格并统计面元网格信息

面元网格的划分可通过本领域技术人员已知的现有技术手段来实现。在一个示例中，面元网格坐标可以为面元网格左下方端点的坐标值，向右向上分别增加相应宽度，即可以形成一个面元网格。其中，该面元网格的属性可以在这个面元网格范围内显示。

在一个示例中，也可以在前面建立观测系统时设计面元网格的大小和位置，并可以在划分面元网格时对面元网格的大小和位置进行调整。例如，可以对InLine方向、CrossLine方向等进行调整，从而调整面元网格的大小；可以设定在统计面元网格信息时从边界算起或从中心点算起等，从而调整面元网格中心点的位置。

然后，可以通过多种方式来统计面元网格信息，例如，考虑地层倾角(DMO)方式、共反射点(CRP)方式、共中心点(CMP)方式等。在基于水平层状均匀介质进行施工设计的情况下，可以采用共中心点(CMP)方式进行统计。

在一个示例中，面元网格信息可以包括覆盖次数、偏移距、方位角以及面元网格序号。上述面元网格信息的统计可以如下所示：

覆盖次数：可以计算每一个炮点与相应的所有检波点连线的中点坐标，然后可以基于中点坐标统计每一个面元网格坐标范围内包含的中点的个数，此个数即为覆盖次数。如果一个面元网格内不包含任何中点，则覆盖次数可以设为0。

偏移距：每一个炮点与相应的检波点间连线的长度可以为偏移距值，连线中点可以落在一个面元网格范围内，对应的连线长度可以作为该面元网格的一个偏移距。每个面元网格对应的覆盖次数为多少，就可以对应多少个偏移距。如果一个面元网格覆盖次数为0，则该面元网格偏移距不存在。

方位角：如图6所示，可以以正北方向(即CrossLine增量方向)作为方位角的“0”轴。可以以炮点为起始点，对应检波点为终点构成的有向线段的方向与“0”轴间的角度作为方位角值。有向线段的中点可以落在一个面元网格范围内，则该有向线段对应的角度即为面元网格的方位角，方位角可以 与偏移距一一对应。如果面元网格覆盖次数为0，则该面元网格方位角不存在。

面元网格序号：可以以InLine(即CrossLine垂向增量方向)方向的面元网格个数定义起始面元网格序号。如果面元网格个数小于1000，则面元网格序号可以从1001开始；如果面元网格个数大于等于1000，则面元网格序号可以从10001开始。可以以面元网格范围内坐标在InLine方向和CrossLine方向都最小的面元网格作为起始面元网格。可以首先按InLine增量方向，相应网格序号依次加1，再按CrossLine增量方向，相应的网格序号增量为1000或者10000(由网格起始序号决定)。从而，可以获得所有面元网格的面元网格序号。

本领域技术人员应理解，统计面元网格信息并不限于对以上示例所限定的覆盖次数、偏移距、方位角以及面元网格序号的统计，而是可以对本领域技术人员已知的任意面元网格信息进行统计。

在一个示例中，可以在对面元网格信息的统计中限定统计和显示范围，例如，可以统计和显示整个工区范围、指定的起止面元网格范围，通过人机交互定义的范围等。对于面元网格信息的统计结果，可以采用多种分类约束、统计、显示手段，从而可以从多个方面检查观测系统设计的合理性。

在一个示例中，统计面元网格信息还可以包括对所统计的面元网格信息进行数据检查分析。可以基于上面统计的覆盖次数、偏移距、方位角，以及面元网格序号等面元网格信息进行数据检查分析，分析所统计的面元网格信息是否满足用户要求。如果不能满足用户要求，则可以重新建立观测系统。

获得道头字定义表文件

在一个示例中，可以基于观测系统及面元网格信息获得道头字定义表文件。所获得的道头字定义表文件可以如表1所示：

表1

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施方案的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施方案的有益效果，并不意在将本发明的实施方案限制于所给出的任何示例。

实施方案2

在该实施方案中，提供了一种多元化的地震资料观测系统定义系统，所述系统可以包括以下单元：用于导入数据文件并基于单元模板进行排列滚动布设，建立观测系统的单元；用于基于观测系统划分面元网格，并统计面元网格信息的单元；以及用于基于观测系统及面元网格信息获得道头字定义表文件的单元。

该实施方案可以通过模板编辑或多模板组成的单元模板的滚动，形成所需要的多样的观测系统，从而实现高效的地震资料观测系统定义。

在一个示例中，建立观测系统还可以包括对所建立的观测系统进行数据质量控制检查。

在一个示例中，所导入的数据文件可以是标准格式或自定义格式的数据文件。

在一个示例中，所述面元网格信息可以包括覆盖次数、偏移距、方位角以及面元网格序号。

在一个示例中，统计面元网格信息还可以包括对所统计的面元网格信息进行数据检查分析。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施方案的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施方案的有益效果，并不意在将本发明的实施方案限制于所给出的任何示例。

本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个 性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。