复杂地表区观测系统联合布设方法及装置与流程

[0001]
本发明涉及石油勘探技术领域，特别涉及一种复杂地表区观测系统联合布设方法及装置。


背景技术：

[0002]
在复杂地表区，同一勘探区块不同区域需要采用不同的观测系统进行地震采集，不同观测系统之间的合理拼接和过渡就成为观测系统布设所需解决的主要问题。
[0003]
以往多种观测系统联合布设时,往往采用手工布设。其布设方法是首先根据地表条件划分区域边界，确定每个区域所对应的观测系统摸板，然后分区域用确定的观测系统摸板进行整体布设，之后对于交界处冗余的炮检点采用手工裁剪。这样往往在观测系统拼接处产生大量的冗余数据。影响地震采集进度和采集效果。
[0004]
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

[0005]
本发明实施例提供了一种复杂地表区观测系统联合布设方法，用以实现复杂地表区一体化自动过渡和拼接布设，该方法包括：
[0006]
将预先确定的满覆盖区域划分为不同地表类型区域，将预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板分配到每一地表类型区域，确定不同地表类型区域之间的过渡拼接区域边界，以及每一地表类型区域的激发点和接收点类型；不同地表类型区域所形成的面元尺寸和覆盖范围宽度相同；
[0007]
根据方位角参数，将预先确定的满覆盖边界和地表类型划分边界及包含的地表区域旋转到方位角为零的简易坐标体系中；
[0008]
在所述简易坐标体系中，获取满覆盖边界多边形拐点坐标中的最大横坐标值、最大纵坐标、最小横坐标值和最小纵坐标值；根据所述最大横坐标值和最小横坐标值，确定包含满覆盖边界的最小矩形的纵向长度，根据所述最大纵坐标值和最小纵坐标值，确定包含满覆盖边界的最小矩形的横向长度；
[0009]
根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板参数，确定横向最大覆盖次数的宽度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度；根据横向最大覆盖次数的宽度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，确定第一个线束划分的宽度，以及使第一个线束横向达到满覆盖时需布设的测线数目，以及其他线束的宽度，及每一其他线束达到满覆盖时需布设的测线数目；根据所有线束的宽度，确定包含满覆盖区域最小线束的长度；
[0010]
调整包含满覆盖区域最小线束的长度；
[0011]
将调整之后的满覆盖区域中采用同一种地表类型区域的观测系统模板布设的相邻区域合并成一个区域，得到区域合并后的观测系统；
[0012]
根据包含满覆盖边界的最小矩形的横向长度和纵向长度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，确定区域合并后的观测系统的首激发点与满覆盖点的纵向距离和横
向距离；根据满覆盖点坐标，首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离，确定每个首激发点坐标和每个最小线束达到满覆盖的激发点范围；
[0013]
根据第一个线束横向达到满覆盖时需布设的测线数目和每一其他线束达到满覆盖时需布设的测线数目，以及滚动距，确定激发点的宽度；根据激发点的宽度，划分出区域合并后的观测系统的同一模板激发点范围；
[0014]
根据每个激发点的起点坐标，同一模板激发点范围，首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离，首激发点坐标，依次把激发点和接收点摆放到方位角为零的简易坐标系中；合并重叠的接收点，根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板，设置激发点和接收点关系，进行桩号编排；根据方位角参数将布设好的观测系统域旋转到原有方位角坐标系中，得到待观测复杂地表区的观测系统。
[0015]
本发明实施例还提供了一种复杂地表区观测系统联合布设装置，用以实现复杂地表区一体化自动过渡和拼接布设，该装置包括：
[0016]
划分及定义单元，用于将预先确定的满覆盖区域划分为不同地表类型区域，将预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板分配到每一地表类型区域，确定不同地表类型区域之间的过渡拼接区域边界，以及每一地表类型区域的激发点和接收点类型；不同地表类型区域所形成的面元尺寸和覆盖范围宽度相同；
[0017]
旋转单元，用于根据方位角参数，将预先确定的满覆盖边界和地表类型划分边界及包含的地表区域旋转到方位角为零的简易坐标体系中；
[0018]
最小矩形确定单元，用于在所述简易坐标体系中，获取满覆盖边界多边形拐点坐标中的最大横坐标值、最大纵坐标、最小横坐标值和最小纵坐标值；根据所述最大横坐标值和最小横坐标值，确定包含满覆盖边界的最小矩形的纵向长度，根据所述最大纵坐标值和最小纵坐标值，确定包含满覆盖边界的最小矩形的横向长度；
[0019]
线束划分单元，用于根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板参数，确定横向最大覆盖次数的宽度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度；根据横向最大覆盖次数的宽度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，确定第一个线束划分的宽度，以及使第一个线束横向达到满覆盖时需布设的测线数目，以及其他线束的宽度，及每一其他线束达到满覆盖时需布设的测线数目；根据所有线束的宽度，确定包含满覆盖区域最小线束的长度；
[0020]
调整单元，用于调整包含满覆盖区域最小线束的长度；
[0021]
合并单元，用于将调整之后的满覆盖区域中采用同一种地表类型区域的观测系统模板布设的相邻区域合并成一个区域，得到区域合并后的观测系统；
[0022]
首激发点坐标及激发范围确定单元，用于根据包含满覆盖边界的最小矩形的横向长度和纵向长度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，确定区域合并后的观测系统的首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离；根据满覆盖点坐标，首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离，确定每个首激发点坐标和每个最小线束达到满覆盖的激发点范围；
[0023]
同一模板激发点范围确定单元，用于根据第一个线束横向达到满覆盖时需布设的测线数目和每一其他线束达到满覆盖时需布设的测线数目，以及滚动距，确定激发点的宽度；根据激发点的宽度，划分出区域合并后的观测系统的同一模板激发点范围；
[0024]
观测系统确定单元，用于根据每个激发点的起点坐标，同一模板激发点范围，首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离，首激发点坐标，依次把激发点和接收点摆放到方位角为零的简易坐标系中；合并重叠的接收点，根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板，设置激发点和接收点关系，进行桩号编排；根据方位角参数将布设好的观测系统域旋转到原有方位角坐标系中，得到待观测复杂地表区的观测系统。
[0025]
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述复杂地表区观测系统联合布设方法。
[0026]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行复杂地表区观测系统联合布设方法的计算机程序。
[0027]
本发明实施例提供的技术方案通过：地表类型区域划分、确定满覆盖边界、过渡拼接区域边界及每一地表类型区域的激发点和接收点类型；不同地表类型区域所形成的面元尺寸和覆盖范围宽度相同；根据满覆盖边界多边形拐点坐标值，确定包含满覆盖边界的最小矩形的纵向和横向长度；划分线束及确定包含满覆盖区域最小线束的长度；调整包含满覆盖区域最小线束的长度；合并相同模板的区域；确定使每个最小线束达到满覆盖的激发点范围；划分出同一模板激发点范围；进行观测系统布设，得到待观测复杂地表区的观测系统，实现了复杂地表区一体化自动过渡和拼接布设，减少手动裁剪所产生的冗余数据，保证了地震勘探的采集质量和效率。
附图说明
[0028]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
[0029]
图1是本发明实施例中复杂地表区观测系统联合布设方法的流程示意图；
[0030]
图2是本发明实施例中陆地(上)和海上(下)观测系统模板及面元范围示意图；
[0031]
图3是本发明实施例中地表类型划分和拓绘示意图；
[0032]
图4a是本发明实施例中满覆盖边界和地表类型划分的边界旋转前坐标示意图；
[0033]
图4b是本发明实施例中满覆盖边界和地表类型划分的边界旋转后坐标示意图；
[0034]
图5是本发明实施例中包含满覆盖边界的最小矩形示意图；
[0035]
图6是本发明实施例中对包含满覆盖边界的最小线束进行横向划分示意图；
[0036]
图7是本发明实施例中调整划分后矩形中包含满覆盖区域最小矩形长度示意图；
[0037]
图8是本发明实施例中合并相同模板区域后系统示意图；
[0038]
图9是本发明实施例中根据上下端点确定激发点类型示意图；
[0039]
图10是本发明实施例中陆上(左)、海上(右)模板首激发点距满覆盖点纵横向距离示意图；
[0040]
图11是本发明实施例中陆上、海上模板激发点区域计算示意图；
[0041]
图12是本发明实施例中陆上和海上同一模板激发点范围划分示意图；
[0042]
图13是本发明实施例中同一(陆上)模板激发点范围不同布设方法示意图；
[0043]
图14是本发明实施例中复杂地表区观测系统联合布设装置的结构示意图。
具体实施方式
[0044]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0045]
为了解决复杂地表观测系统联合施工作业、资料拼接等关键技术问题，在基于地质目标设计基础上，综合考虑地表类型、作业装备、施工效率和成本等因素，提出一体化的观测系统、激发和接收等技术解决方案，使地震资料设计与复杂多变的地表条件相适应，最大限度保证地下面元属性分布一致性，实现陆滩海及山地平原之间等不同地表类型之间资料的无缝连接。该方案涉及石油勘探技术，主要是针对陆地、滩涂、浅海或者平原山地等多种复杂地表类型为一体的勘探项目，具体是利用不同区域的激发点和接收点的相对位置关系，定义施工边界的数据的不同模板的观测系统自动拼接联合设计的方法。下面对该复杂地表区观测系统联合布设的方案进行详细介绍如下。
[0046]
图1是本发明实施例中复杂地表区观测系统联合布设方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
[0047]
步骤101：将预先确定的满覆盖区域划分为不同地表类型区域，将预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板分配到每一地表类型区域，确定不同地表类型区域之间的过渡拼接区域边界，以及每一地表类型区域的激发点和接收点类型；不同地表类型区域所形成的面元尺寸和覆盖范围宽度相同；
[0048]
步骤102：根据方位角参数，将预先确定的满覆盖边界和地表类型划分边界及包含的地表区域旋转到方位角为零的简易坐标体系中；
[0049]
步骤103：在所述简易坐标体系中，获取满覆盖边界多边形拐点坐标中的最大横坐标值、最大纵坐标、最小横坐标值和最小纵坐标值；根据所述最大横坐标值和最小横坐标值，确定包含满覆盖边界的最小矩形的纵向长度，根据所述最大纵坐标值和最小纵坐标值，确定包含满覆盖边界的最小矩形的横向长度；
[0050]
步骤104：根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板参数，确定横向最大覆盖次数的宽度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度；根据横向最大覆盖次数的宽度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，确定第一个线束划分的宽度，以及使第一个线束横向达到满覆盖时需布设的测线数目，以及其他线束的宽度，及每一其他线束达到满覆盖时需布设的测线数目；根据所有线束的宽度，确定包含满覆盖区域最小线束的长度；
[0051]
步骤105：调整包含满覆盖区域最小线束的长度；
[0052]
步骤106：将调整之后的满覆盖区域中采用同一种地表类型区域的观测系统模板布设的相邻区域合并成一个区域，得到区域合并后的观测系统；
[0053]
步骤107：根据包含满覆盖边界的最小矩形的横向长度和纵向长度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，确定区域合并后的观测系统的首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离；根据满覆盖点坐标，首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离，确定每个首激发点坐标和每个最小线束达到满覆盖的激发点范围；
[0054]
步骤108：根据第一个线束横向达到满覆盖时需布设的测线数目和每一其他线束达到满覆盖时需布设的测线数目，以及滚动距，确定激发点的宽度；根据激发点的宽度，划
分出区域合并后的观测系统的同一模板激发点范围；
[0055]
步骤109：根据每个激发点的起点坐标，同一模板激发点范围，首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离，首激发点坐标，依次把激发点和接收点摆放到方位角为零的简易坐标系中；合并重叠的接收点，根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板，设置激发点和接收点关系，进行桩号编排；根据方位角参数将布设好的观测系统域旋转到原有方位角坐标系中，得到待观测复杂地表区的观测系统。
[0056]
本发明实施例提供的技术方案通过：地表类型区域划分、确定满覆盖边界、过渡拼接区域边界及每一地表类型区域的激发点和接收点类型；不同地表类型区域所形成的面元尺寸和覆盖范围宽度相同；根据满覆盖边界多边形拐点坐标值，确定包含满覆盖边界的最小矩形的纵向和横向长度；划分线束及确定包含满覆盖区域最小线束的长度；调整包含满覆盖区域最小线束的长度；合并相同模板的区域；确定使每个最小线束达到满覆盖的激发点范围；划分出同一模板激发点范围；进行观测系统布设，得到待观测复杂地表区的观测系统，实现了复杂地表区一体化自动过渡和拼接布设，减少手动裁剪所产生的冗余数据，保证了地震勘探的采集质量和效率。
[0057]
具体实施时，在上述步骤101中，每个观测系统模板得到该模板所有激发点与所有接收点连线的炮检对中心点坐标。这些中心点是落在面元网格的中点上的，面元的长宽分别为激发点距和接收点距的二分之一，每个面元网格中落入的炮检对中心点数量为面元的覆盖次数，由此得到每个相同的面元网格内的覆盖次数的宽度，通过分析计算覆盖范围宽度相同选择不同地表类型的观测系统模板。
[0058]
在一个实施例中，根据第一个线束横向达到满覆盖时需布设的测线数目和每一其他线束达到满覆盖时需布设的测线数目，以及滚动距，确定激发点的宽度；根据激发点的宽度，划分出区域合并后的观测系统的同一模板激发点范围，可以包括：
[0059]
按照能够完整布设与不能够完整布设的区域，将模板中的激发线进行分区；
[0060]
按照矩形区域，确定激发点能够完整布设的区域；
[0061]
在不能够完整布设激发点的区域，逐一判断每条激发线能够布设激发点的线段。
[0062]
在一个实施例中，调整包含满覆盖区域最小线束的长度，可以包括：
[0063]
调整最小线束下端包括：以满覆盖边界多边形拐点坐标中的最小纵坐标值为起点，将各矩形的最小纵坐标向下调整，直到找到与最小纵坐标值的差为纵向滚动距的整数倍的纵坐标值；
[0064]
调整最小线束下端包括：根据满覆盖边界多边形拐点坐标中的最小纵坐标值、最大纵坐标值和纵向滚动距确定上端的调整起点；将各矩形的最大纵坐标向上调整，直到找到与上端的调整起点的差为纵向滚动距的整数倍的纵坐标值。
[0065]
在一个实施例中，根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板参数，确定横向最大覆盖次数的宽度，可以包括：
[0066]
在单条炮线的炮点数与炮点距的乘积与接收线距的比值大于或等于模板的接收线数时，横向最大覆盖次数的宽度的计算公式为：
[0067][0068]
在单条炮线的炮点数与炮点距的乘积与接收线距的比值小于模板的接收线数时，
横向最大覆盖次数的宽度的计算公式为：
[0069][0070]
其中：widetempmaxfold为横向最大覆盖次数的宽度；numshot为单条炮线的炮点数；intelshot为炮点距；intelrecline为接收线距；numrecline为模板的接收线数；
[0071]
根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板参数，确定模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，包括：按照如下公式确定模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度：
[0072][0073][0074]
其中：xr
min
、xr
max
分别为模板最小、最大接收点x坐标；yr
min
、yr
max
分别为模板最小、最大接收点y坐标；xs
min
、xs
max
分别为模板最小、最大激发点x坐标；ys
min
、ys
max
分别为模板最小、最大激发点y坐标；ints为炮点距；intr为接收线距；
[0075]
根据横向最大覆盖次数的宽度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，确定第一个线束划分的宽度，以及使第一个线束横向达到满覆盖时需布设的测线数目，可以包括：
[0076]
当(rdtempcrl)＝widetempmaxfold+(widetempbin-widetempmaxfold)/2时，第一个线束划分的宽度等于widetempmaxfold，在此种情况下，布设一束测线以使第一个线束横向达到满覆盖；
[0077]
当(rdtempcrl)＜widetempmaxfold+(widetempbin-widetempmaxfold)/2时，且满覆盖分布均匀时，第一个线束划分的宽度等于widetempbin
÷
rdtempcrl的余数，在此种情况下，需要布设widetempbin
÷
rdtempcrl束测线使第一个矩形横向达到满覆盖；
[0078]
其中：rdtempcrl为横向滚动距。
[0079]
下面举一实例，以便于理解本发明如何实施。
[0080]
一、建立模板：根据论证结果，建立不同地表类型区域的观测系统模板。
[0081]
具体实施时，根据论证结果建立不同区域的观测系统模板，即按地质任务建立多个需要过渡拼接的类型的模板，为了保证不同区域(陆上、滩涂、海上或者平原及山地)的观测系统能够按照同一线束过渡，且纵横向上的覆盖次数是均匀的，要求不同区域的模板所形成的面元尺寸和覆盖范围宽度是相同的(见图2)，在确定面元一致情况下布置激发点和接收点参数，确定目的层勘探边界(满覆盖边界)区域。
[0082]
二、地表类型区域划分(按地表类型划分区域)、定义过渡拼接区域边界、满覆盖边界及炮检点类型(炮点类型和检波点类型，其中，炮点类型包括：炸药源、气枪源或者震源；检波点类型包括：水检、陆检)。主要定义是陆上还是海上模板。该步骤二主要对上述步骤101进行详细描述。
[0083]
1、定义施工范围：以项目施工边界(图3最外围黑线，施工边界比满覆盖边界要大)为基准，向外延拓出一个正南正北的矩形，保证所有设计物理点都在矩形范围内(地表类型划分边界是图3中外围黑线加上连接外围曲线形成不同地表区域陆地、滩涂及浅海类型)。
[0084]
2、根据地表类型划分不同区域：根据资料，如背景图、踏勘轨迹、高程等值线等，在工作区交互拾取所需的线，定义过渡拼接区域边界(图4a中的陆地、浅海地表区域。每个区域用不同的观测系统，因此需要从陆地到浅海之间过渡拼接)；将上述步骤一中的模板分配到每个区域，定义区域内激发点和接收点类型(属性)，见图3。
[0085]
三、根据上述步骤一建立的每个模板中每个接收点和激发点的坐标，计算得到该模板所有激发点与所有接收点连线的炮检对中心点坐标，这些中心点是落在面元网格的中点上的，面元的长宽分别为激发点距和接收点距的二分之一，每个面元网格中落入的炮检对中心点数量为面元的覆盖次数。该步骤是一个辅助的步骤，主要描述模板建立的原则，解释面元网格大小及建立及覆盖次数定义。
[0086]
四、旋转地表区域及施工边界到简易坐标体系：根据“方位角”参数，将施工边界和地表类型划分的边界旋转到方位角为零度的简易坐标系中，见图4a和图4b。该步骤方便计算，提高复杂地表区观测系统联合布设的效率。该步骤四主要对上述步骤102进行详细描述。
[0087]
五、将勘探边界(满覆盖)区域多边形拐点的简易坐标进行分析，从满覆盖边界多边形拐点的简易坐标中，找出拐点坐标中最大的横坐标x、最大纵坐标y(rtxmax，rtymax)，最小的横坐标x、最小纵坐标y(rtxmin，rtymin)，并根据下述公式(1)和(2)，计算包含勘探边界的最小矩形的纵向长度(沿着纵轴的方向)和横向(沿着横轴的方向)长度，见图5：
[0088]
上述最小矩形的纵向长度longffoldrt＝rtxmax－rtxmin；
ꢀꢀ
(1)
[0089]
上述最小矩形的横向长度wideffoldrt＝rtymax－rtymin。
ꢀꢀ
(2)
[0090]
该步骤五主要对上述步骤103进行详细描述。
[0091]
六、根据上述步骤五得到的坐标和纵、横向长度，进行线束划分。该步骤六主要对上述步骤104进行详细描述。
[0092]
1、根据步骤二所定义区域模板参数，计算横向最大覆盖次数的宽度(widetempmaxfold)：
[0093]
当时，
[0094][0095]
当时，
[0096][0097]
其中：widetempmaxfold为横向上形成的最高覆盖次数段的长度(横向最大覆盖次数的宽度)；
[0098]
numshot为单条炮线的炮点数；
[0099]
intelshot为炮点距；
[0100]
intelrecline为接收线距；
[0101]
numrecline为模板的接收线数。
[0102]
2、根据步骤二所定义区域模板参数，计算模板面元范围的长度longbintemp及宽
度widetempbin：
[0103][0104][0105]
其中：xr
min
、xr
max
分别为模板最小、最大接收点x坐标；
[0106]
yr
min
、yr
max
分别为模板最小、最大接收点y坐标；
[0107]
xs
min
、xs
max
分别为模板最小、最大激发点x坐标；
[0108]
ys
min
、ys
max
分别为模板最小、最大激发点y坐标；
[0109]
ints为炮点距(上文提到的intelshot)；
[0110]
intr为接收线距(上文提到的intelrecline)。
[0111]
3、根据上述参数(这些参数可以包括：横向最大覆盖次数的宽度widetempmaxfold，模板面元范围的长度longbintemp及宽度widetempbin)，计算线束宽度：rdtempcrl为横向滚动距。当横向滚动距(rdtempcrl)＝widetempmaxfold+(widetempbin-widetempmaxfold)/2时，第一个线束划分的宽度等于widetempmaxfold，在此种情况下，布设一束测线就可以使第一个线束横向达到满覆盖；当横向滚动距(rdtempcrl)＜widetempmaxfold+(widetempbin-widetempmaxfold)/2时，且满覆盖分布均匀时，第一个线束划分的宽度等于widetempbin
÷
rdtempcrl的余数，如果余数为0，则等于rdtempcrl，在此种情况下，需要布设widetempbin
÷
rdtempcrl束测线才可以使第一个矩形(图6中虚线划分满覆盖边界的最小矩形后靠近坐标原点的矩形)横向达到满覆盖。
[0112]
4、在确定第一个线束宽度后，其余线束按照横向滚动距进行划分(见图6)，图6中的虚线为划分线，第一个矩形的宽度小于横向滚动距。
[0113]
5、根据垂直线线束宽度与步骤二定义的满覆盖边界的交点计算出的线束长度：
[0114]
比较相邻垂直线上的满覆盖边界交点的x坐标，如果满覆盖边界的拐点落在相邻垂直线之间，则拐点的x坐标也参与比较，寻找出最小和最大的x坐标，可计算出最小线束的长度，即：
[0115]
lrt
mininl(n)
＝intersectionx
max(n)-intersectionx
min(n)
；
ꢀꢀ
(7)
[0116]
其中：lrt
mininl(n)
为第n个最小线束的长度；
[0117]
intersectionx
max(n)
为相邻垂直线与满覆盖边界交点的最大x坐标；
[0118]
intersectionx
min(n)
为相邻垂直线与满覆盖边界交点的最小x坐标。
[0119]
七、调整步骤六得到的包含满覆盖区域最小线束的长度。该步骤七主要对上述步骤105进行详细描述。
[0120]
具体实施时，因为纵向上是炮线按纵向滚动距布设的，所形成的满覆盖台阶也是按纵向滚动距变化的，因此，需要各个划分后包含满覆盖区域的最小线束长度的纵向最小和最大坐标进行调整。每个最小线束的上端(或下端)可能落在不同的地表类型上，布设时采用的纵向滚动距可能不同，但是，线束间炮点是相互影响的，即在上端或下端分别采用统一的、最大的纵向滚动距进行调整，见图7。
[0121]
下端具体的调整方法是：由步骤五得到的满覆盖边界最小纵坐标rtxmin为起点，将各矩形的最小纵坐标向下调整，使之与rtxmin的差为纵向滚动距的整数倍。
[0122]
上端的调整方法比下端的要复杂一些：首先要根据满覆盖边界最小纵坐标、最大纵坐标和纵向滚动距(采用上端和下端中较大的纵向滚动距)计算出上端的调整起点，然后再将各线束的最大纵坐标向上调整，使之与上端调整起点的差为纵向滚动距的整数倍。
[0123]
具体实施时，本发明实施例提到的“上端”和“下端”相对于纵坐标方向而言，上端指的是纵坐标增大的方向，下端指的是纵坐标减小的方向。
[0124]
上述调整包含满覆盖区域最小线束的长度的步骤，保证不同模板按照划定的区域边界进行精确地布设，实现了复杂地表多区域多种观测系统自动过渡和拼接，避免手工布设在拼接处产生大量冗余数据的问题，实现了陆滩海及山地平原之间等不同地表类型之间资料的无缝连接，从而提高了地震采集的效率和质量。
[0125]
八、合并相同模板的区域。该步骤八主要对上述步骤106进行详细描述。
[0126]
根据地表划分的区域都赋予了激发点类型和接收点类型属性，不同的激发点类型区域可能采用同一种观测系统模板布设，为了简化后期的计算，先将采用同一种观测系统模板布设的相邻区域合并，以便计算满覆盖激发点范围，提高复杂地表区观测系统联合布设的效率。
[0127]
例如，在图8中，共有4个不同属性的区域，但在陆地和与陆地相邻的过渡带区域都采用陆地模板布设，而与海上相邻的过渡带和海上区域都采用海上模板布设，所以，可以将这4个区域合并为2个区域。
[0128]
九、计算使每个最小线束达到满覆盖的激发点范围。该步骤九主要对上述步骤107进行详细描述。
[0129]
1、根据满覆盖点地表区域属性确定激发点类型
→
确定模板类型
→
同一种模板布设的激发点范围
→
布设观测系统，即：根据待布设观测系统的满覆盖点所在的地表区域属性，以及预先建立的地表区域属性和激发点类型之间的关系，确定待布设观测系统的激发点类型；根据待布设观测系统的激发点类型，与预先建立的激发点类型与观测系统之间的关系，确定步骤八合并后各个区域要采用的观测系统模板(步骤二是预先建立不同区域的模板，计算出每个区域，通过步骤八合并相同区域的模板，步骤九通过步骤八重新确定区域正确的模板)。具体实施时，上述地表区域属性和激发点类型之间的关系，以及激发点类型与观测系统之间的关系可以是以表格或图表的形式存储在数据库中。与传统观测系统布设不同，本发明实施例中过渡带是以激发点类型来确定模板的(陆上还是海上模板)，合并后根据满覆盖点所在的地表类型区域属性图9(定义了激发点类型步骤二)确定激发点类型，再确定要采用的观测系统模板。
[0130]
例如图9中第一个最小矩形(靠近坐标原点的最左边的矩形)的下端满覆盖点位于陆地区域，采用陆地模板(图10左侧模板)，上端满覆盖点位于海上，采用海上模板(图10右侧模板)。
[0131]
2、根据步骤六划分情况的判断，计算要使最小线束达到满覆盖所需布设的线束数，即：当横向滚动距(rdtempcrl)＝widetempmaxfold+(widetempbin-widetempmaxfold)/2时，需要布设一束测线；当横向滚动距(rdtempcrl)<widetempmaxfold+(widetempbin-widetempmaxfold)/2时，需要布设widetempbin
÷
rdtempcrl束测线。(步骤七对调整了线束的大小，这里再计算一下，主要是对步骤九区域，按照图10不同的模板，分别确定最小线束计算所需布设线束数)
[0132]
3、分别计算所采用模板首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离(longfstoffp，widefstoffp，见图10)，以便确定模板布设的起点坐标和激发点范围。图10中陆上模板首激发点距满覆盖点的纵向距离是225m，横向距离是1300m，海上模板的纵向距离是1300m、横向距离是825m。
[0133]
首先，按照如下公式计算模板纵向滚动次数和横向滚动次数：
[0134][0135][0136]
其中：rninl为模板纵向滚动次数；
[0137]
rncrl为模板横向滚动次数；
[0138]
longffoldrt为包含满覆盖边界的最小矩形的纵向长度；公式(1)得到；
[0139]
wideffoldrt为包含满覆盖边界的最小矩形的横向长度；公式(2)得到；
[0140]
longbintemp为模板满覆盖面元的纵向长度(上述提到的面元范围的长度)；由公式(5)得到；
[0141]
widetempbin为模板满覆盖面元的横向宽度(上述提到的面元范围的宽度)；由公式(6)得到；
[0142]
rdtempinl为模板纵向滚动距；
[0143]
rdtempcrl为模板横向滚动距。
[0144]
其次，根据公式(8)和(9)计算出的模板纵向滚动次数和横向滚动次数，按照如下公式(10)和(11)计算首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离(longfstoffp，widefstoffp)：
[0145]
longfstoffp＝(rninl-1)
×
rdtempinl+longbintemp；
ꢀꢀ
(10)
[0146]
widefstoffp＝(rncrl-1)
×
rdtempcrl+widetempbin；
ꢀꢀ
(11)
[0147]
其中：rninl为模板纵向滚动次数，由公式(8)得到；
[0148]
rncrl为模板横向滚动次数，由公式(9)得到；
[0149]
longbintemp为模板满覆盖面元的纵向长度；公式(5)得到；
[0150]
widetempbin为模板满覆盖面元的横向宽度；公式(6)得到；
[0151]
rdtempinl为模板纵向滚动距；
[0152]
rdtempcrl为模板横向滚动距。
[0153]
4、根据上述“3”计算出的模板首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离(longfstoffp，widefstoffp，见图10)，以及满覆盖点坐标，计算首激发点坐标。每束线首激发点的纵向坐标计算公式为：
[0154]
fshotpx(n)＝swffpx(n)-longfstoffp+(n-1)
×
rdtempinl；
ꢀꢀ
(12)
[0155]
每束线首激发点的横向坐标计算公式为：
[0156]
fshotpy(n)＝rtymin-widefstoffp+(n-1)
×
rdtempcrl；
ꢀꢀ
(13)
[0157]
其中：fshotpx(n)为第n束线首激发点的纵向坐标，待求；
[0158]
fshotpy(n)为第n束线首激发点的横向坐标，待求；
[0159]
swffpx(n)为第n束线满覆盖点的纵向坐标；
[0160]
rtymin为拐点坐标中最小纵坐标y；
[0161]
longfstoffp为满覆盖面元范围到模板首激发点的纵向距离，由公式(10)
[0162]
得到；
[0163]
widefstoffp为满覆盖面元范围到模板首激发点的横向距离，由公式(11)得到。
[0164]
具体实施时，如图11所示，计算使最小线束达到满覆盖的激发点范围。在步骤八合并相同模板区域后，可以获得不同模板的分界线，见图11所指示的曲线100，下端是陆地模板区域，上端是海上模板区域。在计算首激发点坐标。根据满覆盖点坐标、模板首激发点距满覆盖点的纵横向距离，计算出首激发点坐标中得到了a、f点的坐标，根据计算使最小矩形达到满覆盖的激发点范围。步骤九根据步骤六划分中得到的线束数
×
滚动距，计算出激发点宽度。得到的激发点宽度可以计算得到b、g的坐标，分别从这4个点引垂线与分界线相交，得到交点c、d、e、h，再加上分界线上d-c、e-h段的拐点，便分别形成了陆地、海上激发点范围。
[0165]
十、划分同一模板的激发点范围。该步骤十主要对上述步骤108进行详细描述。
[0166]
计算使最小线束达到满覆盖的激发点范围。用上述步骤九中得到的线束数
×
滚动距，计算出激发点宽度。在步骤八合并相同模板区域后可以获得不同模板的分界线。同一模板激发点范围不是一个矩形，通常是三边为直线、一边为曲线的多边形，这就导致该范围内的激发点不能够完全按照模板的样式布设，有的激发线上的激发点将无法布设该模板类型的激发点。这种情况使得布设模板时要时刻判断模板的激发点是否完整。
[0167]
为了提高布设的效率，先将模板能够完整布设与不能够完整布设的区域划分开，在能够完整布设的区域是不是在矩形内作为判断依据，从而提高布设效率。在不能够完整布设的区域中逐条激发线进行判断，从而提高计算效率。
[0168]
如图12所示，在上一步已经计算得到a、b、c、d点的坐标，cd段分界线上拐点的坐标也是已知的，对比查找c、d和分界线拐点中的最小和最大纵向坐标，可以得到a’、b’、d’的坐标，进而可以将陆地模板激发点范围划分为abb’a’、a’b’cd’组成的两个矩形。同样方法，可以把海上模板激发点范围划分为ff’hg、f’e’h’h组成的两个矩形。
[0169]
十一、进行观测系统布设。该步骤十一主要对上述步骤109进行详细描述。
[0170]
通过步骤九得到每个激发点的起点坐标和步骤十所得到每一条线束范围参数、步骤九公式(8)及(9)滚动参数及首激发点坐标公式(12)、(13)，依次把激发点和接收点摆放到方位角为零度的简易坐标系中，进行观测系统的布设和桩号的编排。
[0171]
例如：在图13中abb’a’区域模板中的炮点能够完全布设，所以布设比较简单，只需要从ab开始按照纵向滚动距布设相应的模板。在abb’a’区域可以布设的激发线数(numslblock1)等于aa’的长度除以纵向滚动距再加1，如果有小数则去掉小数部分。
[0172]
在a’b’cd’区域布设时，模板中的炮点不能够全部布设，需要计算每条激发线能够布设激发点的线段，然后再布设激发点(见图13右图)。图13中区域200内9个激发点不能布设。
[0173]
十二、合并重叠的接收点，根据建立好的各种类型的模板，利用步骤九公式(8)及(9)滚动参数及首激发点坐标公式(12)、(13)，从首激发点坐标开始纵向滚动和横向滚动，按照滚动次数循环，每次滚动激发点和接收点坐标加上滚动距离，确定激发点和接收点为
一个关系片。设置激发点和接收点关系，按照左旋系或右旋系进行桩号编排；根据方位角参数将布设好的观测系统域旋转到原有方位角坐标系中，得到不同区域多种模板自动过渡拼接的观测系统。
[0174]
另外，图4b-图9、图11中相应位置的图中字与图4a中的“陆地v1.g1”、“e1.g2”“a1.g2”、“浅海a1.h1”一致。
[0175]
综上，本发明通过多个模板面元分析，步骤六直接计算满覆盖面元横向最大覆盖次数的宽度，按照步骤一建立模板所形成的面元尺寸和覆盖范围宽度是相同的原则，自动选择正确模板，减少了设计人员的工作量，保证了参数的准确性，该功能既实用又便捷。
[0176]
本发明实现了复杂地表多区域多种观测系统自动过渡和拼接的功能，使此类观测系统的设计效率得到极大的提高，减少手动裁剪所产生的冗余数据，保证地震勘探的采集质量。
[0177]
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种复杂地表区观测系统联合布设装置，如下面的实施例。由于复杂地表区观测系统联合布设装置解决问题的原理与上述复杂地表区观测系统联合布设方法相似，因此复杂地表区观测系统联合布设装置的实施可以参考上述复杂地表区观测系统联合布设方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“模块”或者“单元”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0178]
图14是本发明实施例中复杂地表区观测系统联合布设装置的结构示意图，如图14所示，该装置包括：
[0179]
划分及定义单元01，用于将预先确定的满覆盖区域划分为不同地表类型区域，将预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板分配到每一地表类型区域，确定不同地表类型区域之间的过渡拼接区域边界，以及每一地表类型区域的激发点和接收点类型；不同地表类型区域所形成的面元尺寸和覆盖范围宽度相同；
[0180]
旋转单元02，用于根据方位角参数，将预先确定的满覆盖边界和地表类型划分边界及包含的地表区域旋转到方位角为零的简易坐标体系中；
[0181]
最小矩形确定单元03，用于在所述简易坐标体系中，获取满覆盖边界多边形拐点坐标中的最大横坐标值、最大纵坐标、最小横坐标值和最小纵坐标值；根据所述最大横坐标值和最小横坐标值，确定包含满覆盖边界的最小矩形的纵向长度，根据所述最大纵坐标值和最小纵坐标值，确定包含满覆盖边界的最小矩形的横向长度；
[0182]
线束划分单元04，用于根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板参数，确定横向最大覆盖次数的宽度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度；根据横向最大覆盖次数的宽度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，确定第一个线束划分的宽度，以及使第一个线束横向达到满覆盖时需布设的测线数目，以及其他线束的宽度，及每一其他线束达到满覆盖时需布设的测线数目；根据所有线束的宽度，确定包含满覆盖区域最小线束的长度；
[0183]
调整单元05，用于调整包含满覆盖区域最小线束的长度；
[0184]
合并单元06，用于将调整之后的满覆盖区域中采用同一种地表类型区域的观测系统模板布设的相邻区域合并成一个区域，得到区域合并后的观测系统；
[0185]
首激发点坐标及激发范围确定单元07，用于根据包含满覆盖边界的最小矩形的横向长度和纵向长度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，确定区域合并后的观测系统的首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离；根据满覆盖点坐标，首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离，确定每个首激发点坐标和每个最小线束达到满覆盖的激发点范围；
[0186]
同一模板激发点范围确定单元08，用于根据第一个线束横向达到满覆盖时需布设的测线数目和每一其他线束达到满覆盖时需布设的测线数目，以及滚动距，确定激发点的宽度；根据激发点的宽度，划分出区域合并后的观测系统的同一模板激发点范围；
[0187]
观测系统确定单元09，用于根据每个激发点的起点坐标，同一模板激发点范围，首激发点与满覆盖点的纵向距离和横向距离，首激发点坐标，依次把激发点和接收点摆放到方位角为零的简易坐标系中；合并重叠的接收点，根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板，设置激发点和接收点关系，进行桩号编排；根据方位角参数将布设好的观测系统域旋转到原有方位角坐标系中，得到待观测复杂地表区的观测系统。
[0188]
在一个实施例中，同一模板激发点范围确定单元具体可以用于：
[0189]
按照能够完整布设与不能够完整布设的区域，将模板中的激发线进行分区；
[0190]
按照矩形区域，确定激发点能够完整布设的区域；
[0191]
在不能够完整布设激发点的区域，逐一判断每条激发线能够布设激发点的线段。
[0192]
在一个实施例中，调整单元具体可以用于：
[0193]
调整最小线束下端包括：以满覆盖边界多边形拐点坐标中的最小纵坐标值为起点，将各矩形的最小纵坐标向下调整，直到找到与最小纵坐标值的差为纵向滚动距的整数倍的纵坐标值；
[0194]
调整最小线束下端包括：根据满覆盖边界多边形拐点坐标中的最小纵坐标值、最大纵坐标值和纵向滚动距确定上端的调整起点；将各矩形的最大纵坐标向上调整，直到找到与上端的调整起点的差为纵向滚动距的整数倍的纵坐标值。
[0195]
在一个实施例中，根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板参数，确定横向最大覆盖次数的宽度，可以包括：
[0196]
在单条炮线的炮点数与炮点距的乘积与接收线距的比值大于或等于模板的接收线数时，横向最大覆盖次数的宽度的计算公式为：
[0197][0198]
在单条炮线的炮点数与炮点距的乘积与接收线距的比值小于模板的接收线数时，横向最大覆盖次数的宽度的计算公式为：
[0199][0200]
其中：widetempmaxfold为横向最大覆盖次数的宽度；numshot为单条炮线的炮点数；intelshot为炮点距；intelrecline为接收线距；numrecline为模板的接收线数；
[0201]
根据预先建立的不同地表类型区域的观测系统模板参数，确定模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，包括：按照如下公式确定模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度：
[0202][0203][0204]
其中：xr
min
、xr
max
分别为模板最小、最大接收点x坐标；yr
min
、yr
max
分别为模板最小、最大接收点y坐标；xs
min
、xs
max
分别为模板最小、最大激发点x坐标；ys
min
、ys
max
分别为模板最小、最大激发点y坐标；ints为炮点距；intr为接收线距；
[0205]
根据横向最大覆盖次数的宽度，以及模板满覆盖面元的纵向长度和横向宽度，确定第一个线束划分的宽度，以及使第一个线束横向达到满覆盖时需布设的测线数目，可以包括：
[0206]
当(rdtempcrl)＝widetempmaxfold+(widetempbin-widetempmaxfold)/2时，第一个线束划分的宽度等于widetempmaxfold，在此种情况下，布设一束测线以使第一个线束横向达到满覆盖；
[0207]
当(rdtempcrl)＜widetempmaxfold+(widetempbin-widetempmaxfold)/2时，且满覆盖分布均匀时，第一个线束划分的宽度等于widetempbin
÷
rdtempcrl的余数，在此种情况下，需要布设widetempbin
÷
rdtempcrl束测线使第一个矩形横向达到满覆盖；
[0208]
其中：rdtempcrl为横向滚动距。
[0209]
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述复杂地表区观测系统联合布设方法。
[0210]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行复杂地表区观测系统联合布设方法的计算机程序。
[0211]
本发明实施提供的技术方案的有益技术效果为：本发明实施例提供的技术方案通过多个模板面元分析直接计算满覆盖面元宽度，自动选择正确模板，减少了设计人员的工作量，保证了参数的准确性，该功能既实用又便捷，实现了复杂地表多区域多种观测系统自动过渡和拼接的功能，使此类观测系统的设计效率得到极大的提高，减少手动裁剪所产生的冗余数据，从而可以提高观测系统的设计质量，保证地震勘探的采集质量和效率。
[0212]
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0213]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。