专利名称：用于地震勘探的数字化建模方法
技术领域：
本发明涉及石油地震勘探资料处理与解释技术领域，确切地说涉及一种应用于起 伏地表弹性波正演的建模方法。
背景技术：
随着中国经济的高速发展，对石油能源的需求也越来越大，国家相关部门加大了 石油勘探的力度和广度；随着对具有复杂地表结构的山地地震勘探工作的开展，为了更加 准确、更加有针对性的进行山地地震勘探，对地质模型的准确性要求也越来越高。因此，如 何提供更加真实的反应地下介质情况的正演模型成为地球物理工作者的重要任务。通过对 纸质构造等值线的数字化，则能够获得更加真实反映地下情况的地质模型，为地球物理正 演模拟提供技术支撑。近十年随着计算机硬件和软件的高速发展，目前我们的地质构造等值线图大多以 电子格式存储于计算机硬件中，但以前几十年我们地质工作者采集的地质资料均是以纸质 的形式存储，纸质地质构造等值线图保存以及再利用已经成为我们一个急需解决的问题。 如何重新利用我们以前多年花费大量人力物力采集到的珍贵资料成了当前地球物理及地 质学科一个重要课题。纸质构造等值线图数字化功能的主要目标就是基于不同灰度的纸质构造等值线 图扫描图片进行等值线的准确高效自动追踪，以实现纸质构造等值线图的数字化，为地震 勘探提供一种新的建模方法，同时最大程度的挖掘历史资料的实用价值。纸质构造图数字 化的难点是一个图像识别问题，它属于计算机图形学的范畴，目前在计算机图形学学科针 对这个问题主要有以下几种处理方法
1、轮廓识别法
目前对于二值图像的较准确的轮廓提取算法一般有用折线分段和对分段曲线拟合、多 边形近似逼近、折线近似等方法，它们都存在计算量大，运算速度慢的问题。无法将它们用 在像在线图形识别这类对实时性要求较高的应用场合下。一个图形被扫描进计算机后，使 它生成一个二值图像矩阵(其中图形部分全为白，背景部分为黑，为了便于分析，将图形部 分每个点都用1表示，背景点用0表示)。通常对扫描进计算机的图像，图形边缘都会有些 小锯齿，且内部一般无空洞，也不会产生长条形的边缘噪声。2、基于神经网络图像识别方法
图像识别涉及大量的信息运算，要求处理速度快、识别精度高，神经网络的实时性和容 错性要符合图像识别的要求。利用改进的BP神经网络算法对旋转畸变图像进行了定位和 识别，改进算法将附加动量项与自适应学习速率相结合，有效地抑制了网络陷入局部极小 点，提高了网络的训练速度。3、Hopfield网络图像识别方法
31982年，Hopfield提出一种反馈神经网络模型(HNN) [3_4]，并证明在高强度连接下 的神经网络依靠集体协同作用能自发产生计算行为。通过TSP问题的成功解决，从而开辟 了神经网络模型在计算机科学应用中的新开地，并受到广泛关注和应用。Hopfield网络作 为一种全连续型的神经网络，曾经为人工神经网络的发展进程开辟了新的研究途径。它利 用与阶层型神经网络不同的结构特征和学习方法，模拟生物神经网络的记忆机理，获得了 令人满意的结果。尽管Hopfield神经网络只是对大脑的粗略而简单的模仿，无论在功能 上，还是在规模上都比真正的神经网络存在了较大的差距
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种应用于起伏地表弹性波正演的建模方 法，本发明基于不同灰度的纸质构造等值线图扫描图片，根据纸质构造等值线片质量 以及等值线连续性的不同，实现了纸质构造等值线图准确高效的自动追踪，自动追踪完成 后实现了纸质构造等值线图的数字化，为地震勘探提供一种新的建模方法。本发明是通过采用下述技术方案实现的
一种用于地震勘探的数字化建模方法，其特征在于针对纸质构造图的图片质量比较 好，并且纸质构造图中的等值线在图片上连续性也比较好，采用逐个自动追踪算法对纸质 构造图进行处理，处理步骤如下
(1)、对扫描图片进行图像处理，使纸质构造图中的等值线与背景具有较明显的色差；
(2)、鼠标点击等值线上的有效点获取搜索起点，所获取的搜索起点既作为头点，又作 为尾点，然后向此点的前后两个方向追踪等值线；
(3)、搜索邻近点，将与所述起点相邻的八个点的灰度值与起点的灰度值做差，差值在 设定范围内则视为灰度相同，根据同一条线上的点的灰度值相近的原则，同时等值线没有 交叉的原则，这些灰度相同的点则应该在一条线上，将搜索到的邻近点作为下次搜索的起占.
(4)、点筛选，设置一大于被追踪线宽度的采样距离，将所搜索的所有点之间的连线分 别与采样距离进行比对，两点间的距离大于所述采样距离的点才被保留用于连成一条直 线.
一入 ，
(5)、重复步骤(2)、(3)和(4)进行下一点的搜索，不断进行搜索，直到在步骤(2)和(3) 和(4)内找不到满足最初用户设定的参数门限值则结束搜索；
(6)、当步骤(2)、(3)和(4)的条件都不满足，则自动追踪停止，自动追踪完成后，则获 得此纸质构造等值线图的数字信息，完成纸质构造等值线图的数字化，生成的数据成为地 震勘探的模型数据。所述步骤(3)中，将与所述起点相邻的八个点的灰度值与起点的灰度值做差是指 将与所述起点相邻的八个点的灰度值与起点的灰度值之间进行相减求得两者的差值。所述步骤(3)中，差值在设定范围内则视为灰度相同是指差值在程序开始时用 户设定的色度门限值内则视为灰度相同。与现有技术相比，本发明所达到的技术效果如下
采用本发明所说的步骤(1)至(6)，形成的技术方案，尤其适用于针对纸质构造图的图 片质量比较好，并且纸质构造图中的等值线在图片上连续性也比较好的情况，实现了纸质构造等值线图准确高效的自动追踪，自动追踪完成后实现了纸质构造等值线图的数字化， 为地震勘探提供一种新的建模方法。
下面将结合说明书附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明，其中 图1为逐个自动追踪算法处理流程图。
具体实施例方式本发明针对纸质构造图的图片质量比较好，并且纸质构造图中的等值线在图片上 连续性也比较好，采用逐个自动追踪算法对纸质构造图进行处理，处理步骤如下
(1)、对扫描图片进行图像处理，使纸质构造图中的等值线与背景具有较明显的色差；
(2)、鼠标点击等值线上的有效点获取搜索起点，所获取的搜索起点既作为头点，又作 为尾点，然后向此点的前后两个方向追踪等值线；
(3)、搜索邻近点，将与所述起点相邻的八个点的灰度值与起点的灰度值之间进行相减 求得两者的差值，差值在程序开始时用户设定的色度门限值内则视为灰度相同，根据同一 条线上的点的灰度值相近的原则，同时等值线没有交叉的原则，这些灰度相同的点则应该 在一条线上，将搜索到的邻近点作为下次搜索的起点；
(4)、点筛选，设置一大于被追踪线宽度的采样距离，将所搜索的所有点之间的连线分 别与采样距离进行比对，两点间的距离大于所述采样距离的点才被保留用于连成一条直 线.
一入 ，
(5)、重复步骤(2)、(3)和(4)进行下一点的搜索，不断进行搜索，直到在步骤(2)和(3) 和(4)内找不到满足最初用户设定的参数门限值则结束搜索；
(6)、当步骤(2)、(3)和(4)的条件都不满足，则自动追踪停止，自动追踪完成后，则获 得此纸质构造等值线图的数字信息，完成纸质构造等值线图的数字化，生成的数据成为地 震勘探的模型数据。
权利要求
一种用于地震勘探的数字化建模方法，其特征在于针对纸质构造图的图片质量比较好，并且纸质构造图中的等值线在图片上连续性也比较好，采用逐个自动追踪算法对纸质构造图进行处理，处理步骤如下 (1)、对扫描图片进行图像处理，使纸质构造图中的等值线与背景具有较明显的色差；(2)、鼠标点击等值线上的有效点获取搜索起点，所获取的搜索起点既作为头点，又作为尾点，然后向此点的前后两个方向追踪等值线；(3)、搜索邻近点，将与所述起点相邻的八个点的灰度值与起点的灰度值之间进行相减求得两者的差值，差值在程序开始时用户设定的色度门限值内则视为灰度相同，根据同一条线上的点的灰度值相近的原则，同时等值线没有交叉的原则，这些灰度相同的点则应该在一条线上，将搜索到的邻近点作为下次搜索的起点；(4)、点筛选，设置一大于被追踪线宽度的采样距离，将所搜索的所有点之间的连线分别与采样距离进行比对，两点间的距离大于所述采样距离的点才被保留用于连成一条直线；(5)、重复步骤(2)、(3)和(4)进行下一点的搜索，不断进行搜索，直到在步骤(2)和(3)和(4)内找不到满足最初用户设定的参数门限值则结束搜索；(6)、当步骤(2)、(3)和(4)的条件都不满足，则自动追踪停止，自动追踪完成后，则获得此纸质构造等值线图的数字信息，完成纸质构造等值线图的数字化，生成的数据成为地震勘探的模型数据。
2.根据权利要求1所述的用于地震勘探的数字化建模方法，其特征在于所述步骤(3) 中，将与所述起点相邻的八个点的灰度值与起点的灰度值做差是指将与所述起点相邻的 八个点的灰度值与起点的灰度值之间进行相减求得两者的差值。
3.根据权利要求1或2所述的用于地震勘探的数字化建模方法，其特征在于所述步 骤(3)中，差值在设定范围内则视为灰度相同是指差值在程序开始时用户设定的色度门 限值内则视为灰度相同。
全文摘要
本发明公开了一种用于地震勘探的数字化建模方法，涉及石油地震勘探资料处理与解释技术领域，针对纸质构造图的图片质量比较好，并且纸质构造图中的等值线在图片上连续性也比较好，采用逐个自动追踪算法对纸质构造图进行处理，本发明基于不同灰度的纸质构造等值线图扫描图片，根据纸质构造等值线片质量以及等值线连续性的不同，实现了纸质构造等值线图准确高效的自动追踪，自动追踪完成后实现了纸质构造等值线图的数字化，为地震勘探提供一种新的建模方法。
文档编号G01V1/28GK101980055SQ20101056590
公开日2011年2月23日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者何光明, 敬龙江, 李亚林, 耿春, 胡善政, 邹文, 陈爱萍, 龙资强 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司