一种叠前地震数据规则化观测系统的评价方法与流程

本发明涉及地震勘探领域，更具体地，涉及一种叠前地震数据规则化观测系统评价方法。
背景技术：
：地震数据叠前规则化技术是目前叠前偏移处理中常用的手段之一。叠前数据规则化技术在一定程度上改善了数据网格不规则带来的覆盖次数，偏移距，方位角分布不规则等引起的各种不利影响，弥补了野外采集系统的数据缺陷。叠前地震数据的规则化就是按照指定的观测系统，将原始的野外采集数据通过重组或者插值等方法形成一套符合该新的观测系统的数据关系。这种新的用于规则化观测系统一般需要满足几个要求：1、新的观测系统的面元尺寸要符合成像要求；2、新的观测系统的覆盖次数兼顾原始资料覆盖次数，不能和原始资料的覆盖次数相差太多。覆盖次数太小，造成原始数据的浪费，覆盖次数太大，需要插值的数据太多，造成新数据的保真性降低；3、新的观测系统的最大偏移距和实际观测系统基本接近；4、新数据的炮检点物理位置分布尽量和原始观测系统接近，这样保证了新的数据对直接利用原始数据，而避免通过大量插值构造数据。目前，对于叠前地震规则化所需的观测系统的设计，基本都是依靠处理人员的经验。对于所设计的观测系统，面元尺寸、覆盖次数和最大偏移距参数依据成像要求和原始观测系统是基本可以确定的。但是对于新数据的炮检点物理位置分布尽量和原始观测系统接近这一要求，没有一套定量评价的标准和方法。领导户型，得必要提出一种能够对叠前地震数据规则化观测系统进行评价的方法和流程。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
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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：为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种针对叠前地震数据规则化观测系统进行评价的方法。该方法通过匹配度数据对规则化观测系统的炮检点分布和原始观测系统是否接近进行定量的评价，并通过直观的数据图形给出评价结果，可以依据该结果，对设计的观测系统进行调整，或者在多个备选方案中，优选出最佳的方案，解决了叠前地震数据规则化观测系统的优化和选择问题。本发明提出一种叠前地震数据规则化观测系统的评价方法。该方法包括：1)输入原始观测系统和规则化观测系统标准sps文件，以及两套观测系统各自的方位角，面元大小，其中，sps文件包括炮点文件、接收点文件和炮检点关系文件；2)分别建立原始观测系统和规则化观测系统的炮点列表、接收点列表、炮检点关系列表；3)分别建立原始观测系统和规则化观测系统的炮检点关系索引；4)分别建立原始观测系统和规则化观测系统炮点网格，并建立规则化观测系统面元网格；5)分别将原始观测系统和规则化观测系统的炮点映射到各自的炮点网格中；6)进行原始观测系统和规则化观测系统的炮检点匹配搜索；7)计算规则化观测系统与原始观测系统的炮检点匹配度数据并输出。优选地，步骤2)中，原始观测系统炮点列表为so(ls,ps,xs,ys)，原始观测系统接收列表为ro(lr,pr,xr,yr)，原始观测系统炮检点关系列表为xo(ls,ps,lr,pr1,prn)，规则化观测系统炮点列表为sd(ls,ps,xs,ys)，规则化观测系统接收点列表为rd(lr,pr,xr,yr)，规则化观测系统炮检点关系列表为xd(ls,ps,lr,pr1,prn)，其中，ls和点号ps分别为每一行炮检点关系文件中每一个炮点的线号和点号，lr,为该炮点对应的一条接收线的线号，pr1为该接收线的第一个接收点点号，prn为最后一个接收点点号prn。优选地，步骤3包括：3.1)对原始观测系统的列表so(ls,ps,xs,ys)和ro(lr,pr,xr,yr)分别按照一级关键字l，二级关键字p进行升序排序；对列表xo(ls,ps,lr,pr1,prn)按照一级关键字ls，二级关键字ps，三级关键字lr升序排序；3.2)对规则化观测系统的列表sd(ls,ps,xs,ys)和rd(lr,pr,xr,yr)分别按照一级关键字l，二级关键字p进行升序排序；对列表xd(ls,ps,lr,pr1,prn)按照一级关键字ls，二级关键字ps，三级关键字lr升序排序；3.3)建立原始观测系统炮检点关系索引io(is，ir1，irn)，其中is是列表xo(ls,ps,lr,pr1,prn)中炮点(ls，ps)在列表so(ls,ps,xs,ys)中和它对应的炮点(ls，ps)的行号，ir1和irn分别是列表xo(ls,ps,lr,pr1,prn)中炮点为(ls，ps)的所有接收点中第一个接收点(lr1，pr1)和最后一个接收点(lrn，prn)在列表ro(lr,pr,xr,yr)中对应的接收点(lr，pr)的行号；3.4)建立规则化观测系统炮检点关系索引id(is，ir1，irn)，其中is是列表xd(ls,ps,lr,pr1,prn)中炮点(ls，ps)在列表sd(ls,ps,xs,ys)中和它对应的炮点(ls，ps)的行号，ir1和irn分别是列表xd(ls,ps,lr,pr1,prn)中炮点为(ls，ps)的所有接收点中第一个接收点(lr1，pr1)和最后一个接收点(lrn，prn)在列表rd(lr,pr,xr,yr)中对应的接收点(lr，pr)的行号。优选地，在步骤4)中通过以下方式建立原始观测系统和规则化观测系统炮点网格：4.1)通过以下公式将原始观测系统的so(ls,ps,xs,ys)、ro(lr,pr,xr,yr)和规则化观测系统的sd(ls,ps,xs,ys)、rd(lr,pr,xr,yr)中的坐标从自然坐标系旋转到数学坐标系：其中，x’和y’是自然坐标系中东坐标和北坐标，x和y是数学坐标系坐标，θ是观测系统方位角；4.2)统计旋转后规则化观测系统的sd(ls,ps,xs,ys)、rd(lr,pr,xr,yr)中坐标极值(sxmin,sxmax,symin,symax)、(rxmin,rxmax,rymin,rymax)，其中sxmin,、sxmax,、symin,、symax分别是炮点坐标的x最小值，x最大值，y最小值，y最大值；rxmin,、rxmax,、rymin,、rymax分别是接收点坐标的x最小值，x最大值，y最小值，y最大值；4.3)通过公式(2)计算炮点网格起点，通过公式(3)计算网格个数：其中，bssx和bssy是炮点网格起点x坐标和y坐标，binx和biny是炮点网格x和y方向的尺寸，bsnx和bsny是炮点网格x方向和y方向个数；4.4)分别建立以bssx和bssy为起点，尺寸为binx×biny，网格维数为bsnx×bsny的原始观测系统炮点网格gos和规则化观测系统炮点网格gds。优选地，在步骤4)中通过以下方式建立规则化观测系统面元网格：4.1’)通过公式(2)计算面元网格起点，通过公式(3)计算面元网格个数。其中，bcsx和bcsy是面元网格起点x坐标和y坐标，binx和biny是面元网格x和y方向的尺寸，bcnx和bcny是面元网格x方向和y方向个数；4.2’)建立以bcsx和bcsy为起点，尺寸为binx×biny，网格维数为bcnx×bcny的规则化观测系统面元网格gcmp，并令gcmp[idx,idy]中计数器的计数加1。优选地，步骤5)包括：遍历原始观测系统关系关系索引io(is，ir1，irn)，检索到每一炮的炮点坐标，并按照公式(6)将每一炮映射到原始观测系统炮点网格gos对应的网格元素gos[idx,idy]中，并在该网格中记录该炮点对应io(is，ir1，irn)的行号：其中，xs和ys是通过io(is，ir1，irn)在so(ls,ps,xs,ys)中索引到的炮点坐标；遍历规则化观测系统关系关系索引id(is，ir1，irn)，检索到每一炮的炮点坐标，并按照公式(6)将每一炮映射到规则化观测系统炮点网格gds对应的网格元素gds[idx,idy]中，并在该网格中记录该炮点对应id的行号。优选地，步骤6)包括：6.1)检查规则化观测系统炮点网格其中一元素gds[i,j](其中i＝0,1,2,...,bsnx，j＝0,1,2,...,bsny)和原始观测系统炮点网格中的元素gos[i,j]，如果两个网格元素中都映射了炮点，则将gds[i,j]中映射的炮点索引为idn，gos[i,j]中映射的炮点索引为ion，并进入步骤6.2)，否则跳转至步骤6.9)；6.2)统计idn对应炮点的所有接收点的坐标极值(rx‘min,rx’max,ry’min,ry‘max)；6.3)通过公式(7)计算当前炮点的接收点网格起点，通过公式(8)计算接收点网格个数。其中，br’sx和br‘sy是接收点网格起点x坐标和y坐标，br’nx和br‘ny分别是接收点网格x方向和y方向个数；6.4)分别建立以br’sx和br‘sy为起点，尺寸为binx×biny，网格维数为br’nx和br‘ny的原始观测系统接收点网格gor和规则化观测系统接收点网格gdr；6.5)遍历ion对应炮点的所有接收点，并按照公式(9)映射到规则化观测系统接收点网格gdr中，并将idn对应炮点的所有接收点也按照公式(9)映射到原始观测系统接收点网格gor中：其中，xr和yr是通过ion在s或idn在sd中索引到的炮点坐标；6.6)检查规则化观测系统接收点网格元素gdr[i,j](其中i＝0,1,2,...,br'nx，j＝0,1,2,...,br‘ny)和原始观测系统接收点网格元素gor[i,j]，如果两个网格元素中都映射了接收点，则利用规则化观测系统的gdr[i,j]中映射的接收点的坐标(rx,ry)和gdo[i,j]中映射的炮点坐标(sx,sy)计算它们的cmp点坐标在面元网格中的映射位置gcmp[idx,idy]，并将gcmp[idx,idy]中计数器+1，其中，idx,idy通过以下公式进行计算：6.7)按照步骤6.6)遍历接收点网格gdr[i,j]和gor[i,j]中所有网格元素；6.8)按照步骤6.1)-6.7)历炮点网格gds[i,j]和gos[i,j]中所有网格元素；6.9)结束。优选地，步骤7)包括：7.1)遍历面元网格gcmp，统计网格元素计数器的最大值gcmax；7.2)将[0,gcmax]范围等分n段，遍历面元网格gcmp计数器值，统计属于每个等分的网格元素个数gnum[i](i＝0,1,2,…n)；7.3)以面元网格gcmp的计数器值为颜色标尺，以面元网格节点为坐标绘制灰度平面图，平面图的灰度深浅表示了面元匹配度高低。优选地，基于步骤7.2)统计的gnum结果绘制条形图，其中条形图中每个条格代表该分段所占的面元个数。优选地，基于步骤7.2)统计的gnum结果绘制扇形图，其中每个扇区代表该分段面元数占总面元数的百分比。本发明提出了一种对规则化观测系统与原始数据观测系统匹配度进行评价的方法。该方法通过匹配度数据对规则化观测系统的炮检点分布和原始观测系统是否接近进行定量的评价，并通过直观的数据图形给出评价结果，可以依据该结果对设计的观测系统进行调整，或者在多个备选方案中，优选出最佳的方案。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例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例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示例性实施例进行更详细的描述，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，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1为根据本发明的示例性实施方案的叠前地震数据规则化观测系统的评价方法的流程图；图2为炮检点映射与炮检点匹配搜索示意图；图3a为示例性面元匹配度平面灰度分布图，图3b为示例性面元匹配度条形统计图，图3c为示例性面元匹配度扇形统计图；图4a为示例性面元匹配度平面灰度分布图，图4b为示例性面元匹配度条形统计图，图4c为示例性面元匹配度扇形统计图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，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例所限制。相反，提供这些实施例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。以下参考图1详细描述根据本发明的示例性实施方案的叠前地震数据规则化观测系统的评价方法。该方法主要包括：步骤1：输入原始观测系统和规则化观测系统标准sps文件，以及两套观测系统各自的方位角，面元大小，其中，sps文件包括炮点文件、接收点文件和炮检点关系文件。步骤2：分别建立原始观测系统和规则化观测系统的炮点列表、接收点列表、炮检点关系列表，即分别解析原始的观测系统和规则化观测系统sps文件，包括：建立原始观测系统炮点列表so(ls,ps,xs,ys)，每一行存储原始观测系统的炮点文件中每一炮的线号ls，点号ps，坐标xs和ys；建立原始观测系统接收点列表ro(lr,pr,xr,yr),每一行存储原始观测系统的接收点文件中每一个接收点的线号lr，点号pr，坐标xr和yr；建立原始观测系统炮检点关系列表xo(ls,ps,lr,pr1,prn),每一行存储原始观测系统的炮检点关系文件中每一个炮点的线号ls和点号ps，和该炮点对应的一条接收线的线号lr,及该接收线的第一个接收点点号pr1和最后一个接收点点号prn；对规则化观测系统重复以上过程，建立其炮点列表sd(ls,ps,xs,ys)，接收点列表rd(lr,pr,xr,yr)和炮检点关系列表xd(ls,ps,lr,pr1,prn)。步骤3：分别建立原始观测系统和规则化观测系统的炮检点关系索引，包括：3.1)对原始观测系统的列表so(ls,ps,xs,ys)和ro(lr,pr,xr,yr)分别按照一级关键字l，二级关键字p进行升序排序；对列表xo(ls,ps,lr,pr1,prn)按照一级关键字ls，二级关键字ps，三级关键字lr升序排序；3.2)对规则化观测系统的列表sd(ls,ps,xs,ys)和rd(lr,pr,xr,yr)分别按照一级关键字l，二级关键字p进行升序排序；对列表xd(ls,ps,lr,pr1,prn)按照一级关键字ls，二级关键字ps，三级关键字lr升序排序；3.3)建立原始观测系统炮检点关系索引io(is，ir1，irn)，其中is是列表xo(ls,ps,lr,pr1,prn)中炮点(ls，ps)在列表so(ls,ps,xs,ys)中和它对应的炮点(ls，ps)的行号，ir1和irn分别是列表xo(ls,ps,lr,pr1,prn)中炮点为(ls，ps)的所有接收点中第一个接收点(lr1，pr1)和最后一个接收点(lrn，prn)在列表ro(lr,pr,xr,yr)中对应的接收点(lr，pr)的行号。至此，对于io中的任意一行，通过引io就能在so中找到它的炮点坐标(xs，ys)，在ro中通过io起始ir1和irn就能找到该炮点所有接收点的坐标(xr，yr)。3.4)重复过程3.3)对规则化观测系统建立炮检点关系索引id(is，ir1，irn)，其中is是列表xd(ls,ps,lr,pr1,prn)中炮点(ls，ps)在列表sd(ls,ps,xs,ys)中和它对应的炮点(ls，ps)的行号，ir1和irn分别是列表xd(ls,ps,lr,pr1,prn)中炮点为(ls，ps)的所有接收点中第一个接收点(lr1，pr1)和最后一个接收点(lrn，prn)在列表rd(lr,pr,xr,yr)中对应的接收点(lr，pr)的行号。步骤4：分别建立原始观测系统和规则化观测系统炮点网格，并建立规则化观测系统面元网格。可以通过以下方式建立原始观测系统和规则化观测系统炮点网格：4.1)通过以下公式将原始观测系统的so(ls,ps,xs,ys)、ro(lr,pr,xr,yr)和规则化观测系统的sd(ls,ps,xs,ys)、rd(lr,pr,xr,yr)中的坐标从自然坐标系旋转到数学坐标系：其中，x’和y’是自然坐标系中东坐标和北坐标，x和y是数学坐标系坐标，θ是观测系统方位角；4.2)统计旋转后规则化观测系统的sd(ls,ps,xs,ys)、rd(lr,pr,xr,yr)中坐标极值(sxmin,sxmax,symin,symax)、(rxmin,rxmax,rymin,rymax)，其中sxmin,、sxmax,、symin,、symax分别是炮点坐标的x最小值，x最大值，y最小值，y最大值；rxmin,、rxmax,、rymin,、rymax分别是接收点坐标的x最小值，x最大值，y最小值，y最大值；4.3)通过公式(2)计算炮点网格起点，通过公式(3)计算网格个数：其中，bssx和bssy是炮点网格起点x坐标和y坐标，binx和biny是炮点网格x和y方向的尺寸，bsnx和bsny是炮点网格x方向和y方向个数；4.4)分别建立以bssx和bssy为起点，尺寸为binx×biny，网格维数为bsnx×bsny的原始观测系统炮点网格gos和规则化观测系统炮点网格gds。可以通过以下方式建立规则化观测系统面元网格：4.1’)通过公式(2)计算面元网格起点，通过公式(3)计算面元网格个数。其中，bcsx和bcsy是面元网格起点x坐标和y坐标，binx和biny是面元网格x和y方向的尺寸，bcnx和bcny是面元网格x方向和y方向个数；4.2’)建立以bcsx和bcsy为起点，尺寸为binx×biny，网格维数为bcnx×bcny的规则化观测系统面元网格gcmp，并给每个网格元素设置一个计数器用于记录两个观测系统面元的匹配度。步骤5：分别将原始观测系统和规则化观测系统的炮点映射到各自的炮点网格中，包括：遍历原始观测系统关系关系索引io(is，ir1，irn)，检索到每一炮的炮点坐标，并按照公式(6)将每一炮映射到原始观测系统炮点网格gos对应的网格元素gos[idx,idy]中，并在该网格中记录该炮点对应io(is，ir1，irn)的行号：其中，xs和ys是通过io(is，ir1，irn)在so(ls,ps,xs,ys)中索引到的炮点坐标；重复以上过程，遍历规则化观测系统关系索引id，将其每一炮也映射到网格gds中。步骤6：进行原始观测系统和规则化观测系统的炮检点匹配搜索，包括：6.1)检查规则化观测系统炮点网格其中一元素gds[i,j](其中i＝0,1,2,...,bsnx，j＝0,1,2,...,bsny)和原始观测系统炮点网格中的元素gos[i,j]，如果两个网格元素中都映射了炮点，则将gds[i,j]中映射的炮点索引为idn，gos[i,j]中映射的炮点索引为ion，并进入步骤6.2)，否则跳转至步骤6.9)；6.2)统计idn对应炮点的所有接收点的坐标极值(rx‘min,rx’max,ry’min,ry‘max)；6.3)通过公式(7)计算当前炮点的接收点网格起点，通过公式(8)计算接收点网格个数。其中，br’sx和br‘sy是接收点网格起点x坐标和y坐标，br’nx和br‘ny分别是接收点网格x方向和y方向个数；6.4)分别建立以br’sx和br‘sy为起点，尺寸为binx×biny，网格维数为br’nx和br‘ny的原始观测系统接收点网格gor和规则化观测系统接收点网格gdr；6.5)遍历ion对应炮点的所有接收点，并按照公式(9)映射到规则化观测系统接收点网格gdr中，并将idn对应炮点的所有接收点也按照公式(9)映射到原始观测系统接收点网格gor中：其中，xr和yr是通过ion在s或idn在sd中索引到的炮点坐标；6.6)检查规则化观测系统接收点网格元素gdr[i,j](其中i＝0,1,2,...,br'nx，j＝0,1,2,...,br‘ny)和原始观测系统接收点网格元素gor[i,j]，如果两个网格元素中都映射了接收点，则利用规则化观测系统的gdr[i,j]中映射的接收点的坐标(rx,ry)和gdo[i,j]中映射的炮点坐标(sx,sy)计算它们的cmp点坐标在面元网格中的映射位置gcmp[idx,idy]，并将gcmp[idx,idy]中计数器+1，其中，idx,idy通过以下公式进行计算：6.7)按照步骤6.6)遍历接收点网格gdr[i,j]和gor[i,j]中所有网格元素；6.8)按照步骤6.1)-6.7)历炮点网格gds[i,j]和gos[i,j]中所有网格元素；6.9)结束。步骤7：计算规则化观测系统与原始观测系统的炮检点匹配度数据并输出，包括：7.1)遍历面元网格gcmp，统计网格元素计数器的最大值gcmax。7.2)将[0,gcmax]范围等分n段，遍历面元网格gcmp计数器值，统计属于每个等分的网格元素个数gnum[i](i＝0,1,2,…n)。7.3)以面元网格gcmp的计数器值为颜色标尺，以面元网格节点为坐标绘制彩色平面图，平面图的颜色深浅表示了面元匹配度高低(如图3a和图4a所示)。以步骤7.2)统计的gnum结果绘制条形图(如图3b和图4b所示)和扇形图(如图3c和图4c所示)，其中条形图中每个条格代表该分段所占的面元个数，扇形图表示每个扇区代表该分段面元数占总面元数的百分比。应用示例以下是一实际工区融合处理的规则化观测系统评价的示例。实际观测系统是由在同一区块，不同时期采集的两次实际资料的观测系统融合而成，融合后的实际观测系统面元为12.5×25米，覆盖次数从200-300左右不均匀的分布，最大偏移距10000米左右。根据规则化观测设计原则，这里设计了两个备选观测系统方案，其盖次数都选择在200-300之间，面元依然为12.5×25米，其他观测系统参数如下表。为了评价这两个规则化观测系统的优劣，利用本发明的方法，分别计算了两个观测系统的匹配度，如下表所示。表1方案1方案2道距(米)2525接收线距(米)200200炮点距(米)5050炮线距(米)400450接收线数4040单排列道数416432覆盖次数260240图3a-3c和图4a-4c分别是方案1和方案2的匹配度输出图。对比两个方案，方案1的灰度更深，说明匹配度更高，同样，从条形图和扇形图上，也能看出方案1的高匹配度的面元数占的比例也明显的高于方案2，因此，依据本例中的匹配度指数，方案1的观测系统优于方案2。综上，通过实施例证明，本发明的方法是可行的，在实际应用中是能解决叠前偏移距规则化观测系统的评价和优选问题。本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。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。当前第1页12