用于多维地球物理数据可视显示的系统和方法与流程

本发明涉及一种用于对来自地球物理数据的属性进行色彩映射的方法及其对应的系统。本发明进一步涉及一种包含用于执行此方法的代码的非暂时性计算机可读媒体。

背景技术：

通过使用可视显示器，用户可以与多维地球物理数据实现交互。例如，可以使用3d地球物理数据用专用计算机软件和/或硬件生成特定或选择的地球物理构造的三维(3d)图片质量显示。

某些技术容许使用来自色彩查找表的色彩或使用提供摄影质量的色彩空间(诸如rgb、cmy、hsl)或所属领域的技术人员已知的任何其它色彩空间对两个或三个3d地球物理数据集进行协同可视显示。在一个方面中，市售rgb混合技术将三个地球物理属性映射到彩色立方体的三条轴线。例如，将单一属性映射到仅一个色彩通道。举例来说，单一属性可以映射成红色，而另一属性映射成绿色，并且第三属性映射成蓝色。

有许多用于给地球物理数据建模的技术。例如，地层正向建模(sfm)工具是旨在模拟控制地层结构的地壳构造和沉降过程的基于处理的数值软件。这些工具可以根据影响其模拟的沉降产生、迁移和沉积的过程以及这些过程的简化程度来分类。sfm工具已经广泛地用于理解和说明对于多种沉降环境的地层的控制。当前，存在在油气勘探背景下使用的多种sfm工具，用于构建盆地模型或帮助预测储层的存在和特性。

现有的方法分开查看来自诸如sfm工具之类工具的3d地球物理数据图像的层或属性。例如，现有的方法将层或属性的图像显示成一系列并排的图像，显示成随着时间变化的图像序列(例如在视频序列图像剪辑中)，或者通过使用横截面同时使几层形象化但是仅仅用于单个栅格单元行。查看这些结果的用户于是将需要先融合多个图像的结果，然后才能提供3d地球物理数据的分析。用户必须在视觉上查看并且扫描寻找分别显示的图像的层之间和/或相关属性之间的微妙变化。这种融合是一项困难并且耗时的任务。

存在用于显示高光谱成像的现有方法，其中使用多维色彩空间将许多单个光谱带的图像组合起来以供显示。现有技术组合使用空中或卫星成像对于每个频谱带直接记录的二维(2d)数据以作为表面特性的测量值。标准做法是从所记录的大量频谱带中选择三个频谱带，但是已经提出了组合所有记录的图像的方法。

本发明旨在提供一种用于分析多维地球物理数据的经过改进的方法，该方法依赖于使用多维色彩空间显示共用至少两个共同坐标参考的地球物理属性的结果。例如，通过组合共用共同x和y栅格的地球物理属性，能让用户查看一系列z值上的地球物理属性。

技术实现要素：

在一个方面中，本发明提供一种用于对来自地球物理数据的属性进行色彩映射的方法，其包括以下步骤：

-限定多维色彩空间；

-限定两个或更多个多维地球物理属性；

-限定三个或更多个混合滤色器，其中所限定的混合滤色器的数量与所述多维色彩空间中的轴线的数量相等，并且其中所述三个或更多个混合滤色器是至少部分地基于与所述两个或更多个多维地球物理属性相关的两个或更多个比例限定的；

-限定两个或更多个混合滤色器权重，其中混合滤色器权重的数量对应于多维地球物理属性的数量，并且其中所述两个或更多个混合滤色器权重中的每个混合滤色器权重唯一地对应于这多个多维地球物理属性中的一个单个的相关多维地球物理属性；

-创建混合地球物理数据属性，其中所创建的混合地球物理数据属性的数量与所述多维色彩空间中的轴线的数量相等，并且其中所述混合地球物理数据属性是通过使用所述相关两个或更多个混合滤色器权重组合所述两个或更多个多维地球物理属性创建的；以及

-使用所述多维色彩空间显示所述混合地球物理数据属性，其中所述混合地球物理数据属性中的每个地球物理数据属性唯一地对应于所述多维色彩空间中的所述轴线之一。

在另一方面，本发明提供一种系统，其包括：

-一个或多个处理器，用于处理信息；

-存储器，其通信地耦合到所述一个或多个处理器；以及

-一个或多个模块，其包括存储于所述存储器中的指令，所述指令在由所述处理器执行时，可操作以执行包括下面各项的操作：

-限定多维色彩空间；

-限定两个或更多个多维地球物理属性；

-限定三个或更多个混合滤色器，其中所限定的混合滤色器的数量与所述多维色彩空间中的轴线的数量相等，并且其中所述三个或更多个混合滤色器是至少部分地基于与所述两个或更多个多维地球物理属性相关的两个或更多个比例限定的；

-限定两个或更多个混合滤色器权重，其中混合滤色器权重的数量对应于多维地球物理属性的数量，并且其中所述两个或更多个混合滤色器权重中的每个混合滤色器权重唯一地对应于这多个多维地球物理属性中的一个单个的相关多维地球物理属性；

-创建混合地球物理数据属性，其中所创建的混合地球物理数据属性的数量与所述多维色彩空间中的轴线的数量相等，并且其中所述混合地球物理数据属性是通过使用所述相关两个或更多个混合滤色器权重组合所述两个或更多个多维地球物理属性创建的；以及

-使用所述多维色彩空间显示所述混合地球物理数据属性，其中所述混合地球物理数据属性中的每个地球物理数据属性唯一地对应于所述多维色彩空间中的所述轴线之一。

在再一方面中，本发明提供非暂时性计算机可读媒体，其包含用于执行方法的代码，所述方法包括：

-限定多维色彩空间；

-限定两个或更多个多维地球物理属性；

-限定三个或更多个混合滤色器，其中所限定的混合滤色器的数量与所述多维色彩空间中的轴线的数量相等，并且其中所述三个或更多个混合滤色器是至少部分地基于与所述两个或更多个多维地球物理属性相关的两个或更多个比例限定的；

-限定两个或更多个混合滤色器权重，其中混合滤色器权重的数量对应于多维地球物理属性的数量，并且其中所述两个或更多个混合滤色器权重中的每个混合滤色器权重唯一地对应于这多个多维地球物理属性中的一个单个的相关多维地球物理属性；

-创建混合地球物理数据属性，其中所创建的混合地球物理数据属性的数量与所述多维色彩空间中的轴线的数量相等，并且其中所述混合地球物理数据属性是通过使用所述相关两个或更多个混合滤色器权重组合所述两个或更多个多维地球物理属性创建的；以及

-使用所述多维色彩空间显示所述混合地球物理数据属性，其中所述混合地球物理数据属性中的每个地球物理数据属性唯一地对应于所述多维色彩空间中的所述轴线之一。

附图说明

通过参看结合附图进行的以下描述，可以对本发明的实施例及其优点得到更完整的理解，其中类似的参考标号指示类似的特征，并且其中：

图1示出了根据一个或多个本发明的实施例的实例信息处理系统。

图2是根据一个或多个本发明的实施例的对来自3d地球物理数据的地球物理属性进行色彩映射的流程图；

图3是混合比例的交汇图。

虽然本发明能有各种修改和替代形式，但是图式中示出了并且本文中详细地描述了本发明的具体实例实施例。然而，应理解，本文中对具体实例实施例的描述并不希望将本发明限制于本文中所公开的特定形式，相反，本发明应当涵盖所附权利要求书限定的所有修改和等效物。

具体实施方式

本发明大体上涉及通过使用计算系统和/或信息处理系统的多维地球物理数据可视显示，并且，更具体来说涉及一种用于作为单个二维图像同时查看与3d地球物理数据相关的许多层或属性的方法。用户经由图形用户界面(gui)与计算系统和/或信息处理系统交互。最后由用户解释多维地球物理数据-gui决定了用户能多快和有效地分析和解释多维地球物理数据。

用户通过可视显示器与诸如3d的多维地球物理数据交互。这些显示器必须考虑到用户的解释，诸如眼睛如何处理光和物理显示装置如何显示光。例如，一些显示器能够产生24位色彩，该色彩能提供约1680万的色彩变化。据信典型用户可以区分约1000万种色彩。某些色彩建模技术容许显示具有摄影质量的多维地球物理数据。可以使用色彩建模技术以承认用户的可视感知能力的方式，组合来自诸如例如3d地震数据的多维地球物理数据的若干地球物理属性。例如，这样的显示在解释地震数据时特别有用。

根据本发明，本文中公开了一种用于显示地球物理数据、尤其是诸如三维(3d)地球物理数据的多维地球物理数据的新颖技术的方法。所述新颖技术包括使用新颖技术以在诸如3d色彩空间之类多维色彩空间中显示结果。对于许多多维地球物理测量值，测量值的带限制性质会得到具有平均零值的数据，其中既有正值也有负值。对于这些类型的多维地球物理数据限定某些属性，以有意义地混合数据以供用多维色彩空间显示，这是因为多维色彩空间对于组合色彩或是加性的或是减性的，但是不能同时又是加性的又是减性的。这个混合通常需要利用地球物理属性，其将多维地球物理测量值缩减成正数或负数，而不是同时缩减成正数和负数。诸如层厚度和净值-总值比率之类的一些地球物理数据只包括正数，并且不需要进一步修改。但是这些通常是从原始数据推导出的估计值或属性，而非测量值，这些值本身就象对于高光谱数据一样。组合来自诸如3d之类的多维地球物理模型的若干地球物理属性使得诸如3d之类多维地球物理数据更容易理解，因为人的可视感知得到了承认。总体上这意味着在3d地球物理数据的显示中，(多维)地球物理数据的暗图案和亮图案用来自额外地球物理属性或从地球物理属性推导的色彩得到增强。3d地球物理数据的显示看起来不太像振幅图而更像空中照片，这让用户能参与更好地分析和/或更有意义地解释在视觉上呈现的3d地球物理数据的地质特征。

本文中所公开的方法在技术方面是有利的，因为提供了一种方法用于作为单个二维(2d)图像同时查看诸如地层正向模型(sfm)之类的多维模型内的许多层或属性。通过使用例如rgb色彩模型显示来自sfm工具的结果可以实现该方法。用户于是能够将所显示的多维立方体的邻近部分中的多维地球物理数据图像的层或属性协同可视显示成单个图像。作为一个实例，rgb可视显示提供一些图像，这些图像可以辅助协调被遮挡储层的表现，其中既有断层也有页岩填充通道。通过技术上高级的视觉图像的显示可以增加复原系数的置信度水平，在技术上高级的视觉图像中，例如不同共混储层的含水层强度很可能是不同的。在另一个例子中，在有甚至更深的储层的深水中，关键是要规划评估和开发以认识并理解是否存在屏障或阻挡层。色彩建模渲染提供了先前未观察到的地质细节。

现在参看图式，图中示意性地示出了具体实例实施例的细节。图式中类似元件将用类似数字表示，并且类似元件将用类似数字加上不同的小写字母后缀表示。

对于本发明的一个或多个实施例，可以利用信息处理系统显示地球物理数据。此类实施例可以在基本上任何类型的信息处理系统实施，不管使用的是什么平台。例如如图1中所示，信息处理系统100包含一个或多个处理器102，相关存储器104(例如，随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、高速缓冲存储器、快闪存储器等)，存储装置106(例如，硬盘、固态存储器、诸如压缩光盘驱动器或数字视频光盘(dvd)驱动器之类光学驱动器、快闪存储棒等)，以及当今的计算机(未图示)常用的大量其它元件和功能模块。处理器102可用以执行来自一个或多个模块的程序指令，其中程序指令存储于诸如存储器104或存储装置106之类的存储器装置或任何其它所属领域的技术人员已知的存储器中。信息处理系统100还可包含i/o接口108，用于发送和/或接收输入，例如来自键盘、鼠标或麦克风的输入。i/o接口108还可根据本发明的任何一个或多个实施例的需要接收诸如3d之类的多维地球物理数据。例如，在某些实施例中，多维地球物理数据可以是地震数据。此外，信息处理系统100可以包含输出装置，诸如显示器114(例如，液晶显示器(lcd)、等离子显示器或阴极射线管(crt)监视器)。显示器114包括显示多维地球物理数据的色彩渲染的必需元件。

信息处理系统100可以经由网络接口连接110连接到网络116(例如，局域网(lan)、诸如因特网之类的广域网(wan)或任何其它类似类型的网络)以接收多维地球物理数据，诸如3d地球物理数据，例如三维(3d)地震数据，或本发明的任何一个或多个实施例需要的所属领域的技术人员已知的任何其它地球物理数据。所属领域的技术人员将理解，存在许多不同类型的信息处理系统，并且前述输入和输出构件可以采用其它形式。大体而言，信息处理系统至少包含实践本发明的实施例所必需的最少的处理、输入和/或输出装置，无论是硬件、软件还是其任何组合。

此外，所属领域的技术人员将理解，前述信息处理系统100的一个或多个元件可以位于远程位置并且经由网络连接到一个或多个其它元件。此外，本发明的实施例可以在具有多个节点的分布式系统上实施，其中本发明的每个部分可以位于分布式系统内的不同节点上。例如，显示器114可以位于信息处理系统100的其它组件的远端。信息处理系统100可包括一个或多个客户端装置、服务器或其任何组合。

参看图2，总体上在200处描绘了对从三维地球物理数据导出的属性进行色彩映射的流程图。在步骤202处限定多维色彩空间。多维色彩空间具有多根轴线，合适的情况是多个维度中每个维度一根轴线。例如，色彩空间可以是rgb(包括(但不限于)adobergb、srgb、rec.709和dcip3)、ciexyz、cielab、cmyk、hsl或hsv色彩空间或所属领域的技术人员已知的任何其它色彩空间中的任一种。

在步骤204处，限定了两个或更多个多维地球物理数据属性。这些属性可以用所属领域的技术人员已知的任何方式限定。例如，可以从当前或先前存储的测量值获取这些属性。在一个实施例中，测量值可以是声学测量值。作为另一实例，这些属性可以由当前或先前存储的数据计算或者可以是预定义的值。在一个实施例中，至少部分地基于一个或多个深度参数值定义这些属性。这些属性可以由下面各项定义或者至少部分基于下面各项定义：来自三个或更多个频谱子带的频谱系数，三个或更多个邻近层位切片(其中这些切片是来自映射层位的上方及下方)，或者多分量地球物理数据(例如(但不限于)压缩和剪应分量或者近远角度垂直叠加(substacks))的二维交汇图中的沿着具有变化斜率的线的三个或更多个投影。

在步骤206处，限定混合滤色器。该混合滤色器可以用所属领域的技术人员已知的任何方式限定。在一个或多个实施例中，任何一个或多个所述混合滤光器可以是不对称混合滤光器。在三维色彩空间的一个实施例中，至少两个混合滤色器是彼此的镜像。在此实施例中，两个镜像混合滤色器可以是不对称混合滤色器，而第三混合滤色器是对称的。本发明预期所限定的混合滤色器可以是对称的、不对称的或不对称混合滤色器与对称混合滤色器的任何组合。所创建的混合滤色器的数量与多维色彩空间中的尺寸或轴线的数量相等。混合滤色器的滤色器长度与所创建的地球物理数据属性的数量相等。在一个或多个实施例中，可以创建前部负载、中间负载和后部负载滤光器中的任何一个或多个滤光器。至少部分地通过与多维地球物理属性相关的两个或更多个比例限定混合滤色器。

在步骤208处，限定两个或更多个混合滤色器权重。该权重可以用所属领域的技术人员已知的任何方式限定。在一个实施例中，权重是从一个或多个混合滤色器导出的。可以对于每个权重使用不同混合滤色器来限定权重。在另一实施例中，至少部分地基于预定义值或准则来限定权重。权重的数量与所限定的多维地球物理属性的数量相等。每个权重与单个独特的多维地球物理属性一一对应。也就是说，每个权重排他性地对应于一个独特的相关多维地球物理属性，每个多维地球物理属性排他性地对应于一个权重。例如，第一多维地球物理属性具有对应的第一权重，第二多维地球物理属性具有对应的第二权重，对于每个多维地球物理属性以此类推。

在步骤210处，通过使用与每个地球物理属性相关的权重来组合多维地球物理属性，借此创建混合地球物理数据属性。混合地球物理数据属性可以例如通过将多维地球物理属性与相关的两个或更多个混合滤色器权重相乘而创建。可以使用地球物理属性的所有或任何组合独特地创建这些混合地球物理数据属性中的每一个属性，其中对于每个混合的地球物理数据属性以不同的方式混合这些地球物理属性。可以对于每个这些混合的地球物理数据属性使用不同混合滤色器，借此导出混合地球物理数据属性。所创建的混合地球物理数据属性的数量与多维色彩空间中的轴线的数量相等。

在步骤212处，使用限定的多维色彩空间显示混合地球物理数据属性。每个混合地球物理数据属性(例如三个或更多个混合地球物理数据属性中的每个混合地球物理数据属性)唯一地对应于多维色彩空间中的一根轴线。此外，多维色彩空间中的每根轴线唯一地排他性地对应于一个混合地球物理数据属性。在一个实施例中，限定rgb色彩空间，使得三个混合地球物理数据属性中的每个混合地球物理数据属性唯一地对应于限定的色彩空间的三根轴线。

参看图3，总体上在300处描绘一幅交汇图，该图描绘混合比例。总体上在300处描绘的实施例是限定的rgb色彩空间。用于红色轴线的混合滤色器通过虚线330表示，用于蓝色轴线的混合滤色器通过点线310表示，用于绿色轴线的混合滤色器通过实线320表示。x轴是属性编号，y轴是色彩混合权重。所述实例示出了五个多维地球物理属性。对应于每个多维地球物理属性的混合权重通过用于蓝色轴线310的三角形、用于绿色轴线320的正方形和用于红色轴线330的圆形表示。通过使用五个相关混合滤色器权重组合五个多维地球物理属性，借此创建混合地球物理数据属性。在这个实例中，用于rgb色彩空间的红色轴线的混合多维地球物理属性将是以下数值的总和：地球物理属性编号1乘以地球物理属性1上方的最左边的圆形表示的红色轴线的混合滤色器的权重，加上地球物理属性编号2乘以地球物理属性2上方的第二个圆形表示的红色轴线的混合滤色器的权重，加上地球物理属性编号3乘以地球物理属性3上方的第三个圆形表示的红色轴线的混合滤色器的权重，加上地球物理属性编号4乘以地球物理属性4上方的第四个圆形表示的红色轴线的混合滤色器的权重，加上地球物理属性编号5乘以地球物理属性5上方的第五个圆形表示的红色轴线的混合滤色器的权重。rgb色彩空间的绿色和蓝色轴线的混合多维地球物理属性将以类似方式分别使用来自rgb色彩空间的绿色轴线和蓝色轴线的混合滤色器的权重来创建。在总体上在300处描绘的实施例中，混合滤色器330和混合滤色器310是不对称混合滤色器，而混合滤色器320是对称混合滤色器。其它实施例可以使用对称混合滤色器与不对称混合滤色器的任何组合。

本文中所公开的概念不应当理解为限于所描述的示例性实施例，而是应理解为涵盖所属领域的技术人员将了解的对本文中的实例实施例的所有变化、替代、改变、更改和修改。此外，虽然本发明描述和示出本文中的相应实施例包含特定组件、元件、功能、操作或步骤，但是任何这些实施例可以包含本文中任何位置描述或示出的所属领域的技术人员将了解的任何组件、元件、功能、操作或步骤的任何组合或排列。