专利名称：一种地质构造三维成像数据的获取方法及装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种地质构造三维成像数据的获取方法及装置。
背景技术：
目前，一种获取地质构造的方法，即是在地下某一深度处放置爆炸物，爆炸物爆破 时能够使地层产生一定的振荡，因此就会产生一定强度的地震波，地震波在不同介质层中 传播时又会产生反射波。地震波传播的时间及反射波的振幅及相位的变化能够反映地下岩 石及流体的信息，因为地震波的传播速度大小是由岩石的骨架、空隙、流体以及温度、压力 等相关环境因素共同综合制约的，通过对地震波的这些特征进行分析可以对地质构造的进 行预测。因此，地质工作人员通过获取有关地震波的数据反演出地质构造，通过对所获取的 地震数据进行一系列的处理，可以得到地质构造的精确成像。现有技术中获取复杂地质构造的三维成像数据，通常使用基于单程波波动方程的 深度偏移方法，现有技术中常用的两类单程波偏移方法分别是傅立叶有限差分法和傅立叶 法，然而这两种方法都存在各自的缺点傅立叶有限差分法，能够处理速度的强横向变化， 但数值频散严重，存在明显的三维分裂误差，不利于陡倾角的高分辨率成像，分裂误差可以 通过补偿技术来消除，但是数值频散没有很好的解决办法；现有技术中的高阶傅立叶法， 在展开时采用了低精度近似，这种低精度的展开通常收敛速度慢，即使保留很高的阶数，对 于提高算子精度还是收效甚微，因此，高阶傅立叶法虽不受数值频散和分裂误差的影响，但 是，无法大幅度提高算子精度，故不能对复杂地质构造进行精确成像。综上所述，现有技术中的地质构造的三维成像数据的获取方法存在以下缺点展 开时收敛慢，精度低，无法大幅度提高算子的精度，故不能对复杂地质构造进行精确成像。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种地质构造三维成像数据的获取方法 及装置，以解决展开时收敛慢，精度低，无法大幅度提高算子的精度，故不能对复杂地质构 造进行精确成像的问题，技术方案如下本发明实施例提供了一种地质构造三维成像数据的获取方法，包括获取针对某一地质构造得到的地震数据以及对应的速度模型数据体；将所述地震数据转换成频率域的地震数据；利用能够高精度成像的契比雪夫傅立叶法，将所述速度模型数据体和频率域的地 震数据生成所述地质构造对应的三维成像初始数据；根据所述的三维成像初始数据，获取所述某一地质构造的三维成像数据体。本发明实施例还提供了一种地质构造三维成像数据的获取装置，包括第一获取单元，用于获取针对某一地质构造得到的地震数据以及对应的速度模型 数据体；
转换单元，用于将所述地震数据转换成频率域的地震数据；生成单元，用于利用能够高精度成像的契比雪夫傅立叶法，将所述速度模型数据体和频率域的地震数据生成所述地质构造对应的三维成像初始数据；第二获取单元，用于根据所述的三维成像初始数据，获取所述某一地质构造的三 维成像数据体。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，利用本发明例提供的契比雪夫傅立叶 法，将速度模型数据体和频率域地震数据生成所述地质构造对应的三维成像数据。本发明 的契比雪夫傅立叶法，增加了利用契比雪夫多项式对泰勒展开中的偏导系数进行重排和截 断，由于契比雪夫多项式在各种相同阶数的展开级数中能够使展开级数同原函数的最大偏 差最小化，因此极大地提高了展开精度。而且，在最大偏差的意义下，契比雪夫多项式比泰 勒展开和幂级数展开具有更快的收敛速度。综上所述，本发明提供的契比雪夫傅立叶法 大幅度提高了展开精度，提高了高阶傅立叶法的广角精度，因此，能够适用于强横向变速介 质；又由于实现过程仅依靠傅里叶变换而不涉及有限差分计算，因而不存在三维分裂误差 和数值频散等的影响，所以能够得到陡倾角的高分辨率成像。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明的一种地质构造三维成像数据的获取方法实施例1的流程图；图2为应用三种偏移方法得到的某地质构造的陡倾角成像效果；图3为常用偏移方法的最大传播角度随速度对比度变化的曲线图；图4为本发明的一种地质构造三维成像数据的获取方法实施例2的流程图；图5为三维偏移脉冲响应的垂直切片；图6为三维波场在偏离垂直方向上60°位置处的水平切片；图7为利用傅立叶有限差分法和本发明实施例提供的契比雪夫傅立叶法得到的 垂直切片；图8为利用傅立叶有限差分法和本发明实施例提供的契比雪夫傅立叶法得到的 水平切片；图9为盐丘模型的垂直切片和水平切片；图10为一种地质构造三维成像数据的获取装置实施例1的结构示意图；图11为一种地质构造三维成像数据的获取装置实施例2的结构示意图。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。首先对本申请实施例的一种地质构造的三维成像数据获取方法进行说明。参见图1，示出了本发明的一种地质构造三维成像数据的获取方法实施例1的流 程图，可以包括以下步骤步骤101 获取针对某一地质构造得到的地震数据以及对应的速度模型数据体。该步骤的实现过程具体可以是由计算机主机通过读取硬盘中的速度模型文件得 到速度模型数据体，通过读取硬盘中的地震记录文件得到所述地质构造的地震数据。步骤102 将所述地震数据转换成频率域的地震数据。该步骤具体可以是计算机主机利用基于CPU的快速傅立叶变换方法将之前获取 得到的时域地震数据变换成频率域的地震数据。步骤103 利用能够同时处理广角传播和强横向速度变化的契比雪夫傅立叶法， 将所述速度模型数据体和频率域的地震数据生成所述地质构造对应的三维成像初始数据。该步骤可以是首先，从由上述步骤102得到的频率域地震数据中提取频率ω对 应的频率切片数据，再根据步骤101中获取的速度模型数据体，利用分裂步傅立叶法或相 位屏法对所述的频率切片数据进行从速度模型顶部到速度模型底部的初始波场延拓，得到 初始波场延拓结果；然后利用契比雪夫多项式对所述的初始波场延拓结果进行后续波场延 拓，用以校正采用分裂步傅立叶法进行初始波场延拓时，陡倾角波场存在的误差，从而得到 频率切片数据在地质构造各个深度位置的高精度三维成像初始数据。参见图2，示出了应用三种方法得到的某地质构造的陡倾角成像效果。如图2所 示，子图a示出了所述地质构造的速度模型；子图b示出了应用二阶广义屏法(GSP2)得到 的所述地质构造的陡倾角成像效果；子图c示出了应用傅立叶有限差分法(FFD)得到的所 述地质构造的陡倾角成像效果；子图d示出了应用本发明实施例提供的契比雪夫傅立叶法 (OCF)得到的所述地质构造的陡倾角成像效果。由该图可以看出，二阶广义屏法(GSP2)得 到的陡倾角成像效果，虽然背景比较干净，但陡倾角成像的质量明显不如另外两种方法。而 本发明实施例提供的契比雪夫傅立叶法(OCF)得到的陡倾角成像结果比傅立叶有限差分 法(FFD)的结果更加清晰，而且具有更加干净的背景和盐丘内幕。因此，本发明实施例提供 的契比雪夫傅立叶法(OCF)在成像效果上优于傅立叶有限差分法和二阶广义屏法。改变提取的频率域地震数据的频率值，重复上述步骤的操作可以得到频率域地震 数据的整个频率域内的三维成像初始数据。 参见图3，示出了常用偏移方法的最大传播角度随速度对比度变化的曲线图。由 图可知分裂步傅立叶法(SSF，Split-Step Fourier)的精确传播角度最小(仅以每层速度 模型取最小速度值作为该层参考速度的情形为例)。广义屏法(GSP，Generalized Screen Propagator)明显提高了弱横向速度变化区域(即速度对比度小的变化区域，图中则是横 坐标轴靠右侧的变化区域)精确传播角度。其中，图中的GSPl是一阶广义屏法，GSP2是二 阶广义屏法，GSP3是三阶广义屏法，GSP4是四阶广义屏法。傅立叶有限差分法(FFD)的最 大传播角度在分裂步傅立叶法的基础上整体提高了约40°。优化的契比雪夫傅立叶有限差 分法(GOFFD)的最大传播角度在分裂步傅立叶法的基础上整体提高了约60°。本发明实施 例提供的契比雪夫傅立叶法(OCF)的最大传播角度比未优化的傅立叶有限差分法还提高 了约 10°。
步骤104 根据所述的三维成像初始数据，获取所述某一地质构造的三维成像数据体。该步骤具体可以是首先获取得到所述频率域地震数据整个频率域的频率切片数 据对应的三维成像初始数据，然后将所述所有频率切片数据对应的三维成像初始数据进行 累加求和，可以得到所述地质构造的三维成像数据体。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，利用本发明例提供的契比雪夫傅立叶 法，将速度模型数据体和频率域地震数据生成所述地质构造对应的三维成像数据。本发明 的契比雪夫傅立叶法，增加了利用契比雪夫多项式对泰勒展开中的偏导系数进行重排和截 断，因此极大地提高了展开精度。而且，在最大偏差的意义下，契比雪夫多项式比泰勒展开 和幂级数展开具有更快的收敛速度。综上所述，本发明提供的契比雪夫傅立叶法大幅度提 高了展开精度，从而提高了高阶傅立叶法的广角精度，因此，能够适用于强横向变速介质， 且能够得到陡倾角的高分辨率成像。参见图4，示出了本发明的一种地质构造三维成像数据的获取方法实施例2的流 程图，可以包括以下步骤步骤401 获取针对某一地质构造得到的地震数据以及对应的速度模型数据体。步骤402 将所述地震数据转换成频率域的地震数据。步骤403 提取频率域地震数据某一频率对应的频率切片数据。从由上述处理步骤变换得到的频率域地震数据中，提取频率ω对应的频率切片 数据。若频率域地震数据的频带范围的最大值ω_，间隔频率为△ ω，获取频率域地震数 据的整个频率域的频率切片数据的过程可以为重复步骤203的操作，每次提取的频率值 为前一次提取的频率值增加一个间隔频率△ ω，假如第一次提取的频率切片数据的频率值 为ω，则第二次提取的频率切片数据对应的频率值为ω + Δ ω，依此类推，直到频率域地震 数据的频带范围的最大值ω χ。步骤404 在速度模型顶部的第一层，利用分裂步傅立叶法或相位屏法，将所述频 率切片数据进行初始波场延拓，得到初始波场延拓结果，再利用契比雪夫多项式，对所述初 始波场延拓结果进行后续波场延拓，以得到所述频率切片数据在速度模型第一层的延拓结 果；从所述速度模型的第二层至最后一层，每一层都以其前一层的波场延拓结果作为 该层波场延拓的输入，然后利用上述初始波场延拓及后续波场延拓方法，对所述频率切片 数据进行波场延拓，以得到所述频率切片数据的延拓结果，最终得到所述速度模型顶部到 速度模型底部的所有层的延拓结果构成的所述频率切片的三维成像初始数据。上述步骤中，若速度模型的最大深度为Zmax，深度步长为Δ ζ，则具体的波场延拓过 程可以是首先利用分裂步傅立叶法或相位屏法，对所述频率切片数据进行从某一深度ζ 处至Z+△ Z深度处的初始波场延拓，得到初始波场延拓结果，然后再利用契比雪夫多项式， 对所述初始波场延拓结果进行后续波场延拓，即进行高阶修正波场延拓，具体的实施过程 就是利用契比雪夫多项式对初始波场延拓结果中的偏导系数进行重排并截断，从而最大地 保持了基于单程波波动方程的偏移算子的展开精度。改变延拓深度值ζ完成从速度模型顶部到速度模型底部的波场延拓，可以是当完成深度Z的波场延拓后，在深度值Z的基础上增加一个深度步长△ Z替代原深度值即用Z ‘=ζ+Δ Z替代ζ，并将深度ζ处的波场延拓结果作为深度ζ+Δ Z处的输入，对所述频率切片数据进行初始波场延拓及后续波场延拓。依此类推，直到完成速度模型的最大深度Zmax的 波场延拓，得到波场延拓结果。最后，利用全局优化方法对单程波偏移算子进行常系数优化，进一步消除所述基 于单程波波动方程的偏移算子的整体误差，提高偏移算子精度。而且得到能够适用于任意 速度模型的常系数，从而大大减少了基于单程波偏移方法的计算量。在对所述偏移算子进 行常系数优化时，可以将待优化的常系数合理地压缩至三个常系数，这样有利于降低所述 偏移算子的复杂度，有利于保持所述偏移算子的稳定性。采用偏移脉冲响应来证实本发明提供的契比雪夫傅立叶法的性能，定义一个三维 均勻介质，其真实波场速度ν = 4500m/s。参见图5，示出了三维偏移脉冲响应的垂直切片， 如图所示，上下两副子图均由二阶广义屏法(GSP2)和本发明实施例提供的契比雪夫傅立 叶法(OCF)的切片叠合而成。图4中的子图a中的左右两部分依次对应于参考速度Vtl = 1500m/s(即强横向速度变化，速度对比度为(V-V0)/ν = 66. 7% )和V0 = 2250m/s(即大横 向速度变化，速度对比度为(V-Vtl)ZV = 50% )；图5中的子图b中的左右两部分依次对应 于参考速度Vtl = 3000m/s (即中等横向速度变化，速度对比度为(V-Vtl)/V = 33. 3% )和vQ = 3750m/s(即弱横向速度变化，速度对比度为(V-Vq)/V = 16.7%)。由图可以看出，当速 度对比度大于50%时，二阶广义屏法的脉冲响应在较小角度就开始明显偏离了正确的空间 位置(即虚线半圆弧所在的位置)。本发明实施例提供的契比雪夫傅立叶法的脉冲响相对 于强、中、弱各种对比度均能够精确到60°。参见图6，示出了三维波场在偏离垂直方向上60°位置处的水平切片。该图共 分为四部分左上角区域对应于参考速度Vtl= 1500m/s，左下角区域对应于参考速度Vtl =2250m/s，右下角区域对应于参考速度Y0 = 3000m/s，左上角区域对应于参考速度Y0 = 3750m/s，参考速度与速度对比度之间的换算同上述过程，此处不再赘述。每一部分均由二 阶广义屏法(GSP2)和本发明实施例提供的契比雪夫傅立叶法(OCF)的水平切片叠合而成。 由图6可以看出，二阶广义屏法的脉冲响应除右上角所对应的弱横向变速(即(V-V(l)/V = 16.7%)以外，其余三处均明显偏离了正确的空间位置，即虚线圆所在的位置。相比之下， 本发明实施例提供的契比雪夫傅立叶法的脉冲响相对于给出的各种速度对比度，均能够一 直逼近正确的空间位置。傅立叶有限差分法，是一种公认的处理强横向速度变化的有效方法。此处选取该 方法作为参考，用以评价本发明实施例提供的契比雪夫傅立叶法对于复杂介质的地质构造 的成像能力。参见图7，示出了利用傅立叶有限差分法和本发明实施例提供的契比雪夫傅立 叶法得到的垂直切片。由图7中的子图a可以看出，当实验使用的空间网格为IOm时，本发 明实施例提供的契比雪夫傅立叶法(OCF)的最大精确传播角度同傅立叶有限差分法(FFD) 基本相当。但是，由图7中的子图b可以看出，当实验使用的空间网格为20m时，傅立叶有 限差分法在40° 90°倾角范围内出现了很强的数值频散。相比之下，本发明实施例提供 的契比雪夫傅立叶法，无论是IOm网格还是20m网格均没有数值频散，而且该方法精度同傅 立叶有限差分法基本相当。参见图8，示出了利用傅立叶有限差分法和本发明实施例提供的契比雪夫傅立叶 法得到的水平切片，如图8所示，对于强速度对比度(V-Vtl)/ν = 66. 7%,傅立叶有限差分法(FFD)和契比雪夫傅立叶法(OCF)都获得了很高的精度，但傅立叶有限差分法(FFD)对于粗 网格具有明显的数值频散，而且有明显的方位各向异性误差，在对角线方向更是如此。而且 数值频散没有很好的解决方法。相比之下，的契比雪夫傅立叶法(OCF)得到的脉冲响应精 度高、背景干净，且无数值频散和分裂误差的干扰。步骤406 获取频率域地震数据的所有频率切片数据的三维成像初始数据。 重复执行步骤203-205的操作就可以得到频率域地震数据整个频率域的所有频 率切片数据的三维成像初始数据。参见图9，示出了盐丘模型的垂直切片和水平切片，其中图9中的子图a示出了盐 丘模型的垂直切片，图9中的子图b示出了盐丘模型的水平切片。此处的垂直切片和水平 切片即频率域地震数据的频率切片数据所对应的三维成像初始数据。地质构造的三维精确 成像就是由频率域地震数据的整个频率域的垂直切片和水平切片组合而成的。步骤407 将所述三维成像初始数据进行累加求和，得到所述地质构造的三维成 像数据体。该步骤可以是将上述步骤得到的所有三维成像初始数据进行累加求和，从而获取 得到所述地质构造的三维成像数据体。在本发明提供的另一种实施例中，可以将上述实施例中的利用分裂步傅立叶法或 相位屏法进行初始波场延拓和利用契比雪夫多项式进行后续波场延拓，颠倒执行。即首先 利用契比雪夫多项式，将所述频率切片数据进行初始波场延拓，得到初始波场延拓结果，再 利用分裂步傅立叶法或相位屏法，对所述初始波场延拓结果进行后续波场延拓，以得到所 述频率切片数据在地质构造中各个深度的三维成像初始数据。此处需要说明的是，本发明实施例提供的契比雪夫傅立叶法中的四部分(即分裂 步傅立叶法的两部分参考速度中的相移和慢度扰动时移，以及契比雪夫多项式高阶修正 的两个部分一阶修正项和二阶修正项)是可以以任意顺序进行的，只要各部分串联执行 即可，即每一部分得到的结果作为下一部分的输入。而且，本发明实施例提供的契比雪夫傅 立叶法，还可以应用到叠前偏移。相应于上面的方法实施例，本发明还提供一种地质构造的三维成像数据获取装置。参见图10，示出了一种地质构造三维成像数据的获取装置实施例1的结构示意 图，可以包括第一获取单元1001，用于获取针对某一地质构造得到的地震数据以及对应的速度 模型数据体。所述第一获取单元1001可以通过读取硬盘中的速度模型文件得到速度模型数据 体，并通过读取硬盘中的地震记录文件得到所述地质构造的地震数据。转换单元1002，用于将所述地震数据转换成频率域的地震数据。所述转换单元1002可以利用基于CPU的快速傅立叶变换方法，将之前获取得到的 时域地震数据变换成频率域的地震数据。生成单元1003，用于利用能够同时处理广角传播和强横向速度变化的契比雪夫傅 立叶法，将所述速度模型数据体和频率域的地震数据生成所述地质构造对应的三维成像初 始数据。
所述生成单元1003，从由上述转换单元1002得到的频率域地震数据中提取频率 ω对应的频率切片数据，再根据第一获取单元1001获取的速度模型数据体，首先，利用分 裂步傅立叶法或相位屏法对所述的频率切片数据进行初始波场延拓，得到初始波场延拓结 果；然后利用契比雪夫多项式对所述的初始波场延拓结果进行后续波场延拓，用以校正采 用分裂步傅立叶法进行初始波场延拓时，陡倾角波场存在的误差，从而得到频率切片数据 在地质构造各个深度位置的高精度三维成像初始数据。改变提取频率域地震数据的频率值，重复上述步骤的操作可以得到频率域地震数 据的整个频率域内的三维成像初始数据。第二获取单元1004，用于根据所述的三维成像初始数据，获取所述某一地质构造 的三维成像数据体。所述第二获取单元1004首先获取得到所述频率域地震数据整个频率域的频率切 片数据对应的三维成像初始数据，然后将所述所有频率切片数据对应的三维成像初始数据 进行累加求和，可以获取所述地质构造的三维成像数据体。参见图11，示出了一种地质构造三维成像数据的获取装置实施例2的结构示意 图，可以包括第一获取单元1001，用于获取针对某一地质构造得到的地震数据以及对应的速度 模型数据体。该装置具体可以是由计算机主机通过读取硬盘中的速度模型文件得到速度模型 数据体，通过读取硬盘中的地震记录文件得到所述地质构造的地震数据。输送给转换单元 1002。转换单元1002，用于将所述地震数据转换成频率域的地震数据。该装置具体可以是计算机主机利用基于CPU的快速傅立叶变换方法将从第一获 取单元1001中获取得到的时域地震数据变换成频率域的地震数据，输送给提取单元1101。提取单元1101，用于提取频率域地震数据某一频率对应的频率切片数据。该装置可以从由转换单元1002输送来的频率域地震数据中，提取频率ω对应的 频率切片数据。若频率域地震数据的频带范围的最大值ωΜχ，间隔频率为Δω，获取频率 域地震数据的整个频率域的频率切片数据的过程可以为重复步骤203的操作，每次提取 的频率值为前一次提取的频率值增加一个间隔频率△ ω，假如第一次提取的频率切片数据 的频率值为ω，则第二次提取的频率切片数据对应的频率值为ω + Δ ω，依此类推，直到频 率域地震数据的频带范围的最大值ωΜχ。生成子单元1102，用于在速度模型顶部第一层，利用分裂步傅立叶法或相位屏法， 将所述频率切片数据进行初始波场延拓，得到初始波场延拓结果，再利用契比雪夫多项式， 对所述初始波场延拓结果进行后续波场延拓，以得到所述频率切片在所述速度模型第一层 的延拓结果；从所述速度模型的第二层至最后一层，每一层都以其前一层的波场延拓结果 作为该层波场延拓的输入，利用上述初始波场延拓及后续波场延拓的方法，对所述频率切 片数据进行波场延拓，以得到所述频率切片的延拓结果，最终得到速度模型顶部到速度模 型底部的所有层的延拓结果构成的所述频率切片数据的三维成像初始数据。 其中，若速度模型的最大深度为Zmax，深度步长为Δζ，则所述生成子单元1102，具 体用于进行波场延拓的过程可以是首先利用分裂步傅立叶法或相位屏法，对所述频率切片数据进行从某一深度z处至z+ △ z深度处的初始波场延拓，得到初始波场延拓结果，然后 再利用契比雪夫多项式，对所述初始波场延拓结果进行后续波场延拓，即进行高阶修正波 场延拓，具体的实施过程就是利用契比雪夫多项式对初始波场延拓结果中的偏导系数进行 重排并截断，从而最大地保持了基于单程波波动方程的偏移算子的展开精度。改变延拓深度值z完成从速度模型顶部到速度模型底部的波场延拓，可以是当完 成深度Z的波场延拓后，在深度值Z的基础上增加一个深度步长△ Z替代原深度值即用Z ‘ =z+Az替代z，并将深度z处的波场延拓结果作为深度z+A Z处的输入，对所述频率切片 数据进行初始波场延拓及后续波场延拓。依此类推，直到完成速度模型的最大深度的 波场延拓，得到初始波场延拓结果。最后，利用全局优化方法对单程波偏移算子进行常系数优化，进一步消除所述基 于单程波波动方程的偏移算子的整体误差，提高偏移算子精度。而且得到能够适用于任意 速度模型的常系数，从而大大减少了基于单程波偏移方法的计算量。在对所述偏移算子进 行常系数优化时，可以将待优化的常系数合理地压缩至三个常系数，这样有利于降低所述 偏移算子的复杂度，有利于保持所述偏移算子的稳定性。第一获取子单元1103，用于获取频率域地震数据的所有频率切片数据的三维成像 初始数据。该装置具体可以是重复装置1101-1102的操作，可以得到频率域地震数据整个频 率域的所有频率切片数据的三维成像初始数据。再经过下面装置的操作就可以由所述所有 频率切片数据的三维初始成像数据得到所述地质构造三维成像数据体。第二获取子单元1104，用于将所述三维成像初始数据进行累加求和，得到所述地 质构造的三维成像数据体。该装置可以是将由上述装置得到的所有三维成像初始数据进行累加求和，从而获 取得到所述地质构造的三维成像数据体。另一种地质构造的三维成像数据获取装置的实施例，上述的装置实施例中的生成 子单元1102，还可以用于利用契比雪夫多项式，将所述频率切片数据进行初始波场延拓， 得到初始波场延拓结果；然后再利用分裂步傅立叶法或相位屏法，对所述初始波场延拓结 果进行后续波场延拓，以得到所述频率切片数据在地质构造中各个深度的三维成像初始数 据。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本 申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可 借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质 上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品 可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备 (可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些 部分所述的方法。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实 施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例
11的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明 的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是 物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要 选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出 创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。本申请可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如个人计算机、服务 器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶 盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的 分布式计算环境等等。本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序 模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组 件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由 通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以 位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。以上所述仅是本申请的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本申请的保护范围。
权利要求
一种地质构造三维成像数据的获取方法，其特征在于，包括获取针对某一地质构造得到的地震数据以及对应的速度模型数据体；将所述地震数据转换成频率域的地震数据；利用能够高精度成像的契比雪夫傅立叶法，将所述速度模型数据体和频率域的地震数据生成所述地质构造对应的三维成像初始数据；根据所述的三维成像初始数据，获取所述某一地质构造的三维成像数据体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用能够高精度成像的契比雪夫傅 立叶法，将所述速度模型数据体和频率域的地震数据生成所述地质构造对应的三维成像初 始数据，具体包括 提取频率域地震数据某一频率对应的频率切片数据；在速度模型第一层，利用分裂步傅立叶法或相位屏法，对所述频率切片数据进行初始 波场延拓，得到初始波场延拓结果，再利用契比雪夫多项式，对所述初始波场延拓结果进行 后续波场延拓，以得到所述频率切片在所述速度模型第一层的延拓结果；从所述速度模型的第二层至最后一层，每一层都以其前一层的波场延拓结果作为该层 波场延拓的输入，并利用上述初始波场延拓及后续波场延拓的方法，对所述频率切片数据 进行波场延拓，以得到所述频率切片的延拓结果，最终得到速度模型顶部到速度模型底部 的所有层的延拓结果构成的所述频率切片数据的三维成像初始数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用能够高精度成像的契比雪夫傅 立叶法，将所述速度模型数据体和频率域的地震数据生成所述地质构造对应的三维成像初 始数据，具体包括提取频率域地震数据某一频率对应的频率切片数据；在所述速度模型第一层，利用契比雪夫多项式，将所述频率切片数据进行初始波场延 拓，得到初始波场延拓结果，再利用分裂步傅立叶法或相位屏法，对所述初始波场延拓结果 进行后续波场延拓，得到所述频率切片数据在第一层的延拓结果；从所述速度模型第二层开始至最后一层，每一层都以其前一层的波场延拓结果作为该 层波场延拓的输入，利用上述的初始波场延拓及后续波场延拓方法，对所述频率切片数据 进行波场延拓，以得到所述频率切片数据的延拓结果，最终得到所述速度模型顶部到速度 模型底部的所有层的延拓结果构成的所述频率切片的三维成像初始数据。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述的三维成像初始数据， 获取所述某一地质构造的三维成像数据体，具体包括获取频率域地震数据的所有频率切片数据的三维成像初始数据；将所述三维成像初始数据进行累加求和，得到所述地质构造的三维成像数据体。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述契比雪夫多项式为利用全局优化方法进行常系数优化后得到的适用于任意速度模型的契比雪夫多项式。
6.一种地质构造三维成像数据的获取装置，其特征在于，包括第一获取单元，用于获取针对某一地质构造得到的地震数据以及对应的速度模型数据体；转换单元，用于将所述地震数据转换成频率域的地震数据；生成单元，用于利用能够高精度成像的契比雪夫傅立叶法，将所述速度模型数据体和频率域的地震数据生成所述地质构造对应的三维成像初始数据；第二获取单元，用于根据所述的三维成像初始数据，获取所述某一地质构造的三维成 像数据体。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生成单元具体包括提取单元，用于提取频率域地震数据某一频率对应的频率切片数据；生成子单元，用于在速度模型顶部第一层，利用分裂步傅立叶法或相位屏法，将所述频 率切片数据进行初始波场延拓，得到初始波场延拓结果，再利用契比雪夫多项式，对所述初 始波场延拓结果进行后续波场延拓，以得到所述频率切片在所述速度模型第一层的延拓结 果；从所述速度模型的第二层至最后一层，每一层都以其前一层的波场延拓结果作为该层 波场延拓的输入，利用上述初始波场延拓及后续波场延拓的方法，对所述频率切片数据进 行波场延拓，以得到所述频率切片的延拓结果，最终得到速度模型顶部到速度模型底部的 所有层的延拓结果构成的所述频率切片数据的三维成像初始数据。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生成单元具体包括提取单元，用于提取频率域地震数据某一频率对应的频率切片数据；生成子单元，用于在速度模型顶部第一层，利用利用契比雪夫多项式，对所述频率切片 数据进行初始波场延拓，得到初始波场延拓结果，再利用分裂步傅立叶法或相位屏法，对所 述初始波场延拓结果进行后续波场延拓，以得到所述频率切片在所述速度模型第一层的延 拓结果；从所述速度模型的第二层至最后一层，每一层都以其前一层的波场延拓结果作为 该层波场延拓的输入，利用上述初始波场延拓及后续波场延拓的方法，对所述频率切片数 据进行波场延拓，以得到所述频率切片的延拓结果，最终得到速度模型顶部到速度模型底 部的所有层的延拓结果构成的所述频率切片数据的三维成像初始数据。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述第二获取装置具体包括第一获取子单元，用于获取频率域地震数据的所有频率切片数据的三维成像初始数据；第二获取子单元，用于将所述三维成像初始数据进行累加求和，得到所述地质构造的三维成像数据体。
全文摘要
本申请公开了一种地质构造三维成像数据的获取方法及装置，该方法包括获取针对某一地质构造得到的地震数据以及对应的速度模型数据体；将所述地震数据转换成频率域的地震数据；利用能够高精度成像的契比雪夫傅立叶法，将所述速度模型数据体和频率域的地震数据生成所述地质构造对应的三维成像初始数据；根据所述的三维成像初始数据，获取所述某一地质构造的三维成像数据体。本发明的契比雪夫傅立叶法，增加了利用契比雪夫多项式对泰勒展开中的偏导系数进行重排和截断，提高了展开精度及高阶傅立叶法的广角精度，因此，能够适用于强横向变速介质；又由于实现过程仅依靠傅里叶变换而不涉及有限差分计算，所以能够得到陡倾角的高分辨率成像。
文档编号G01V1/28GK101840001SQ201010111269
公开日2010年9月22日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者姚振兴, 张金海, 王卫民 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所;中国科学院青藏高原研究所