一种确定近地表速度场的方法及装置与流程

本申请涉及地球物理勘探技术领域，特别涉及一种确定近地表速度场的方法及装置。

背景技术：

在地球物理勘探中，初至波走时层析是建立近地表速度场的主要方法之一，其建立的近地表速度场可以用于计算层析反演静校正量，也可以作为叠前深度偏移或全波形反演过程中所采用的初始近地表速度场。在初至波走时层析过程中，可以将目的工区的近地表区域的地质体模拟为三维网格模型。该网格模型可以包括：主测线方向、联络测线方向和垂直方向。这三个方向两两垂直。其中，主测线方向和联络测线方向均与地表平行，垂直方向与地表垂直。该网格模型是由三个方向上大小均相同的三维网格构成。横向边界区域通常是指该网格模型中在主测线方向或联络测线方向上初至波射线覆盖次数较少的区域。射线稀疏区域通常是指非横向边界区域中在垂直方向上穿过网格的初至波射线的条数较少的区域。垂直边界区域通常是指该网格模型中在垂直方向上穿过每个网格的初至波射线的条数较少的区域。基于该网格模型，通过初至波走时层析所建立的近地表速度场实际上是网格化的，也就是说，近地表速度场中每一个地层位置处的速度与该网格模型中每一个网格的速度相对应。

但是，在实际地震勘探施工过程中，目的工区中炮检点的分布，以及从目的工区的地震数据中拾取的初至分布都可能存在一定程度的不均匀，可能导致初至波走时层析的网格模型中穿过每个网格的初至波射线的条数分布也不均匀。这些实际情况可能导致初至波走时层析的网格模型中较多网格的初至波射线不交叉或初至波射线比较稀疏，进而可能导致初至波走时层析反演过程中得到的基于网格模型的近地表速度场中横向边界区域的网格的速度、射线稀疏区域的网格的速度以及垂直边界区域的网格的速度不合理，准确度较低，不符合目的工区的真实近地表的地质结构变化特征。因此，网格模型中边界区域的网格的速度以及射线稀疏区域的网格的速度不合理的问题亟待解决。

技术实现要素：

本申请实施例的目的是提供一种确定近地表速度场的方法及装置，以提高初至波走时层析的网格模型中网格的速度的准确度。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种确定近地表速度场的方法及装置是这样实现的：

一种确定近地表速度场的方法，包括：

获取目的工区的初至波数据，根据所述初至波数据，确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及所述目的工区的初始近地表速度场；所述初至波数据包括：所述预设网格模型的初至波射线数据和有效炮检对数据；

根据所述预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及所述初至波射线数据，确定所述预设网格模型的垂直边界区域；

基于所述初始近地表速度场，对所述横向边界区域内的网格的速度进行第一修正处理；

基于所述初始近地表速度场，对所述射线稀疏区域内的网格的速度进行第二修正处理；

基于所述初始近地表速度场，对所述垂直边界区域内的网格的速度进行第三修正处理；

根据所述第一修正处理后的横向边界区域内的网格的速度、所述第二修正处理后的射线稀疏区域内的网格的速度，以及所述第三修正处理后的垂直边界区域内的网格的速度，确定所述目的工区的目标近地表速度场。

优选方案中，所述根据初至波数据确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域，包括：

根据所述初至波数据，获取所述预设网格模型中有效炮检对位置处的网格的射线覆盖次数；

根据所述有效炮检对位置处的网格的射线覆盖次数，确定所述预设网格模型中有效炮检对的非零覆盖区域；

获取所述预设网格模型的顶表面区域；

根据所述预设网格模型的顶表面区域和所述有效炮检对的非零覆盖区域，确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域。

优选方案中，所述根据预设网格模型的顶表面区域和预设有效炮检对的非零覆盖区域，确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域，包括：

沿所述预设网格模型的主测线方向或联络测线方向，从所述有效炮检对的非零覆盖区域的两端向内减去所述预设有效炮检距的一半，得到所述预设网格模型的标准非零覆盖区域；

将所述预设网格模型的顶表面区域减去所述标准非零覆盖区域，得到所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域。

优选方案中，所述根据初至波数据确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域，还包括：

根据所述初至波数据中初至波射线数据，获取所述预设网格模型的最大覆盖次数；

根据所述预设网格模型的最大覆盖次数，确定所述预设网格模型中横向边界网格；

将所述横向边界网格构成的区域作为所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域；所述横向边界网格表示所述预设网格模型的顶表面位置处射线覆盖次数小于预设覆盖阈值的网格。

优选方案中，所述根据初至波数据确定所述目的工区的预设网格模型的射线稀疏区域，包括：

获取所述预设网格模型的非横向边界区域；

根据所述初至波数据中初至波射线数据，确定所述非横向边界区域中第一非横向边界位置处的预设标准网格的分布值；

根据预设分布阈值和所述第一非横向边界位置处的预设标准网格的分布值，确定所述目的工区的预设网格模型的射线稀疏区域。

优选方案中，所述根据预设分布阈值和所述第一非横向边界位置处的预设标准网格的分布值，确定所述目的工区的预设网格模型的射线稀疏区域，包括：当所述预设标准网格的分布值小于所述预设分布阈值时，将所述第一非横向边界位置构成的区域作为射线稀疏区域。

优选方案中，所述根据预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及初至波数据，确定所述预设网格模型的目标垂直边界区域，包括：

根据所述预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及所述初至波数据，确定所述预设网格模型的第一垂直边界起始位置；

根据所述第一垂直边界起始位置确定所述预设网格模型中第二垂直边界起始位置；

将所述第一垂直边界起始位置和所述第二垂直边界起始位置作为所述目标垂直边界起始位置；

将所述目标垂直边界起始位置至所述预设网格模型的底表面位置所构成的区域作为所述预设网格模型的垂直边界区域。

优选方案中，所述根据预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及初至波射线数据，确定所述预设网格模型的第一垂直边界起始位置，包括：

根据所述预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，确定所述预设网格模型的第一有效区域；

根据所述初至波数据中初至波射线数据，获取所述第一有效区域的初至波射线在垂直上穿透的最大有效深度位置；

在所述预设网格模型中，从所述第一有效区域的初至波射线在垂直方向上穿透的最大有效深度位置处的网格开始，沿垂直方向向上推至第一个预设标准网格所处的位置；

将所述第一个预设标准网格所处的位置作为所述预设网格模型的第一垂直边界起始位置。

优选方案中，所述根据第一垂直边界起始位置确定所述预设网格模型中第二垂直边界起始位置，包括：

根据所述目的工区的地震数据，获取所述第一垂直边界起始位置处的高程值；

获取所述第一垂直边界起始位置的水平方向坐标值；

根据所述第一垂直边界起始位置处的高程值，以及所述第一垂直边界起始位置的水平方向坐标值，确定所述预设网格模型的横向边界区域内每一个横向位置处的高程值；

根据所述第一垂直边界起始位置处的高程值，以及所述第一垂直边界起始位置的水平方向坐标值，确定所述射线稀疏区域内每一个横向位置处的高程值；

将所述横向边界区域内每一个横向位置处的高程值对应的垂直位置，以及所述射线稀疏区域内每一个横向位置处的高程值对应的垂直位置作为所述预设网格模型中第二垂直边界起始位置。

优选方案中，所述基于初始近地表速度场，对所述预设网格模型中横向边界区域内的网格的速度进行第一修正处理，包括：

基于所述初始近地表速度场，获取所述预设网格模型中第一重叠区域的预设标准网格的速度；

基于所述第一重叠区域的预设标准网格的速度，对所述预设网格模型中第二重叠区域的待处理网格的速度进行第一修正处理。

优选方案中，所述基于第一重叠区域的预设标准网格的速度，对所述预设网格模型中第二重叠区域的待处理网格的速度进行第一修正处理，包括：

获取所述预设网格模型中第一长方体区域；

基于所述第一重叠区域的预设标准网格的速度，获取所述第一长方体区域内第一标准网格的个数以及第一标准网格的速度；

当所述第一标准网格的个数大于或等于预设第一网格个数时，基于所述第一标准网格的速度，采用反距离加权的方式替换所述第二重叠区域内待处理网格的速度；或，当所述第一标准网格的个数小于预设第一网格个数时，分别将所述第一长方体区域沿主测线方向和联络测线方向上的长度增加一倍，直至满足所述第一标准网格的个数大于或等于预设第一网格个数的条件即可。

优选方案中，基于初始近地表速度场，对所述射线稀疏区域内的网格的速度进行第二修正处理，包括：

基于所述初始近地表速度场，获取所述预设网格模型中第一重叠区域的预设标准网格的速度；

基于所述第一重叠区域的预设标准网格的速度，对所述预设网格模型中第三重叠区域的待处理网格的速度进行第二修正处理。

优选方案中，所述基于第一重叠区域的预设标准网格的速度，对所述预设网格模型中第三重叠区域的待处理网格的速度进行第二修正处理，包括：

获取所述预设网格模型中第二长方体区域；

基于所述第一重叠区域的预设标准网格的速度，获取所述第二长方体区域内第二标准网格的个数以及第二标准网格的速度；

当所述第二标准网格的个数大于或等于预设第二网格个数时，基于所述第二标准网格的速度，采用反距离加权的方式替换所述第三重叠区域中待处理网格的速度；或，当所述第二标准网格的个数小于预设第二网格个数时，分别将所述第二长方体区域沿主测线方向和联络测线方向上的长度增加一倍，直至满足所述第二标准网格的个数大于或等于预设第二网格个数的条件即可。

优选方案中，所述基于初始近地表速度场，对所述垂直边界区域内的网格的速度进行第三修正处理，包括：

根据所述初始近地表速度场和所述垂直边界区域中目标垂直边界起始位置，确定所述目标垂直边界起始位置处的网格的速度；

对所述目标垂直边界初始位置处的网格的速度进行第一平滑处理，得到所述目标垂直边界初始位置处的网格的目标速度；

基于所述目标垂直边界初始位置处的网格的目标速度，确定所述垂直边界区域中目标垂直边界位置处的网格的目标速度；

将所述近地表速度场中目标垂直边界位置处的网格的速度替换为所述目标垂直边界位置处的网格的目标速度。

优选方案中，所述根据初始近地表速度场和垂直边界区域中目标垂直边界起始位置，确定所述目标纵向边界起始位置处的网格的速度，包括：

根据所述目标垂直边界起始位置中第一垂直边界起始位置和所述近地表速度场，确定所述第一垂直边界起始位置处的网格的速度；

根据所述第一垂直边界起始位置处的网格的速度，采用反距离加权的方式对所述目标垂直边界起始位置中第二垂直边界起始位置进行插值处理，确定所述第二垂直边界起始位置处的网格的速度；

将所述第一垂直边界起始位置的速度和所述第二垂直边界起始位置的速度作为所述目标垂直边界起始位置的速度。

优选方案中，所述根据第一修正处理后的横向边界区域内的网格的速度、第二修正处理后的射线稀疏区域内的网格的速度，以及第三修正处理后的垂直边界区域内的网格的速度，确定所述目的工区的目标近地表速度场，包括：

根据所述第一修正处理后的横向边界区域内的网格的速度、所述第二修正处理后的射线稀疏区域内的网格的速度，以及所述第三修正处理后的垂直边界区域内的网格的速度，得到三次修正处理后的预设网格模型的网格的速度；

对所述三次修正处理后的预设网格模型的网格的速度进行第二平滑处理，得到所述预设网格模型的网格的目标速度；

根据所述预设网格模型的网格的目标速度，确定所述目的工区的目标近地表速度场。

优选方案中，采用下述公式对所述三次修正处理后的预设网格模型的网格的速度进行第二平滑处理：

公式中，vgnew表示所述预设网格模型中某一网格的目标速度，vgi表示所述第二平滑处理前以该网格为中心、以所述预设网格模型在主测线方向上ni为半径的区域内任一网格的速度，vgx表示所述第二平滑处理前以该网格为中心、以所述预设网格模型在联络测线方向上nx为半径的区域内任一网格的速度，vgz表示所述第二平滑处理前以该网格为中心、所述预设网格模型在垂直方向上长度为三个网格所构成的区域内任一网格的速度，ni表示所述预设网格模型中主测线方向上的平滑半径，nx表示所述预设网格模型中联络测线方向上的平滑半径。

一种确定近地表速度场的装置，所述装置包括：横向边界区域确定模块、垂直边界区域确定模块、第一修正处理模块、第二修正处理模块、第三修正处理模块和目标近地表速度场确定模块；其中，

所述横向边界区域确定模块，用于获取目的工区的初至波数据，根据所述初至波数据，确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及所述目的工区的初始近地表速度场；所述初至波数据包括：所述预设网格模型的初至波射线数据和有效炮检对数据；

所述垂直边界区域确定模块，用于根据所述预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及所述初至波射线数据，确定所述预设网格模型的垂直边界区域；

所述第一修正处理模块，用于基于所述初始近地表速度场，对所述横向边界区域内的网格的速度进行第一修正处理；

所述第二修正处理模块，用于基于所述初始近地表速度场，对所述射线稀疏区域内的网格的速度进行第二修正处理；

所述第三修正处理模块，用于基于所述初始近地表速度场，对所述垂直边界区域内的网格的速度进行第三修正处理；

所述目标近地表速度场确定模块，用于根据所述第一修正处理后的横向边界区域内的网格的速度、所述第二修正处理后的射线稀疏区域内的网格的速度，以及所述第三修正处理后的垂直边界区域内的网格的速度，确定所述目的工区的目标近地表速度场。

本申请实施例提供一种确定近地表速度场的方法，基于预设网格模型的初至波数据中初至波射线数据和有效炮检对位置，合理地确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域、射线稀疏区域和纵向边界区域。针对所述预设网格模型的横向边界区域、射线稀疏区域和纵向边界区域的网格的速度，分别进行合理地修正处理，从而可以得到较为合理的近地表速度场，其准确度较高，且更加符合目的工区的真实近地表的地质结构变化特征。

附图说明

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一种确定近地表速度场的方法实施例的流程图；

图2是本申请实施例中横向边界区域划分后的预设网格模型的俯视平面示意图；

图3是本申请实施例中采用本申请方法进行处理前的近地表速度场的剖面示意图；

图4是本申请实施例中采用本申请方法进行处理后的近地表速度场的剖面示意图；

图5是本申请实施例中基于处理前的近地表速度场进行正演处理得到的初至波射线密度的剖面示意图；

图6是本申请实施例中基于处理后的近地表速度场进行正演处理得到的初至波射线密度的剖面示意图；

图7是本申请确定近地表速度场的装置实施例的组成结构图；

图8是本申请确定近地表速度场的装置实施例中垂直边界区域确定模块的组成结构图；

图9是本申请确定近地表速度场的装置实施例中第三修正处理模块的组成结构图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种确定近地表速度场的方法及装置。

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作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。

图1是本申请一种确定近地表速度场的方法实施例的流程图。如图1所示，所述确定近地表速度场的方法，包括以下步骤。

步骤s101：获取目的工区的初至波数据，根据所述初至波数据，确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及所述目的工区的初始近地表速度场。

初至波是指在所述目的工区的地震数据中，从目的工区的地表上的炮点出发，最先到达目的工区的地表上的检波点的地震波。

在初至波走时层析过程中，可以将所述目的工区的近地表区域的地质体模拟为三维网格模型，即所述预设网格模型。所述近地表区域可以表示所述目的工区的地震数据中0～200毫秒之间的采样时间对应的地质区域。所述预设网格模型可以包括：主测线方向、联络测线方向和垂直方向。所述三个方向两两垂直。其中，所述主测线方向和所述联络测线方向均与地表平行，所述垂直方向与地表垂直。所述预设网格模型是由三个方向上大小均相同的三维网格构成。所述预设网格模型的顶表面与所述目的工区的地表面相对应。所述预设网格模型的底表面位置与所述目的工区的近地表区域的最深地层位置相对应。

所述预设网格模型的横向边界区域是指所述预设网格模型的顶表面的主测线方向或联络测线方向上的区域。所述预设网格模型的射线稀疏区域也是指所述预设网格模型的顶表面的主测线方向或联络测线方向上的区域。

所述初至波数据可以包括：所述预设网格模型的初至波射线数据和有效炮检对位置。所述有效炮检对位置可以表示预设有效炮检对的中点在所述预设网格模型中的网格位置。所述预设有效炮检对可以表示所述目的工区中预设有效炮检距的炮检对。所述预设有效炮检距可以为2000米。所述初至波射线数据可以包括：初至波射线条数、初至波射线的最大有效深度位置，以及初至波射线覆盖次数。所述初至波射线条数可以表示所述预设网格模型中在垂直方向上穿过每个网格的初至波射线的条数。所述初至波射线的最大有效深度位置可以表示所述预设网格模型的初至波射线在垂直方向上穿透的最大有效深度位置。所述初至波射线覆盖次数可以表示所述预设网格模型的初至波射线在主测线方向或联络测线方向上覆盖所述预设网格模型的顶表面位置处的网格的次数。

所述根据初至波数据确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域。具体地，根据所述初至波数据，可以获取所述预设网格模型中有效炮检对位置处的网格的射线覆盖次数。根据所述有效炮检对位置处的网格的初至波射线覆盖次数，可以确定所述预设网格模型中有效炮检对的非零覆盖区域。所述有效炮检对的非零覆盖区域可以表示所述有效炮检对位置处的初至波射线覆盖次数大于零的网格构成的区域。可以获取所述预设网格模型的顶表面区域。根据所述预设网格模型的顶表面区域和所述有效炮检对的非零覆盖区域，可以确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域。

进一步地，所述根据预设网格模型的顶表面区域和预设有效炮检对的非零覆盖区域，确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域。具体地，沿所述预设网格模型的顶表面的主测线方向或联络测线方向，从所述有效炮检对的非零覆盖区域的两端向内减去所述预设有效炮检距的一半，可以得到所述预设网格模型的标准非零覆盖区域。将所述预设网格模型的顶表面区域减去所述标准非零覆盖区域，可以得到所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域。

所述根据初至波数据，确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域。在另一种实施方式中，具体地，根据所述初至波数据中初至波射线数据，可以获取所述预设网格模型的最大覆盖次数。所述预设网格模型的最大覆盖次数可以表示所述预设网格模型的顶表面位置处的网格的初至波射线覆盖次数的最大值。根据所述预设网格模型的最大覆盖次数，可以确定所述预设网格模型中横向边界网格。所述横向边界网格可以表示所述预设网格模型的顶表面位置处的初至波射线覆盖次数小于预设覆盖阈值的网格。所述预设覆盖阈值可以为所述最大覆盖次数的百分之五十。可以将所述横向边界网格构成的区域作为所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域。

所述根据初至波数据确定所述目的工区的预设网格模型的射线稀疏区域。具体地，可以获取所述预设网格模型的非横向边界区域。所述非横向边界区域可以为所述预设网格模型的顶表面上的横向边界区域以外的区域。根据所述初至波数据中初至波射线数据，可以确定所述非横向边界区域中第一非横向边界位置处的预设标准网格的分布值。所述第一非横向边界位置可以表示所述非横向边界区域中任一非横向边界位置。所述预设标准网格可以为所述预设网络模型中初至波射线的条数大于预设射线阈值的网格。所述预设射线阈值可以为0.15乘以所述预设网格模型中在垂直方向上穿过每个网格的初至波射线的条数的最大值。所述预设标准网格的分布值可以表示所述非横向边界区域中每一非横向边界位置在垂直方向上的预设标准网格的个数。根据预设分布阈值和所述第一非横向边界位置处的预设标准网格的分布值，可以确定所述目的工区的预设网格模型的射线稀疏区域。所述预设分布阈值可以为所述预设标准网格分布值的平均值的三分之一。

进一步地，所述根据预设分布阈值和所述第一非横向边界位置处的预设标准网格的分布值，确定所述目的工区的预设网格模型的射线稀疏区域，可以包括：当所述预设标准网格的分布值小于所述预设分布阈值时，可以将所述第一非横向边界位置构成的区域作为射线稀疏区域。

例如，图2是本申请实施例中横向边界区域划分后的预设网格模型的俯视平面示意图。如图2所示，图2中灰色区域为所述横向边界区域，图2中浅灰色点填充区域为所述非横向边界区域且非射线稀疏区域，图2中深灰色斜线填充区域为所述射线稀疏区域。

所述根据初至波数据，确定所述目的工区的初始近地表速度场。具体地，可以获取所述目的工区的地震数据。根据所述初至波数据，对所述地震数据进行层析反演静校正处理，可以确定所述目的工区的初始近地表速度场。

对所述目的工区进行地震勘探和数据采集，可以获取所述目的工区的地震数据和初至波数据。

步骤s102：根据所述预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及所述初至波射线数据，可以确定所述预设网格模型的垂直边界区域。

具体地，根据所述预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及所述初至波射线数据，可以确定所述预设网格模型的第一垂直边界起始位置。根据所述第一垂直边界起始位置可以确定所述预设网格模型中第二垂直边界起始位置。可以将所述第一垂直边界起始位置和所述第二垂直边界起始位置作为所述目标垂直边界起始位置。可以将所述目标垂直边界起始位置至所述预设网格模型的底表面位置所构成的区域作为所述预设网格模型的垂直边界区域。

所述根据预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及初至波射线数据，确定所述预设网格模型的第一垂直边界起始位置。具体地，根据所述预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，可以确定所述预设网格模型的第一有效区域。所述第一有效区域可以表示所述预设网格模型的顶表面上的非横向边界区域且非射线稀疏区域。所述非射线稀疏区域可以表示所述非横向边界区域中除射线稀疏区域以外的区域。根据所述初至波射线数据，可以获取所述第一有效区域的初至波射线在垂直方向上穿透的最大有效深度位置。在所述预设网格模型中，可以从所述第一有效区域的初至波射线在垂直方向上穿透的最大有效深度位置处的网格开始，沿垂直方向向上推至第一个预设标准网格所处的位置。可以将所述第一个预设标准网格所处的位置作为所述预设网格模型的第一垂直边界起始位置。

所述根据第一垂直边界起始位置确定所述预设网格模型中第二垂直边界起始位置。具体地，根据所述目的工区的地震数据，可以获取所述第一垂直边界起始位置处的高程值。可以获取所述第一垂直边界起始位置的水平方向坐标值。所述水平方向坐标值可以表示一组主测线方向坐标值和联络测线方向坐标值。一组水平方向坐标值可以与一个横向位置相对应。根据所述第一垂直边界起始位置处的高程值，以及所述第一垂直边界起始位置的水平方向坐标值，可以确定所述横向边界区域内每一个横向位置处的高程值。根据所述第一垂直边界起始位置处的高程值，以及所述第一垂直边界起始位置的水平方向坐标值，可以确定所述射线稀疏区域内每一个横向位置处的高程值。可以将所述横向边界区域内每一个横向位置处的高程值对应的垂直位置，以及所述射线稀疏区域内每一个横向位置处的高程值对应的垂直位置作为所述预设网格模型中第二垂直边界起始位置。所述高程值可以与所述预设网格模型中垂直位置相对应。

进一步地，根据第一垂直边界起始位置处的高程值，以及第一垂直边界起始位置的水平方向坐标值，确定所述横向边界区域内每一个横向位置处的高程值，可以包括：根据所述第一垂直边界起始位置处的高程值，以及所述第一垂直边界起始位置的水平方向坐标值，可以采用反距离加权的方式对所述预设网格模型的横向边界区域内每一个横向位置进行插值处理，可以得到所述预设网格模型的横向边界区域内每一个横向位置处的高程值。

进一步地，根据第一垂直边界起始位置处的高程值，以及第一垂直边界起始位置的水平方向坐标值，可以确定所述射线稀疏区域内每一个横向位置处的高程值，可以包括：根据所述第一垂直边界起始位置处的高程值，以及所述第一垂直边界起始位置的水平方向坐标值，可以采用反距离加权的方式对所述预设网格模型的射线稀疏区域内每一个横向位置进行插值处理，可以得到所述预设网格模型的射线稀疏区域内每一个横向位置处的高程值。

步骤s103：基于所述初始近地表速度场，对所述横向边界区域内的网格的速度进行第一修正处理。

具体地，基于所述初始近地表速度场，可以获取所述预设网格模型中第一重叠区域的预设标准网格的速度。所述第一重叠区域可以表示从所述预设网格模型的顶表面至所述目标垂直边界起始位置所构成的区域与所述第一有效区域重叠的区域。基于所述第一重叠区域的预设标准网格的速度，可以对所述预设网格模型中第二重叠区域的待处理网格的速度进行第一修正处理。所述第二重叠区域可以表示从所述预设网格模型的顶表面至所述目标垂直边界起始位置所构成的区域与所述横向边界区域重叠的区域。所述第二重叠区域的待处理网格可以表示所述第二重叠区域内射线条数小于所述预设射线阈值的网格。

进一步地，所述基于所述第一重叠区域的预设标准网格的速度，对所述预设网格模型中第二重叠区域的待处理网格的速度进行第一修正处理。具体地，可以获取所述预设网格模型中第一长方体区域。基于所述第一重叠区域的预设标准网格的速度，可以获取所述第一长方体区域内第一标准网格的个数以及第一标准网格的速度。当所述第一标准网格的个数大于或等于预设第一网格个数时，基于所述第一标准网格的速度，可以采用反距离加权的方式替换所述第二重叠区域中待处理网格的速度；或，当所述第一标准网格的个数小于预设第一网格个数时，可以分别将所述第一长方体区域沿主测线方向和联络测线方向上的长度增加一倍，直至满足所述第一标准网格的个数大于或等于预设第一网格个数的条件即可。所述第一标准网格可以表示在所述第一长方体区域内且在所述第一重叠区域内的预设标准网格。所述预设第一网格个数可以为11。所述第一长方体区域可以表示以所述第二重叠区域内的待处理网格为中心、主测线方向上的长度的一半为预设有效炮检距、联络测线方向上的长度的一半为预设有效炮检距、以及垂直方向上长度为连续三个网格所构成的区域。

经过第一修正处理后，所述预设网格模型中横向边界区域的网格的速度较为合理，准确度较高，较符合该区域对应的真实近地表的地质结构变化特征。

步骤s104：基于所述初始近地表速度场，对所述射线稀疏区域内的网格的速度进行第二修正处理。

具体地，基于所述初始近地表速度场，可以获取所述预设网格模型中第一重叠区域的预设标准网格的速度。所述第一重叠区域可以表示从所述预设网格模型的顶表面至所述目标垂直边界起始位置所构成的区域与所述第一有效区域重叠的区域。基于所述第一重叠区域的预设标准网格的速度，可以对所述预设网格模型中第三重叠区域的待处理网格的速度进行第二修正处理。所述第三重叠区域可以表示从所述预设网格模型的顶表面至所述目标垂直边界起始位置所构成的区域与所述射线稀疏区域重叠的区域。所述第三重叠区域内的待处理网格可以表示所述第三重叠区域内射线条数小于所述预设射线阈值的网格。

进一步地，所述基于所述第一重叠区域的预设标准网格的速度，对所述预设网格模型中第三重叠区域的待处理网格的速度进行第二修正处理。具体地，可以获取所述预设网格模型中第二长方体区域。基于所述第一重叠区域的预设标准网格的速度，可以获取所述第二长方体区域内第二标准网格的个数以及第二标准网格的速度。当所述第二标准网格的个数大于或等于预设第二网格个数时，基于所述第二标准网格的速度，可以采用反距离加权的方式替换所述第三重叠区域内待处理网格的速度；或，当所述第二标准网格的个数小于预设第二网格个数时，可以分别将所述第二长方体区域沿主测线方向和联络测线方向上的长度增加一倍，直至满足所述第二标准网格的个数大于或等于预设第二网格个数的条件即可。所述第二标准网格可以表示在所述第二长方体区域内且在所述第一重叠区域内的预设标准网格。所述预设第二网格个数可以为9。

所述第二长方体区域可以表示以所述第三重叠区域内的待处理网格为中心、主测线方向上的长度为预设有效炮检距、联络测线方向上的长度为预设有效炮检距、以及垂直方向上长度为连续三个网格所构成的区域。

经过第二修正处理后，所述预设网格模型中射线稀疏区域的网格的速度较为合理，准确度较高，较符合该区域对应的真实近地表的地质结构变化特征。

需要说明的是，步骤s104可以在步骤s103之前或之后，本申请对此并不作出限定。

步骤s105：基于所述初始近地表速度场，对所述垂直边界区域内的网格的速度进行第三修正处理。

具体地，根据初始近地表速度场和所述垂直边界区域中目标垂直边界起始位置，可以确定所述目标垂直边界起始位置处的网格的速度。可以对所述目标垂直边界初始位置处的网格的速度进行第一平滑处理，得到所述目标垂直边界初始位置处的网格的目标速度。基于所述目标垂直边界初始位置处的网格的目标速度，可以确定所述垂直边界区域中目标垂直边界位置处的网格的目标速度。所述目标垂直边界位置处的网格可以表示所述预设网格模型中所述目标垂直边界起始位置以下至所述预设网格模型的底表面位置处的网格。可以将所述近地表速度场中目标垂直边界位置处的网格的速度替换为所述目标垂直边界位置处的网格的目标速度。

所述根据初始近地表速度场和垂直边界区域中目标垂直边界起始位置，确定所述目标垂直边界起始位置处的网格的速度。具体地，根据所述目标垂直边界起始位置中第一垂直边界起始位置和所述近地表速度场，可以确定所述第一垂直边界起始位置处的网格的速度。根据所述第一垂直边界起始位置处的网格的速度，采用反距离加权的方式对所述目标垂直边界起始位置中第二垂直边界起始位置进行插值处理，可以确定所述第二垂直边界起始位置处的网格的速度。可以将所述第一垂直边界起始位置的速度和所述第二垂直边界起始位置的速度作为所述目标垂直边界起始位置的速度。

所述根据第一垂直边界起始位置和近地表速度场，可以确定所述第一垂直边界起始位置处的网格的速度。具体地，根据所述近地表速度场，可以确定所述预设网格模型中每一个网格的速度。基于所述预设网格模型中每一个网格的速度，可以获取第一垂直边界起始位置处的网格的速度。

进一步地，可以采用下述公式对所述目标垂直边界初始位置处的网格的速度进行第一平滑处理：

公式(1)中，vgnew表示所述目标垂直边界初始位置处的网格的目标速度，vgi表示所述目标垂直边界初始位置在主测线方向上的网格的速度，vgx表示所述目标垂直边界初始位置在联络测线方向上的网格的速度，ni表示所述预设网格模型中主测线方向上的平滑半径，nx表示所述预设网格模型中联络测线方向上的平滑半径。所述主测线方向上的平滑半径和联络测线方向上的平滑半径均可以所述预设有效炮检距。

进一步地，可以采用下述公式确定所述垂直边界区域中目标垂直边界位置处的网格的速度：

vki＝vk+(ki-k)*dz*factor(2)

公式(2)中，vki表示所述目标垂直边界位置处的第ki个网格的目标速度，vk表示所述垂直边界初始位置处的第k个网格的目标速度，dz表示所述预设网格模型中垂直方向上相邻网格的距离，factor表示梯度因子。所述梯度因子的取值范围可以为0.001～0.1。所述梯度因子的物理意义可以是所述预设网格模型中在垂直方向上深度每增加一米，该深度位置处的网格的速度可以增加一定值。

经过第三修正处理后，所述预设网格模型中垂直边界区域的网格的速度较为合理，准确度较高，较符合该区域对应的真实近地表的地质结构变化特征。

需要说明的是，步骤s105可以在步骤s103之前或之后，也可以在步骤s104之前或之后，本申请对此并不作出限定。

步骤s106：根据所述第一修正处理后的横向边界区域内的网格的速度、所述第二修正处理后的射线稀疏区域内的网格的速度，以及所述第三修正处理后的垂直边界区域内的网格的速度，确定所述目的工区的目标近地表速度场。

具体地，根据所述第一修正处理后的横向边界区域内的网格的速度、所述第二修正处理后的射线稀疏区域内的网格的速度，以及所述第三修正处理后的垂直边界区域内的网格的速度，可以得到三次修正处理后的预设网格模型的网格的速度。对所述三次修正处理后的预设网格模型的网格的速度进行第二平滑处理，可以得到所述预设网格模型的网格的目标速度。根据所述预设网格模型的网格的目标速度，可以确定所述目的工区的目标近地表速度场。

进一步地，可以采用下述公式对所述三次修正处理后的预设网格模型的网格的速度进行第二平滑处理：

公式(3)中，vgnew表示所述预设网格模型中某一网格的目标速度，vgi表示所述第二平滑处理前以该网格为中心、以所述预设网格模型在主测线方向上ni为半径的区域内任一网格的速度，vgx表示所述第二平滑处理前以该网格为中心、以所述预设网格模型在联络测线方向上nx为半径的区域内任一网格的速度，vgz表示所述第二平滑处理前以该网格为中心、所述预设网格模型在垂直方向上长度为三个网格所构成的区域内任一网格的速度，ni表示所述预设网格模型中主测线方向上的平滑半径，nx表示所述预设网格模型中联络测线方向上的平滑半径。

在所述第二平滑处理过程中，当所处的网格为所述横向边界区域或所述垂直边界区域内的网格时，所述ni和nx的取值可以均为所述预设有效炮检距。当所处的网格为非横向边界区域且非垂直边界区域内的网格时，所述ni和nx的取值可以均为所述预设有效炮检距的一半。所述非横向边界区域且非垂直边界区域可以为所述预设网格模型中除横向边界区域和垂直边界区域以外的区域。

图3是本申请实施例中采用本申请方法进行处理前的近地表速度场的剖面示意图。图4是本申请实施例中采用本申请方法进行处理后的近地表速度场的剖面示意图。图3和图4的横坐标均表示所述目的工区的主测线方向的位置，图3和图4的纵坐标均表示所述目的工区的地层海拔高度，图3和图4中的灰度值分别表示采用本申请方法进行处理前和处理后的近地表速度场。如图3和图4所示，相比所述处理前的近地表速度场，所述处理后的近地表速度场的两端边界位置的速度的连续性较好，更符合所述目的工区的真实近地表的地质结构变化特征。

图5是本申请实施例中基于处理前的近地表速度场进行正演处理得到的初至波射线密度的剖面示意图。图6是本申请实施例中基于处理后的近地表速度场进行正演处理得到的初至波射线密度的剖面示意图。图5和图6的横坐标均表示所述目的工区的主测线方向的位置，图5和图6的纵坐标均表示所述目的工区的地层海拔高度，图5中的灰度值表示基于处理前近地表速度场进行正演处理得到的初至波射线密度。图6中的灰度值表示基于处理后近地表速度场进行正演处理得到的初至波射线密度。如图5和图6所示，在所述预设网格模型的深层位置处，相比基于处理前的近地表速度场进行正演处理得到的初至波射线密度，基于处理后的近地表速度场进行正演处理得到的初至波射线密度更加收敛和稳定，异常的射线密度明显减少，表明边界处理后的近地表速度场的准确度较高。

在另一种实施方式中，针对所述目的工区的地震数据在初至波走时层析反演迭代过程中所述得到的近地表速度场，采用本申请的方法均可以其进行处理，可以提高该近地表速度场的准确度，从而可以符合目的工区的真实近地表的地质结构变化特征。

所述确定近地表速度场的方法实施例，基于预设网格模型的初至波数据中初至波射线数据和有效炮检对位置，合理地确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域、射线稀疏区域和垂直边界区域。针对所述预设网格模型的横向边界区域、射线稀疏区域和垂直边界区域的网格的速度，分别进行合理地修正处理，从而可以得到较为合理的近地表速度场，其准确度较高，且更加符合目的工区的真实近地表的地质结构变化特征。

图7是本申请确定近地表速度场的装置实施例的组成结构图。如图7所示，所述确定近地表速度场的装置，可以包括：横向边界区域确定模块100、垂直边界区域确定模块200、第一修正处理模块300、第二修正处理模块400、第三修正处理模块500和目标近地表速度场确定模块600。

所述横向边界区域确定模块100，可以用于获取目的工区的初至波数据，根据所述初至波数据，可以确定所述目的工区的预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及所述目的工区的初始近地表速度场。所述初至波数据可以包括：所述预设网格模型的初至波射线数据和有效炮检对数据。

所述垂直边界区域确定模块200，可以用于根据所述预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及所述初至波射线数据，确定所述预设网格模型的垂直边界区域。

所述第一修正处理模块300，可以用于基于所述初始近地表速度场，对所述横向边界区域内的网格的速度进行第一修正处理。

所述第二修正处理模块400，可以用于基于所述初始近地表速度场，对所述射线稀疏区域内的网格的速度进行第二修正处理。

所述第三修正处理模块500，可以用于基于所述初始近地表速度场，对所述垂直边界区域内的网格的速度进行第三修正处理。

所述目标近地表速度场确定模块600，可以用于根据所述第一修正处理后的横向边界区域内的网格的速度、所述第二修正处理后的射线稀疏区域内的网格的速度，以及所述第三修正处理后的垂直边界区域内的网格的速度，确定所述目的工区的目标近地表速度场。

图8是本申请确定近地表速度场的装置实施例中垂直边界区域确定模块的组成结构图。如图8所示，图7中垂直边界区域确定模块200，可以包括：第一起始位置确定模块210、第二起始位置确定模块220、目标起始位置确定模块230和区域确定模块240。

所述第一起始位置确定模块210，可以用于根据所述预设网格模型的横向边界区域和射线稀疏区域，以及所述初至波射线数据，确定所述预设网格模型的第一垂直边界起始位置。

所述第二起始位置确定模块220，可以用于根据所述第一垂直边界起始位置可以确定所述预设网格模型中第二垂直边界起始位置。

所述目标起始位置确定模块230，可以用于将所述第一垂直边界起始位置和所述第二垂直边界起始位置作为所述目标垂直边界起始位置。

所述区域确定模块240，可以用于将所述目标垂直边界起始位置至所述预设网格模型的底表面位置所构成的区域作为所述预设网格模型的垂直边界区域。

图9是本申请确定近地表速度场的装置实施例中第三修正处理模块的组成结构图。如图9所示，图7第三修正处理模块500，可以包括：起始位置速度确定模块510、起始位置目标速度确定模块520、边界位置目标速度确定模块530和替换模块540。

所述起始位置速度确定模块510，可以用于根据所述初始近地表速度场和所述垂直边界区域中目标垂直边界起始位置，确定所述目标垂直边界起始位置处的网格的速度。

所述起始位置目标速度确定模块520，可以用于对所述目标垂直边界初始位置处的网格的速度进行第一平滑处理，得到所述目标垂直边界初始位置处的网格的目标速度。

所述边界位置目标速度确定模块530，可以用于基于所述目标垂直边界初始位置处的网格的目标速度，确定所述垂直边界区域中目标垂直边界位置处的网格的目标速度。

所述替换模块540，可以用于将所述近地表速度场中目标垂直边界位置处的网格的速度替换为所述目标垂直边界位置处的网格的目标速度。

所述确定近地表速度场的装置实施例与所述确定近地表速度场的方法实施例相对应，可以实现所述确定近地表速度场的方法实施例，并取得方法实施例的技术效果。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(programmablelogicdevice,pld)(例如现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片pld上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logiccompiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(hardwaredescriptionlanguage，hdl)，而hdl也并非仅有一种，而是有许多种，如abel(advancedbooleanexpressionlanguage)、ahdl(alterahardwaredescriptionlanguage)、confluence、cupl(cornelluniversityprogramminglanguage)、hdcal、jhdl(javahardwaredescriptionlanguage)、lava、lola、myhdl、palasm、rhdl(rubyhardwaredescriptionlanguage)等，目前最普遍使用的是vhdl(very-high-speedintegratedcircuithardwaredescriptionlanguage)与verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：arc625d、atmelat91sam、microchippic18f26k20以及siliconelabsc8051f320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

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，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以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。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

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，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。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。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。