面波频散曲线拾取方法及装置与流程

本发明涉及勘探技术，具体的讲是一种面波频散曲线拾取方法及装置。

背景技术：

在地球物理地震勘探中，在使用面波近地表反演建立速度模型时，需要建立频散谱，拾取离散的频散曲线，再根据离散的频散曲线反演近地表速度模型。

现有技术中，采用手动拾取离散频散曲线，但是手动拾取离散频散曲线工作量大，手动拾取离散曲线比较耗时，效率低下，尤其对于数据量巨大的项目，手工拾取离散频散曲线的工作占近地表建模一半以上的时间，极大影响了后期数据处理的进度。

技术实现要素：

为提高频散拾取的效率，实现自动拾取离散频散曲线，本发明实施例提供了一种面波频散曲线拾取方法，包括：

根据采集的地震数据生成面波频散谱；

获取预先设定的拾取参数，所述的拾取参数包括：起始速度范围、起始搜索频率；

根据所述起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值确定起始频散点；

根据确定的起始频散点和预先设定的拾取参数对所述面波频散谱进行面波频散曲线的拾取。

本发明实施例中，所述的频散拾取参数还包括：频率搜索间隔、搜索速度半径、频率拾取范围以及频率平衡半径。

本发明实施例中，所述的根据所述起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值确定起始频散点包括：

根据所述起始搜索频率确定在起始速度范围内面波频散谱极大值对应的速度；

根据极大值对应的速度确定起始频散点。

本发明实施例中，所述的根据极大值对应的速度确定起始频散点包括：

判断所述极大值是否小于预先设定的阈值；

确定极大值小于预先设定的阈值，利用所述的频率搜索间隔更新起始搜索频率；

根据更新的起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值确定起始频散点。

本发明实施例中，所述的根据确定的起始频散点和预先设定的拾取参数对所述面波频散谱进行面波频散曲线的拾取包括：

根据起始频散点对应的频率和频率搜索间隔确定当前搜索频率；

根据起始频散点对应的速度和搜索速度半径确定当前速度搜索范围；

根据所述的当前搜索频率、当前速度搜索范围以及面波频散谱的值确定当前离散频散点；

根据确定的当前离散频散点生成面波频散曲线拾取的离散频散曲线。

本发明实施例中，所述的根据确定的起始频散点和预先设定的拾取参数对所述面波频散谱进行面波频散曲线的拾取包括：

确定所述的当前搜索速度范围内的有效速度个数；

根据所述当前速度搜索范围内的搜索速度、频率平衡半径以及有效速度个数对当前离散频散点的速度进行平滑处理。

同时，本发明还提供一种面波频散曲线拾取装置，包括：

频散谱生成模块，用于根据采集的地震数据生成面波频散谱；

参数设定模块，用于获取预先设定的拾取参数，所述的拾取参数包括：起始速度范围、起始搜索频率；

起始点确定模块，用于根据所述起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值确定起始频散点；

拾取模块，用于根据确定的起始频散点和预先设定的拾取参数对所述面波频散谱进行面波频散曲线的拾取。

本发明实施例中，所述的起始点确定模块包括：

起始点速度确定单元，用于根据所述起始搜索频率确定在起始速度范围内面波频散谱极大值对应的速度；

起始频散点确定单元，用于根据极大值对应的速度确定起始频散点。

本发明实施例中，所述的起始频散点确定单元包括：

判断单元，用于判断所述极大值是否小于预先设定的阈值；

更新单元，用于确定极大值小于预先设定的阈值时，利用所述的频率搜索间隔更新起始搜索频率；

起始点确定模块根据更新的起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值确定起始频散点。

本发明实施例中，所述的拾取模块包括：

当前搜索频率确定单元，用于根据起始频散点对应的频率和频率搜索间隔确定当前搜索频率；

当前速度搜索范围确定单元，用于根据起始频散点对应的速度和搜索速度半径确定当前速度搜索范围；

当前离散点确定单元，用于根据所述的当前搜索频率、当前速度搜索范围以及面波频散谱的值确定当前离散频散点；

离散频散曲线生成单元，用于根据确定的当前离散频散点生成面波频散曲线拾取的离散频散曲线。

本发明实施例中，所述的离散频散曲线生成单元包括：

速度个数确定单元，用于确定所述的当前搜索速度范围内的有效速度个数；

平滑单元，用于根据所述当前速度搜索范围内的搜索速度、频率平衡半径以及有效速度个数对当前离散频散点的速度进行平滑处理。

同时，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述面波频散曲线拾取方法。

同时，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述面波频散曲线拾取方法的计算机程序。

本发明提供的面波频散曲线拾取方法及装置，实现自动拾取离散频散曲线，在用户给定的速度搜索范围和频率搜索范围内，根据面波频散谱中极大值的位置和频率方向离散频散曲线的连续性，用前一个拾取点的频散成果约束后一个点频散拾取的位置，自动拾取用户给定范围内的频散曲线。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明公开的一种面波频散曲线拾取方法的流程图；

图2为本发明实施例中的地震数据；

图3为本发明实施例中的归一化频散谱；

图4为本发明实施例中自动拾取的频散曲线；

图5为本发明实施例公开的面波频散曲线拾取装置的框图；

图6为本发明实施例中公开的电子设备的框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明是一种自动拾取离散频散曲线的方法，即在用户给定的速度搜索范围和频率搜索范围内，根据面波频散谱中极大值的位置和频率方向离散频散曲线的连续性，用前一个拾取点的频散成果约束后一个点频散拾取的位置，自动拾取用户给定范围内的频散曲线。本发明具体的实现步骤大致如下：

1、根据用户给定的参数确定首个拾取离散频散点位置；

2、根据前一频散点位置约束拾取当前离散频散点；

3、平滑离散频散曲线。

如图1所示，为本发明公开的一种面波频散曲线拾取方法的流程图，该方法包括：

步骤s101，根据采集的地震数据生成面波频散谱；

步骤s102，获取预先设定的拾取参数，其中，拾取参数包括：起始速度范围、起始搜索频率；

步骤s103，根据起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值确定起始频散点；

步骤s104，根据确定的起始频散点和预先设定的拾取参数对面波频散谱进行面波频散曲线的拾取。

其中，频散拾取参数还包括：频率搜索间隔、搜索速度半径、频率拾取范围以及频率平衡半径。

步骤s102中，根据起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值确定起始频散点包括：

根据起始搜索频率确定在起始速度范围内面波频散谱极大值对应的速度；

根据极大值对应的速度确定起始频散点。

其中，根据极大值对应的速度确定起始频散点包括：

判断极大值是否小于预先设定的阈值；

确定极大值小于预先设定的阈值，利用频率搜索间隔更新起始搜索频率；

根据更新的起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值确定起始频散点。

本发明实施例中把包含面波的单炮地震数据通过频散变换，建立频散谱，并对频散谱进行了单频归一化，在该频散谱的基础上进行离散频散曲线的自动拾取，离散频散曲线自动拾取具体步骤如下：

步骤1、根据用户给定的参数确定首个离散频散点位置。

根据用户给定的起始搜索速度vs、终止搜索速度ve、起始搜索频率fs，搜索频散谱频率中是fs速度范围在[vs,ve]中的频散谱的极大值max对应的速度v，得到离散频散点(f0,v0)。

进一步，本发明实施例中，如果频散谱的极大值max小于用户给定的最小阈值min，则用公式(1)重新确定始搜索频率fs；

根据重新确定的搜索频率fs重复前述步骤，重新确定的搜索频率fs速度范围在[vs,ve]中的频散谱的极大值max对应的速度v，得到离散频散点(f0,v0)，直至找到满足果频散谱的极大值max小于用户给定的最小阈值min条件的起始频散点(f0,v0)。

fs＝fs+fstep(1)

在公式(1)中，fstep是预设的频率搜索间隔，在频散谱中是已知的。

步骤2，根据前一频散点位置约束拾取当前离散频散点。

步骤2根据前一频散点位置约束拾取当前离散频散点，具体包括：

t1:当前离散频散点的频率由如下公式确定：

fi＝fi-1+fstep(2)

在公式(2)中，i＝1……nf-1。

nf是用户给定频率拾取范围[fs,fe]中的频率个数,是已知的。

t2:当前离散频散点速度搜索范围由如下公式确定：

vsi＝vi-1-vr(3)

vei＝vi-1+vr(4)

在公式(3)中，vsi是当前频率fi对应的起始搜索速度，并且vsi>＝vs；

在公式(4)中vei是当前频率fi对应的终止搜索速度，并且vei<＝ve；

vr是用户给定在前一频散点(f,v)中的速度搜索半径，用该值来确定当前频率下速度的搜索范围。

t3:搜索当前频率fi速度范围[vsi,vei]中的频谱极大值max对于的速度vi,得频散点(fi,vi)。

如果频谱极大值max小于用户给定的最小阈值min，则用fs＝fi重新确定始搜索频率fs,重复步骤1重新确定搜索频率，找到满足条件的当前频散点(fi,vi)。

重复步骤2，拾取用户给定频率拾取范围内每一个频率对应的速度值。

步骤3、平滑离散频散曲线。

步骤3所述的平滑离散频散曲线是指在单炮频散谱拾取完成后，根据用户给定的频率平滑半径，平滑每一个频率对应的速度值，包括：

t1:离散频散曲线中的数据是按照频率从小到大排序的，并且拾取的频率和速度是一一对应的。

t2:速度平滑由如下公式确定：

在公式(5)中，i＝0,1,2……nf-1；

fr是用户给定的频率平滑半径、根据频率间隔fstep转换的频率个数；

在公式(5)中，要求j>＝0且j<＝nf-1；n是有效的速度个数，在平滑半径内n是一个常量，在起始和终止位置，n从常量渐变成1。

t3:在用公式(5)平滑时，搜索的速度vj与当前速度vi的绝对值差不能大于用户给定的阈值dv。

本发明一实施例中，用户预先设定的阈值dv＝50m/s。

t4:在用公式(5)平滑时，以j＝i为中心，向两边搜索，如果某一边搜索时搜索的速度vj与当前速度vi的绝对值差大于用户给定的dv时，停止该边搜索。

本发明一实施例中，某工区用于面波近地表反演的4400炮，对每炮的地震数据都通过循环的方式，进行频散分析建立频散谱，拾取频散谱中的离散频散曲线。

本实施例中，每炮的地震数据示意如图2所示，根据地震数据的面波，建立的频散谱示意如图3所示。在图3中，横纵是速度，纵轴是频率，已知频率间隔fstep＝0.122hz。

本发明实施例中，用户给定的搜索参数包括：起始搜索速度vs、终止搜索速度ve、起始搜索频率fs，终止搜索频率fs及当前速度点约束搜索半径vr。在图3所示的实施例中，用户给定的起始搜索速度vs＝600m/s、终止搜索速度ve＝1600m/s、起始搜索频率fs＝5hz，终止搜索频率fs＝43hz，当前速度点约束搜索半径vr＝20m/s。

在离散频散点平滑时，给定的频率搜索半径是fr＝3个频率间隔，fr＝3fstep，相邻频散点的速度差dv不大于50m/s。拾取的某炮的离散频散曲线如图4所示。

本实施例中，根据用户给定的参数确定首个离散频散点位置，即根据用户给定的起始搜索速度vs＝600m/s、终止搜索速度ve＝1600m/s、起始搜索频率fs＝5hz，终止搜索频率fs＝43hz。搜索5hz时速度范围在[600,1600]中极大值max对应的速度v，得到离散频散点(f0,v0)，图3中的离散频散点301。

如果极大值max小于用户给定的最小阈值min＝0.1，则用公式(1)重新确定始搜索频率fs。

本发明实现了面波离散频散曲线的自动拾取，节约了拾取时间，提高了工作效率。

同时，本发明还提供一种面波频散曲线拾取装置，如图5所示，该装置包括：

频散谱生成模块501，用于根据采集的地震数据生成面波频散谱；

参数设定模块502，用于获取预先设定的拾取参数，所述的拾取参数包括：起始速度范围、起始搜索频率；

起始点确定模块503，用于根据所述起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值确定起始频散点；

拾取模块504，用于根据确定的起始频散点和预先设定的拾取参数对所述面波频散谱进行面波频散曲线的拾取。

本实施例还提供一种电子设备，该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照前述方法的实施其内容被合并于此，重复之处不再赘述。

图6为本发明实施例的电子设备600的系统构成的示意框图。如图6所示，该电子设备600可以包括中央处理器100和存储器140；存储器140耦合到中央处理器100。值得注意的是，该图是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。

一实施例中，面波频散曲线拾取功能可以被集成到中央处理器100中。其中，中央处理器100可以被配置为进行如下控制：

根据采集的地震数据生成面波频散谱；

获取预先设定的拾取参数，所述的拾取参数包括：起始速度范围、起始搜索频率；

根据所述起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值确定起始频散点；

根据确定的起始频散点和预先设定的拾取参数对所述面波频散谱进行面波频散曲线的拾取。

其中，根据起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值，确定起始频散点包括：

根据起始搜索频率确定在起始速度范围内面波频散谱极大值对应的速度；

根据极大值对应的速度确定起始频散点。

根据极大值对应的速度确定起始频散点包括：

判断所述极大值是否小于预先设定的阈值；

确定极大值小于预先设定的阈值，利用所述的频率搜索间隔更新起始搜索频率；

根据更新的起始搜索频率、起始速度范围以及面波频散谱的值确定起始频散点。

根据确定的起始频散点和预先设定的拾取参数对所述面波频散谱进行面波频散曲线的拾取包括：

根据起始频散点对应的频率和频率搜索间隔确定当前搜索频率；

根据起始频散点对应的速度和搜索速度半径确定当前速度搜索范围；

根据所述的当前搜索频率、当前速度搜索范围以及面波频散谱的值确定当前离散频散点；

根据确定的当前离散频散点生成面波频散曲线拾取的离散频散曲线。

根据确定的起始频散点和预先设定的拾取参数对所述面波频散谱进行面波频散曲线的拾取包括：

确定所述的当前搜索速度范围内的有效速度个数；

根据所述当前速度搜索范围内的搜索速度、频率平衡半径以及有效速度个数对当前离散频散点的速度进行平滑处理。

如图6所示，该电子设备600还可以包括：通信模块110、输入单元120、音频处理单元130、显示器160、电源170。值得注意的是，电子设备600也并不是必须要包括图6中所示的所有部件；此外，电子设备600还可以包括图6中没有示出的部件，可以参考现有技术。

如图6所示，中央处理器100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器100接收输入并控制电子设备600的各个部件的操作。

其中，存储器140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器100可执行该存储器140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。

输入单元120向中央处理器100提供输入。该输入单元120例如为按键或触摸输入装置。电源170用于向电子设备600提供电力。显示器160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为lcd显示器，但并不限于此。

该存储器140可以是固态存储器，例如，只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、sim卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为eprom等。存储器140还可以是某种其它类型的装置。存储器140包括缓冲存储器141(有时被称为缓冲器)。存储器140可以包括应用/功能存储部142，该应用/功能存储部142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器100执行电子设备600的操作的流程。

存储器140还可以包括数据存储部143，该数据存储部143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器140的驱动程序存储部144可以包括电子设备的用于通信功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。

通信模块110即为经由天线111发送和接收信号的发送机/接收机110。通信模块(发送机/接收机)110耦合到中央处理器100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。

基于不同的通信技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通信模块110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)110还经由音频处理器130耦合到扬声器131和麦克风132，以经由扬声器131提供音频输出，并接收来自麦克风132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器130还耦合到中央处理器100，从而使得可以通过麦克风132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器131来播放本机上存储的声音。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在电子设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述电子设备中执行如上面实施例所述的面波频散曲线拾取方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在电子设备中执行上面实施例所述的面波频散曲线拾取。

对本领域技术人员而言根据前述的关于方法的实施例可清楚获本发明关于装置的实施方式，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。