一种用于地震勘探风险评估的区域模型渲染方法及装置与流程

本发明涉及地震勘探，具体涉及一种用于地震勘探风险评估的区域模型渲染方法及装置。

背景技术：

1、地面地震勘探是一项关键的地质勘探技术，用于获取地下地质信息。然而，与地面地震勘探相关的炸药震源爆破操作一直伴随着安全和精确性的挑战。传统方法通常依赖于经验性规则来确定装药量、炮点位置及间距、孔深等参数，但这些规则可能无法充分考虑地质多样性和环境安全因素，导致潜在的安全风险和数据不准确性。首先，装药量的控制至关重要。不适当的装药量可能导致地面振动过大，对周围环境和建筑物造成损害。另一方面，装药量过低可能导致地震信号太弱，影响地下地质信息的获取。其次，确定炮点位置及间距以及孔深需要考虑地下地质特征。不合理的炮点布置和孔深选择可能导致数据采集不均匀，降低了勘探结果的准确性。最后，现今地震勘探的爆破工作所采用的技术手段，对专职人员的爆破经验依赖程度较高，其智能化程度较低。

2、解决这些问题的关键在于开发一种智能化风险评价方法，能够根据地下地质条件和环境因素实时调整装药量、炮点位置及间距、孔深等参数，以确保爆破操作既安全又精确。如此将有助于减少地震勘探活动对周围环境和社区的不利影响，提高数据采集的可靠性和准确性，实现地面地震勘探炸药震源爆破的智能化控制和精确性优化。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了用于地面三维地震勘探风险监测与评估的区域模型渲染方法，解决了现今煤矿开采前的爆破工作所采用的技术手段，对专职人员的爆破经验依赖程度较高，智能化程度较低的问题。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种用于地震勘探风险评估的区域模型渲染方法，包括以下步骤：

6、步骤1：上传地震勘探的基础地质数据及勘探目的层深度数据，并据此设定地震勘探评价范围，构建地震勘探区域模型；

7、步骤2：接收构建的地震勘探区域模型及设定的勘探范围，基于模型获取勘探范围的各设计震源的坐标及其距离勘探目标层位置坐标的深度；

8、步骤3：接收步骤2的数据，设定渲染色彩及渲染色彩与深度关系比例尺，对地震勘探区域模型进行渲染；

9、步骤4：遍历读取渲染完成的地震勘探区域风险评价模型，根据地震勘探区域风险评价模型渲染结果，计算地震勘探区域风险系数；

10、其中，地震监测区域总的风险系数通过下式求取，公式为：

11、

12、式中：n为地震勘探区域中分区的集合；i为地震勘探区域中分区的序号；ui为地震勘探区域中分区i的渲染面大小；qj为灰度值为j的像素点个数与u中包含像素量的比值；l为灰度级的总数，j∈l，k值越大，则表示地震勘探区域风险越高；

13、步骤5：获取步骤4中地震勘探区域风险系数对应三维地震勘探震源参数数据，并上传获取的地震勘探基础地质数据采集所对应的下药量；

14、步骤6：设定计算权重，根据设定权重对地震勘探区域风险系数与三维地震勘探震源数据进行计算及配对。

15、更进一步地，所述步骤1中上传的地面三维地震勘探基础地质数据包括：勘探区域的位置坐标，勘探区域的海拔高度、勘探区域震源坐标，所述步骤1中设定的勘探范围通过用户端手动根据地震勘探基础地质数据中勘探区域坐标进行设定；

16、其中，步骤1在构建地震勘探区域风险评价模型时，同步获取上传的地震勘探基础地质数据中勘探区域坐标数据，应用每相邻三组勘探区域坐标构建平面，进一步基于构建的平面相互组合，构建地震勘探区域模型，所述步骤1每次上传地震勘探基础地质数据时，均执行一次地震勘探区域的设定及地震勘探区域模型的构建。

17、更进一步地，所述地震勘探基础地质数据中勘探区域震源峰值坐标应用勘探区域坐标与勘探区域深度的和进行表示，或通过下式进行求取，公式为：

18、

19、式中：h为震源位置修正值；tres为走时残差；n为震源速度模型修正值的集合；δ为校正矢量；f为偏导函数；mi为震源速度模型修正值；e为走时误差向量；dk为震源第k次触发时震源参数与速度模型的修正值向量；

20、其中，若勘探区域坐标为(x，y，z)，则勘探区域震源峰值坐标表示为(x，y，z±h)。

21、更进一步地，所述步骤2中勘探区域震源峰值坐标距离勘探区域坐标的深度即勘探区域震源峰值坐标与勘探区域坐标的差值，即z±h－z的值；

22、其中，所述步骤2在对各勘探区域震源峰值坐标距离勘探区域坐标的深度进行差值计算后，进一步对各差值计算结果进行求和，并基于求和结果所应用的差值计算结果对应的勘探区域坐标，使求和结果与三维地震勘探区域模型相互配置，获取各三维地震勘探区域模型中对应求和结果最大及最小的两组三维地震勘探区域模型。

23、更进一步地，所述步骤3在对三维地震勘探区域模型进行渲染时，同步对地震勘探区域模型进行分层分割，对地震勘探区域模型进行分层分割的操作服从渲染色彩与深度比例尺的最小单位；

24、其中，步骤3中设定的渲染色彩通过用户端手动设定，渲染色彩为基于同一色系由浅至深的色彩，所述渲染色彩的数量及比例尺中最小单位集合的数量均大于三维地震勘探区域模型分层分割后，分层的数量，三维地震勘探区域模型的分层分割及渲染操作于任意一种三维制图软件中完成。

25、更进一步地，所述步骤1中设定的地震勘探区域即地震勘探区域俯视视角平面图像，地震勘探区域同步执行渲染的操作或应用完成渲染的地震勘探区域模型的俯视视角进行渲染结果的获取；

26、其中，地震勘探区域在执行渲染的操作时，通过地震勘探区域的边界坐标获取地震勘探区域轮廓，进一步根据渲染色彩与深度比例尺对地震勘探区域轮廓进行向内的等距缩放，以获取到若干组缩放的地震勘探区域轮廓，地震勘探区域通过若干组地震勘探区域轮廓完成分隔，应用渲染色彩与深度比例尺完成由外向内的渐变渲染。

27、更进一步地，所述步骤4在进行地震勘探区域风险系数计算时，选用完成渲染的地震勘探区域俯视视角平面图像或地震勘探区域模型中任意一种作为计算目标。

28、更进一步地，所述地震勘探区域中分区集合即：地震勘探区域模型的分层分割结果或地震勘探区域俯视视角平面图像的轮廓分隔结果；

29、其中，地震勘探区域中任意位置的风险系数通过下式进行求取，公式为：

30、

31、式中：n为地震勘探区域中分区的集合，f为地震勘探区域中目标位置相邻分区的数量；p为地震勘探区域中目标位置相邻分区范围内最频繁渲染色彩出现概率；γ为地震勘探区域中目标位置相邻分区范围内最频繁渲染色彩的权重；υ为地震勘探区域中目标位置相邻分区范围内最频繁渲染色彩的灰度等级；η为地震勘探区域中目标位置相邻分区范围内存在的勘探区域坐标数量；l为地震勘探区域中目标位置相邻分区范围内存在的勘探区域坐标相邻距离均值，ξ值越大，表示地震勘探区域中目标位置的风险系数越高。

32、更进一步地，所述步骤4中计算地震勘探区域风险系数时，计算目标为各地震勘探区域模型中对应求和结果最大及最小的两组地震勘探区域模型；

33、其中，地震勘探区域风险系数与地震勘探基础地质数据的计算包括：

34、下药量：

35、

36、式中：m为下药量均值；m1为地震勘探区域模型求和结果最大所对应地震勘探区域风险系数中勘探区域坐标下药量；m2为地震勘探区域模型求和结果最小所对应地震勘探区域风险系数中勘探区域坐标下药量；ω、ν为权重；

37、勘探区域深度：

38、

39、式中：t为深度均值；t1为地震勘探区域模型求和结果最大所对应地震勘探区域风险系数中勘探区域深度；t2为地震勘探区域模型求和结果最小所对应地震勘探区域风险系数中勘探区域深度；

40、地震勘探区域风险系数：

41、

42、式中：k0为风险系数均值；k1为地震勘探区域模型求和结果最大的地震勘探区域风险系数；k2为地震勘探区域模型求和结果最小的地震勘探区域风险系数。

43、更进一步地，所述步骤6中地震勘探区域风险系数与地震勘探基础地质数据的配对结果表示为：m∶t∶k0；

44、其中，用户端根据地震勘探区域风险系数与地震勘探基础地质数据的配对结果，执行任一地震勘探数据状态下的地震勘探区域风险系数的推算，地震模拟数据通过用户端手动设定。

45、有益效果

46、采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

47、1、本发明提供一种用于地震勘探风险评估的区域模型渲染方法，该方法在其步骤执行过程中，能够通过上传的地震勘探基础数据来构建三维地震勘探监测模型，并进一步对构建的地震勘探区域模型渲染，进而基于渲染结果来采集地震勘探数据，同时通过地震勘探模型风险系数的求取及进一步的数据配对，为现场技术人员提供数据参考，从而基于该方法的输出结果来对三维地震勘探震源激发参数执行任意一种地震勘探风险评价数据状态下风险系数的推算。

48、2、本发明中方法在其步骤执行的过程中，还能够对实际三维地震勘探范围中的任意位置进行风险系数的求取，现场技术人员基于风险系数在进行震源爆破地震勘探时，选择最佳、更安全的激发位置及参数，确保三维地震勘探工作安全开展。

49、3、本发明中的方法在对三维地震勘探范围内风险系数与地震勘探数据进行计算及配对阶段，分别采用了两组地震勘探数据的端值，从一定程度的提升了方法最终输出结果的精度，且同时配置有两种勘探区域震源峰值坐标的获取逻辑，不仅借此提升了该方法在对三维地震勘探区域风险系数与地震勘探基础数据进行计算及配对阶段的鲁棒性，同时还提供了现场技术人员以更多的数据参考，以便于地震勘探数据采集过程中的下药阶段获取到更多的数据支持。