CN103954991A - 多属性地震数据反演方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地震数据反演方法和设备，其中，所述的方法包括：A)对多属性三维地震数据进行网格化采样，其中，网格化采样是对多属性地震数据进行的三个维度各包括相同数量采样点的采样操作；B)基于用户的观察角度和基于预设的映射机制将网格化采样后的多属性地震数据映射到显示域，其中，映射机制是将地震数据转化到颜色空间的机制；C)对映射到显示域的多属性地震数据进行融合；D)对融合后的地震数据进行反演。本发明提升对地震数据进行多属性融合和反演的效率。

Description

多属性地震数据反演方法和设备

技术领域

本发明涉及地震数据反演方法和设备。更具体地讲，涉及将多种属性的三维地震数据进行融合以及反演的方法和设备。

背景技术

随着计算机图形学的发展和计算机技术的不断提升，地震数据三维可视化技术应运而生。该方法直接对原始数据进行绘制，通过一系列算法生成可视化的图像显示在屏幕上。光线的光学属性在经过三维地震数据场后会发生变化，这些变化累加起来最终导致人们看到的结果不同，体绘制就是研究这些不同，从而通过光线变化直接显示内部的结构。体绘制算法将离散分布的三维数据场数据转化为能够在显示器上显示的图像数据，最终生成能够体离散前连续的三维数据场的二维图像。

现有技术的地震数据体绘制技术是针对单个的地震属性的体绘制，而仅靠一个地震属性描述复杂的地质构造显然有些苍白，单个属性对于区分地址结构的层位断层等信息的边界容易产生误差。对地震数据利用度不高，单个属性的显示信噪比不高，浪费了大量的有效信息，单属性地震数据因为信息量的原因，对于地质内部物质边界区分不明显，不能很好的表现差异性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够将多种地震数据进行融合以及反演的方法和设备。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种多属性地震数据的反演方法，包括：A)对多属性三维地震数据进行网格化采样，其中，网格化采样是对多属性地震数据进行的三个维度各包括相同数量采样点的采样操作；B)基于用户的观察角度和基于预设的映射机制将网格化采样后的多属性地震数据映射到显示域，其中，映射机制是将地震数据转化到颜色空间的机制；C)对映射到显示域的多属性地震数据进行融合；D)对融合后的地震数据进行反演。

可选地，所述方法可还包括：E)检测用户是否改变观察角度，当检测到用户改变观察角度时，返回执行步骤B)。

可选地，步骤B)可包括：B1)对每种属性的网格化采样后的地震数据进行垂直观察角度方向的切片操作，并生成切片数据；B2)基于预设的映射机制将每种属性地震数据的切片数据映射成显示域的颜色信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种多属性地震数据的反演设备，包括：采样模块，用于对多属性三维地震数据进行网格化采样，其中，网格化采样是对多属性地震数据进行的三个维度各包括相同数量采样点的采样操作；映射模块，基于用户的观察角度和基于预设的映射机制将网格化采样后的多属性地震数据映射到显示域，其中，映射机制是将地震数据转化到颜色空间的机制；融合模块，用于对映射到显示域的多属性地震数据进行融合；反演模块，用于对融合后的地震数据进行反演。

可选地，所述的设备可还包括：检测模块，用于检测用户是否改变观察角度，当检测到用户改变观察角度时，将改变的观察角度发送给映射模块。

可选地，映射模块可包括：切片数据生成单元，对每种属性的网格化采样后的地震数据进行垂直观察角度方向的切片操作，并生成切片数据；颜色信息生成单元，基于预设的映射机制将每种属性地震数据的切片数据映射成显示域的颜色信息。

本发明通过多地震属性的融合体绘制，提高目标异常体的显示精度和显示效果，能够反映属性之间的相关关系，明确不同属性，不同部分不同地质之间的分界，提高信噪比，通过本发明极大的提升对地震数据进行多属性融合和反演的效率，并且可以选取感兴趣的部分进行反演，提高辨识度，方便解释。

将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了根据本发明示例性实施例的多属性地震数据反演方法的流程图；

图2示出了根据本发明示例性实施例的多属性地震数据反演设备的框图；

图3示出了根据本发明示例性实施例的对一种属性地震数据进行切片操作的示意图；

图4示出了根据本发明示例性实施例的对多属性地震数据进行切片和融合的示意图；

图5示出了根据本发明示例性实施例的根据视线方向对多属性地震数据进行切片和融合的示意图；

图6示出了根据本发明示例性实施例的多属性地震数据反演方法的详细流程图。

具体实施方式

下面将提供例如详细的描述以帮助全面理解本发明实施例。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对在此描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，将省略对已知功能和结构的描述。

图1示出了多属性地震数据反演方法的流程图。

参照图1，在步骤S101，对多属性三维地震数据进行网格化采样。其中，网格化采样是对多属性地震数据进行的三个维度各包括相同数量采样点的采样操作。

可将多属性地震数据进行网格化和归一化，使多种不同规模的地震数据具有相同的规模，在三个维度上具有相同数量的地震数据采样点以对多种属性的地震数据进行融合。

作为一个示例，例如，多属性地震数据可包括相干属性地震数据、振幅属性地震数据和倾角属性地震数据，假设对上述三种地震属性数据进行网格化采样，采样后各属性数据都包括相同的宽度、高度和深度，例如，宽度、高度、深度分别为W、H、D，即采样点数都为W×H×D，每个网格采样点可对应一个采样地震数据。

在步骤S102，将网格化采样后的多属性地震数据映射到显示域。具体的讲，基于用户的观察角度和基于预设的映射机制将网格化采样后的多属性地震数据映射到显示域，其中，映射机制是将地震数据转化到颜色空间的机制。

可对每种属性的网格化采样后的地震数据进行垂直观察角度方向的切片操作，并生成切片数据；基于预设的映射机制将每种属性地震数据的切片数据映射成显示域的颜色信息。例如，图3示出了对一种属性地震数据进行切片操作的示意图，参照图3，所述地震数据宽度为W、高度是H以及沿视线方向的深度是D，以d为间隔沿着垂直于观察角度的方向对地震数据进行切片，切片数量是D/d。

可沿着观察角度的由远及近的方向对地震数据的融合，可对每种属性的地震数据进行垂直于观察方向的切片操作，由远离观察点的切片数据向与观察点距离近的切片数据的方向进行融合，将每个切片数据基于预设的映射机制映射到显示域，例如，可将每个切片数据由频率空间映射到颜色空间，将0度至5度的倾角映射成蓝色，将5度至10度的倾角映射成红色等。

作为一个示例，可在OpenGL中采用多重纹理的方式，可在第一纹理单元创建包括所有属性的三维地震属性数据的纹理，在第二纹理单元中创建所有的一维传输函数纹理。其中，第一纹理单元的地震属性数据纹理包括多属性的网格化采样后的地震数据，以将这些地震数据映射到颜色空间，第二纹理单元的传输函数纹理根据与用户交互的结果实时更新，传输函数对应于预设的映射机制，每种属性地震数据可对应一种映射机制或所有属性地震数据对应同一种映射机制，例如，传输函数可定义地震数据值的大小和颜色的对应关系，可基于传输函数更新颜色映射机制或所观察的地震数据的坐标范围等。

首先获取当前观察角度方向，生成一系列与视线垂直的等间隔平面多边形，平面多边形的顶点位置由三维地震数据体的边和与视线垂直的面的交点产生。

可依次循环在第一纹理单元绑定(OpenGL函数：glBindTexture)地震属性数据纹理，同时在第二纹理单元绑定传输函数数据纹理，将经过传输函数处理的地震属性数据映射到多边形上。

在步骤S103，对映射到显示域的多属性地震数据进行融合。

作为一个示例，多属性地震数据可包括相干属性地震数据、振幅属性地震数据和倾角属性地震数据，对上述三种地震属性数据进行切片操作，例如，切片后每种属性地震数据包括10片，将每种属性地震数据相同位置的切片分为1组，即，包括10组，每组3片。对10组地震数据进行融合。可采用现有技术中常用的融合技术对每一片切片数据进行融合，例如光线投射法等。

在步骤S104，对融合后的地震数据进行反演。可将在步骤S103中融合后的数据显示在显示屏上。

此外，所述多属性地震数据反演方法还可包括以下步骤(未示出)：检测用户是否改变观察角度，当检测到用户改变观察角度时，返回执行步骤S102，以根据用户的观察角度对多属性地震数据进行反演。

例如，当检测到用户用鼠标拖动反演图像时，可检测根据用户鼠标的拖动所引起的观察角度的改变。

图2示出了多属性地震数据反演设备的框图。

参照图2，多属性地震数据反演设备包括：采样模块201、映射模块202、融合模块203和反演模块204。

采样模块201用于对多属性三维地震数据进行网格化采样。其中，网格化采样是对多属性地震数据进行的三个维度各包括相同数量采样点的采样操作。

可将多属性地震数据进行网格化和归一化，使多种不同规模的地震数据具有相同的规模，在三个维度上具有相同数量的地震数据采样点以对多种属性的地震数据进行融合。

作为一个示例，例如，多属性地震数据可包括相干属性地震数据、振幅属性地震数据和倾角属性地震数据，假设对上述三种地震属性数据进行网格化采样，采样后各属性数据都包括相同的宽度、高度和深度，例如，宽度、高度、深度分别为W、H、D，即采样点数都为W×H×D，每个网格采样点可对应一个采样地震数据。

映射模块202用于将网格化采样后的多属性地震数据映射到显示域。具体的讲，映射模块202基于用户的观察角度和基于预设的映射机制将网格化采样后的多属性地震数据映射到显示域，其中，映射机制是将地震数据转化到颜色空间的机制。

映射模块可包括切片数据生成单元和颜色信息生成单元。切片数据生成单元可对每种属性的网格化采样后的地震数据进行垂直观察角度方向的切片操作，并生成切片数据，颜色信息生成单元基于预设的映射机制将每种属性地震数据的切片数据映射成显示域的颜色信息。

可沿着观察角度的由远及近的方向对地震数据的融合，可对每种属性的地震数据进行垂直于观察方向的切片操作，由远离观察点的切片数据向与观察点距离近的切片数据的方向进行融合，将每个切片数据基于预设的映射机制映射到显示域，例如，可将每个切片数据由频率空间映射到颜色空间，将0度至5度的倾角映射成蓝色，将5度至10度的倾角映射成红色等。

融合模块203用于对映射到显示域的多属性地震数据进行融合。

作为一个示例，多属性地震数据可包括相干属性地震数据、振幅属性地震数据和倾角属性地震数据，对上述三种地震属性数据进行切片操作，例如，切片后每种属性地震数据包括10片，将每种属性地震数据相同位置的切片分为1组，即，包括10组，每组3片。融合模块203对10组地震数据进行融合。可采用现有技术中常用的融合技术对每一片切片数据进行融合，例如光线投射法等。

反演模块204用于对融合后的地震数据进行反演。可将融合模块203所融合的数据显示在显示屏上。

此外，所述多属性地震数据反演设备还可包括检测模块(未示出)，用于检测用户是否改变观察角度，当检测到用户改变观察角度时，将改变的观察角度发送给映射模块202，以根据用户的观察角度对多属性地震数据进行反演。

例如，当检测到用户用鼠标拖动反演图像时，可检测根据用户鼠标的拖动所引起的观察角度的改变。

图4是示出了对多属性地震数据进行切片和融合的示意图。图4示出了包括属性1地震数据的三维数据体V1、包括属性2地震数据的三维数据体V2和包括属性n地震数据的三维数据体Vn。可分别对以上数据体进行切片操作，生成切片组S1、切片组S2和切片组Sn。将每个切片组相同序号的切片组合，按照组合后的顺序对各个属性的数据体进行融合。例如，可对切片组S1、切片组S2和切片组Sn的第一片切片数据进行融合，再对各个切片组的第二片切片数据进行融合。综合各属性数据的信息便于全面分析地震数据特征。

图5是示出了根据视线方向对多属性地震数据进行切片和融合的示意图。

具体的讲，图5示出了观察角度是立方体顶点的示意图，假设用户观察角度是立方体的顶点，沿着垂直于观察角度的方向对地震数据体进行切片，切片的边缘由垂直于观察角度方向的切面和地震数据体相交的线组成。在一个示例中，可计算出一系列切片的多边形形状，使用地震数据所对应的颜色信息对每片切片进行填充。

图6是更加详细示出多属性地震数据反演方法的流程图。

参照图6，在步骤S601，数据预处理。可对多种属性的地震数据进行网格化采样，其中，多种属性地震数据可以包括不同数据规模，经过网格化采样后多种属性地震数据包括相同的数据规模，各种地震数据所包括的采样点一一对应便于互相融合。

在步骤S602，创建多重三维纹理。

作为一个示例，在OpenGL环境下，可创建第一纹理单元，所述第一纹理单元可每次绑定一种属性地震数据，并可在各种属性地震数据中切换。

在步骤S603，设定传递函数。可创建第二纹理单元，所述第二纹理单元绑定传递函数，所述传递函数定义了第一纹理单元中的地震数据所对应的颜色值。其中，每一种属性的地震数据可对应于一种传递函数或全部属性的地震数据对应同一传递函数。所述传递函数还可包括用户要观察的地震数据范围，例如，可接收用户的输入，对所观察地震数据的长、宽和高坐标进行选择。

在步骤S604，根据视线方向，对当前激活体数据进行重采样。当视线方向改变时，使用垂直于视线方向的切面对当前激活体数据进行切片，其中，当切片处没有数值时，可根据切片处坐标周围的数值对其进行采样。当待融合的地震数据包括多个属性的地震数据时，第一纹理单元同一时间绑定一种属性的地震数据，对当前绑定的地震数据进行切片采样后，将下一种属性的地震数据设定为激活体数据，以对多属性地震体数据进行遍历。

在步骤S605，硬件把采样切片和之前采样切片融合。

在步骤S606，判断是否全部采样完毕。

当非全部采样完毕时，循环设定下一属性为激活，即切换到下一属性体数据，对下一属性体数据相应的位置的切片进行融合。当全部采样完毕时，执行步骤S607，判断是否改变视线方向，当改变视线方向时，返回执行步骤S604。当不改变视线方向时，执行步骤S608，根据全部采样信息对融合后的多个属性地震数据进行显示。

本发明通过多地震属性的融合体绘制，提高目标异常体的显示精度和显示效果，能够反映属性之间的相关关系，明确不同属性，不同部分不同地质之间的分界，提高信噪比，通过本发明极大的提升对地震数据进行多属性融合和反演的效率，并且可以选取感兴趣的部分进行反演，提高辨识度，方便解释。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (6)

1.一种多属性地震数据的反演方法，包括：

A)对多属性三维地震数据进行网格化采样，其中，网格化采样是对多属性地震数据进行的三个维度各包括相同数量采样点的采样操作；

B)基于用户的观察角度和基于预设的映射机制将网格化采样后的多属性地震数据映射到显示域，其中，映射机制是将地震数据转化到颜色空间的机制；

C)对映射到显示域的多属性地震数据进行融合；

D)对融合后的地震数据进行反演。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

E)检测用户是否改变观察角度，当检测到用户改变观察角度时，返回执行步骤B)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤B)包括：

B1)对每种属性的网格化采样后的地震数据进行垂直观察角度方向的切片操作，并生成切片数据；

B2)基于预设的映射机制将每种属性地震数据的切片数据映射成显示域的颜色信息。

4.一种多属性地震数据的反演设备，包括：

采样模块，用于对多属性三维地震数据进行网格化采样，其中，网格化采样是对多属性地震数据进行的三个维度各包括相同数量采样点的采样操作；

映射模块，基于用户的观察角度和基于预设的映射机制将网格化采样后的多属性地震数据映射到显示域，其中，映射机制是将地震数据转化到颜色空间的机制；

融合模块，用于对映射到显示域的多属性地震数据进行融合；

反演模块，用于对融合后的地震数据进行反演。

5.根据权利要求4所述的设备，还包括：

检测模块，用于检测用户是否改变观察角度，当检测到用户改变观察角度时，将改变的观察角度发送给映射模块。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，映射模块包括：

切片数据生成单元，对每种属性的网格化采样后的地震数据进行垂直观察角度方向的切片操作，并生成切片数据；

颜色信息生成单元，基于预设的映射机制将每种属性地震数据的切片数据映射成显示域的颜色信息。