CN104199088B - 一种提取入射角道集的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种提取入射角道集的方法及系统，所述方法包括：读入子波数据、地震炮集数据和层速度模型数据，计算预设区域内的炮点波场和检波点波场；根据所述炮点波场和检波点波场，计算地震炮集的地震偏移成像结果，并基于所述地震偏移成像结果得到三维数据；基于所述炮点波场和预设频率值计算单频炮点波场；基于所述单频炮点波场计算入射方向矢量，基于所述三维数据计算法向矢量；根据所述入射方向矢量和所述法向矢量，计算所述预设区域中坐标位置对应的入射角，并将所述位置的偏移成像能量值映射至所述入射角形成的角度域，映射完成后得到入射角道集。本申请公开的提取入射角道集的方法及系统可以提高提取的入射角道集的精度。

Description

一种提取入射角道集的方法及系统

技术领域

本申请涉及地震勘探技术领域，特别涉及一种提取入射角道集的方法及系统。

背景技术

地震勘探是指利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。入射角道集是地震勘探过程中非常重要的地震数据，所述入射角道集可以包括：地层中的坐标位置、所述坐标位置对应的入射角，以及所述坐标位置的波场能量值。所述入射角道集对于地层中岩性分析、油藏分析一会波场传播建模都具有重要的意义。

现有的提取入射角道集的方法包括：

在波动方程偏移的成像阶段，以成像点为中心，沿水平方向分别以不同的半偏移距进行错位成像。根据错位成像的结果生成地下偏移距道集，然后使用拉冬变换将所述地下偏移道集转换为入射角道集。

在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的提取入射角道集的方法直接根据错位成像的结果生成地下偏移道集，没有考虑地层倾角，该方法只适合应用于水平地层。但地震勘探过程中，地形一般比较复杂，通常地层都存在倾斜的情况，采用该方法在复杂地形中提取入射角道集时，由于没有考虑地层倾角，计时得到的入射角存在偏差，因此该方法产生的入射角道集计算精度不高。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种提取入射角道集的方法及系统，以提高提取的入射角道集的精度。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种提取入射角道集的方法及系统是这样实现的：

一种提取入射角道集的方法，包括：

读入子波数据、地震炮集数据和层速度模型数据，根据子波数据和层速度模型数据计算预设区域内的炮点波场，根据地震炮集数据和层速度模型数据计算所述预设区域内的检波点波场；

根据所述炮点波场和检波点波场，计算地震炮集的地震偏移成像结果，并基于所述地震偏移成像结果得到三维数据；

基于所述炮点波场和预设频率值计算单频炮点波场；

利用结构张量倾角扫描方法，基于所述单频炮点波场计算入射方向矢量，基于所述三维数据计算法向矢量；

根据所述入射方向矢量和所述法向矢量，计算所述预设区域中坐标位置对应的入射角，并将所述坐标位置的偏移成像能量值映射至所述入射角形成的角度域，映射完成后得到入射角道集。

优选方案中，所述根据子波数据和层速度模型数据计算预设区域内的炮点波场，包括：采用下述公式进行计算

$\frac{1}{v^2(x,y,z)}\frac{{\∂}^{2}P}{\∂t^2}=\frac{{\∂}^{2}P}{\∂x^2}+\frac{{\∂}^{2}P}{\∂y^2}+\frac{{\∂}^{2}P}{\∂z^2}+S\left(t\right)$

上式中，P是需要计算的炮点波场；(x，y，z)为预设区域内的坐标，是变量；t为时间，是变量；S(t)是子波数据。

优选方案中，所述根据地震炮集数据和层速度模型数据计算所述预设区域内的检波点波场，包括：采用下述公式进行计算

$\frac{1}{v^2(x,y,z)}\frac{{\∂}^{2}P}{\∂t^2}=\frac{{\∂}^{2}P}{\∂x^2}+\frac{{\∂}^{2}P}{\∂y^2}+\frac{{\∂}^{2}P}{\∂z^2}+S\left(t\right)$

上式中，P是需要计算的检波点波场；(x，y，z)为预设区域内的坐标，是变量；t为时间，是变量；S(t)取地震炮集数据。

优选方案中，所述基于所述炮点波场和预设频率值计算单频炮点波场，包括：

将所述炮点波场乘以指数函数e^-iωt得到乘积，其中ω＝2πf，f是单频频率；

将计算的乘积的实部设置为单频炮点波场。

优选方案中，所述单频频率f的取值范围包括：15HZ～20HZ。

优选方案中，所述利用结构张量倾角扫描方法，基于所述单频炮点波场计算入射方向矢量，包括：

利用下述公式对所述单频炮点波场构造张量：

$T=\▿I^{*}\▿I=\left[\begin{array}{ccc}{\▿}_x{\▿}_x& {\▿}_x{\▿}_y& {\▿}_x{\▿}_z\\ {\▿}_y{\▿}_x& {\▿}_y{\▿}_y& {\▿}_y{\▿}_z\\ {\▿}_z{\▿}_x& {\▿}_z{\▿}_y& {\▿}_z{\▿}_z\end{array}\right]$

上式中，T表示构造张量；^*▽I表示▽I的转置；▽I表示I的梯度；I表示单频炮点波场；▽_x表示x方向的变化量；▽_y表示y方向的变化量；▽_z表示z方向的变化量；

对所述构造张量进行平滑，具体地，将所述构造张量T乘以平滑窗口算子S，如下述公式所示：

$ST=\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{\Σ}{\▿}_x{\▿}_x& \mathrm{\Σ}{\▿}_x{\▿}_y& \mathrm{\Σ}{\▿}_x{\▿}_z\\ \mathrm{\Σ}{\▿}_y{\▿}_x& \mathrm{\Σ}{\▿}_y{\▿}_y& \mathrm{\Σ}{\▿}_y{\▿}_z\\ \mathrm{\Σ}{\▿}_z{\▿}_x& \mathrm{\Σ}{\▿}_z{\▿}_y& \mathrm{\Σ}{\▿}_z{\▿}_z\end{array}\right]$

上式中，S表示平滑窗口算子；▽_x表示x方向的变化量；▽_y表示y方向的变化量；▽_z表示z方向的变化量；

求解公式中矩阵ST的特征值，所得特征值包括：x方向特征值、y方向特征值和z方向特征值；

X方向特征值除以z方向特征值得到xdip1，y方向特征值除以z方向特征值得到ydip1；将所述xdip1和ydip1设置为入射方向矢量。

优选方案中，所述利用结构张量倾角扫描方法，基于所述三维数据计算法向矢量，包括：

利用下述公式对所述三维数据构造张量：

$T=\▿I^{*}\▿I=\left[\begin{array}{ccc}{\▿}_x{\▿}_x& {\▿}_x{\▿}_y& {\▿}_x{\▿}_z\\ {\▿}_y{\▿}_x& {\▿}_y{\▿}_y& {\▿}_y{\▿}_z\\ {\▿}_z{\▿}_x& {\▿}_z{\▿}_y& {\▿}_z{\▿}_z\end{array}\right]$

上式中，T表示构造张量；^*▽I表示▽I的转置；▽I表示I的梯度；I表示三维数据；▽_x表示x方向的变化量；▽_y表示y方向的变化量；▽_z表示z方向的变化量；

对所述构造张量进行平滑，具体地，将所述构造张量T乘以平滑窗口算子S，如下述公式所示：

$ST=\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{\Σ}{\▿}_x{\▿}_x& \mathrm{\Σ}{\▿}_x{\▿}_y& \mathrm{\Σ}{\▿}_x{\▿}_z\\ \mathrm{\Σ}{\▿}_y{\▿}_x& \mathrm{\Σ}{\▿}_y{\▿}_y& \mathrm{\Σ}{\▿}_y{\▿}_z\\ \mathrm{\Σ}{\▿}_z{\▿}_x& \mathrm{\Σ}{\▿}_z{\▿}_y& \mathrm{\Σ}{\▿}_z{\▿}_z\end{array}\right]$

上式中，S表示平滑窗口算子；▽_x表示x方向的变化量；▽_y表示y方向的变化量；▽_z表示z方向的变化量；

求解公式中矩阵ST的特征值，所得特征值包括：x方向特征值、y方向特征值和z方向特征值；

X方向特征值除以z方向特征值得到xdip2，y方向特征值除以z方向特征值得到ydip2；将所述xdip2和ydip2设置为法向矢量。

优选方案中，所述入射角道集包括：坐标位置、所述坐标位置对应的入射角，以及所述坐标位置的能量值。

一种提取入射角道集的系统，包括：波场计算模块、成像模块、单频炮点波场计算模块、矢量计算模块和入射角道集模块；其中，

所述波场计算模块，用于读入子波数据、地震炮集数据和层速度模型数据，根据子波数据和层速度模型数据计算预设区域内的炮点波场，根据地震炮集数据和层速度模型数据计算所述预设区域内的检波点波场；

所述成像模块，用于根据所述炮点波场和检波点波场，计算地震炮集的地震偏移成像结果，并基于所述地震炮集的地震偏移成像结果得到三维数据；

所述单频炮点波场计算模块，用于基于所述炮点波场和预设频率值计算单频炮点波场；

所述矢量计算模块，用于利用结构张量倾角扫描方法，基于所述单频炮点波场计算入射方向矢量，基于所述三维数据计算法向矢量；

所述入射角道集模块，用于根据所述入射方向矢量和所述法向矢量，计算所述预设区域中坐标位置对应的入射角，并将所述坐标位置的偏移成像能量值映射至所述入射角形成的角度域，映射完成后提取得到入射角道集。

优选方案中，所述波场计算模块，包括：读入模块、炮点波场模块和检波点波场模块；其中，

所述读入模块，用于读入子波数据、地震炮集数据和层速度模型数据；

所述炮点波场模块，用于根据子波数据和层速度模型数据计算预设区域内的炮点波场；

所述检波点波场模块，用于根据地震炮集数据和层速度模型数据计算所述预设区域内的检波点波场。

优选方案中，所述成像模块，包括：成像计算模块和三维数据模块；其中，

所述成像计算模块，用于根据所述波场计算模块中计算所得的炮点波场和检波点波场，计算地震炮集的地震偏移成像结果；

所述三维数据模块，用于根据成像计算模块得到的地震偏移成像结果得到三维数据。

优选方案中，所述矢量计算模块，包括：入射方向矢量模块和法向矢量模块；其中，

所述入射方向矢量模块，用于利用结构张量倾角扫描方法，基于单频炮点波场计算模块，所得的单频炮点波场计算入射方向矢量；

所述法向矢量模块，用于利用结构张量倾角扫描方法，基于所述成像模块中得到的三维数据计算法向矢量。

优选方案中，所述入射角道集模块，包括：入射角计算模块、映射模块和道集提取模块；其中，

所述入射角计算模块，用于根据矢量计算模块计算得到的入射方向矢量和法向矢量计算所述预设区域中坐标位置对应的入射角；

所述映射模块，用于将所述坐标位置的偏移成像能量值映射至所述入射角计算模块计算的入射角所形成的角度域；

所述道集提取模块，用于根据映射模块的结果提取入射角道集。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例公开的提取入射角道集的方法及系统，根据可以反映出波场的传播方向的单频炮点波场来计算入射方向矢量，根据三维数据计算法向矢量，再根据所述入射方向矢量和法向矢量来计算入射角。所述法向矢量可以表示地层的倾角。因此，采用本申请公开的方法计算出的入射角包含了复杂地形中的地层倾角，得到的入射角精度较高，从而可以提高提取的入射角道集的精度。

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是本申请一种提取入射角道集的方法实施例的流程图；

图2是本申请一种提取入射角道集的系统实施例的模块图；

图3是本申请系统实施例中波场计算模块的模块图；

图4是本申请系统实施例中成像模块的模块图；

图5是本申请系统实施例中矢量计算模块的模块图；

图6是本申请系统实施例中入射角道集模块的模块图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种提取入射角道集的方法及系统。

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是本申请一种提取入射角道集的方法实施例的流程图。如图1所示，所述提取入射角道集的方法可以包括：

S101：读入子波数据、地震炮集数据和层速度模型数据，根据子波数据和层速度模型数据计算预设区域内的炮点波场，根据地震炮集数据和层速度模型数据计算所述预设区域内的检波点波场。

计算机可以读入子波数据、地震炮集数据和层速度模型数据。

所述子波数据可以用于模拟震源。所述子波数据中可以包括：位置参数(x，y)、时间参数t和子波频率F。所述子波频率F的取值范围可以是15HZ～25HZ。所述子波的个数可以与所述地震炮集数据中的炮数相同。

所述地震炮集数据可以是按照炮号排列的地震反射数据，所述地震反射数据可以是经过预处理的，例如是经过去噪等预处理的反射数据。所述地震炮集数据中的参数可以包括：位置参数(x，y)、时间参数t和子波频率F。

所述层速度模型用于描述地下岩层的纵波传播速度。所述层速度模型中的参数可以包括：位置参数(x，y)、深度参数z、和速度参数v。

根据子波数据和层速度模型数据，可以计算预设区域内的炮点波场。所述预设区域包括预设的位置和预设的深度。

所述计算预设区域内的炮点波场可以通过声波方程来实现，所述声波方程如公式(1)所示：

$\frac{1}{v^2(x,y,z)}\frac{{\∂}^{2}P}{\∂t^2}=\frac{{\∂}^{2}P}{\∂x^2}+\frac{{\∂}^{2}P}{\∂y^2}+\frac{{\∂}^{2}P}{\∂z^2}+S\left(t\right)---\left(1\right)$

公式(1)中，P表示波场；(x，y，z)表示空间坐标，对应于预设区域内的位置参数(x，y)和深度参数z；t表示时间，v表示传播速度；S(t)表示波数据。

利用公式(1)计算炮点波场时，公式(1)中，P是需要计算的炮点波场；(x，y，z)为预设区域内的坐标，是变量；t为时间，是变量；S(t)取子波数据。

根据地震炮集数据和层速度模型数据还可以计算所述预设区域内的检波点波场。所述计时预设区域内的检波点波场也可以利用公式(1)计算得到。

利用公式(1)计算检波点波场是，公式(1)中，P是需要计算的检波点波场；(x，y，z)为预设区域内的坐标，是变量；t为时间，是变量；S(t)取地震炮集数据。

S102：根据所述炮点波场和检波点波场，计算地震炮集的地震偏移成像结果，并基于所述地震偏移成像结果得到三维数据。

根据计算得到的炮点波场和检波点波场，可以计算地震炮集的地震偏移成像结果。具体可以将所述地震炮集记录中每一炮在同一时刻的炮点波场和检波点波场进行互相关成像计算，得到地震偏移成像结果。

基于所述地震偏移成像结果可以得到三维数据，具体地，将炮集中每一炮计算所得的地震偏移成像结果进行叠加，所得的叠加结果即为三维数据。

S103：基于所述炮点波场和预设频率值计算单频炮点波场。

基于计算得到的炮点波场和预设的频率值，可以计算单频炮点波场。具体可以包括：

将计算所得的炮点波场乘以指数函数e^-iωt得到乘积，其中ω＝2πf，f是单频频率，所述f的取值范围可以包括：15HZ～20HZ。

将上述乘积的实部保留下来，可以将所述乘积的实部设置为单频炮点波场。所述单频炮点波场保存可以反映出波场的传播方向。

S104：利用结构张量倾角扫描方法，基于所述单频炮点波场计算入射方向矢量，基于所述三维数据计算法向矢量。

基于所述单频炮点波场可以计算入射方向矢量，所述入射方向矢量可以利用结构张量倾角扫描方法获得。

设所述单频炮点波场为I，则可以定义一构造张量T：

T＝▽I^*▽I (2)

其中，^*▽I表示▽I的转置；▽I表示I的梯度；所述▽I具体如下式所示：

$\▿I=({\▿}_x,{\▿}_y,{\▿}_z)I=(\∂I/\∂x,\∂I/\∂y,\∂I/\∂z)---\left(3\right)$

公式(3)中，▽_x表示x方向的变化量；▽_y表示y方向的变化量；▽_z表示z方向的变化量。

所述构造张量T可以用于表示区域的变化方向和沿变化方向的变化量大小，其中特征向量反映了局部区域变化的方向，特征值反映了变化的大小。

对所述单频炮点波场构造张量，可以如下式所示：

$T=\▿I^{*}\▿I=\left[\begin{array}{ccc}{\▿}_x{\▿}_x& {\▿}_x{\▿}_y& {\▿}_x{\▿}_z\\ {\▿}_y{\▿}_x& {\▿}_y{\▿}_y& {\▿}_y{\▿}_z\\ {\▿}_z{\▿}_x& {\▿}_z{\▿}_y& {\▿}_z{\▿}_z\end{array}\right]---\left(4\right)$

公式(4)中，T表示构造张量；^*▽I表示▽I的转置；▽I表示I的梯度；▽_x表示x方向的变化量；▽_y表示y方向的变化量；▽_z表示z方向的变化量。

可以对公式(4)的构造张量进行平滑，具体地，可以通过将所述构造张量T乘以平滑窗口算子S来实现，平滑后所得结果可以如公式(5)所示：

$ST=\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{\Σ}{\▿}_x{\▿}_x& \mathrm{\Σ}{\▿}_x{\▿}_y& \mathrm{\Σ}{\▿}_x{\▿}_z\\ \mathrm{\Σ}{\▿}_y{\▿}_x& \mathrm{\Σ}{\▿}_y{\▿}_y& \mathrm{\Σ}{\▿}_y{\▿}_z\\ \mathrm{\Σ}{\▿}_z{\▿}_x& \mathrm{\Σ}{\▿}_z{\▿}_y& \mathrm{\Σ}{\▿}_z{\▿}_z\end{array}\right]---\left(5\right)$

公式(5)中，S表示平滑窗口算子；▽_x表示x方向的变化量；▽_y表示y方向的变化量；▽_z表示z方向的变化量。

求解公式(5)中矩阵的特征值，所得特征值可以包括：x方向特征值、y方向特征值和z方向特征值。

X方向特征值除以z方向特征值可以得到xdip1，y方向特征值除以z方向特征值可以得到ydip1。所述xdip1和ydip1可以用于表示入射方向矢量。

基于所述三维数据可以计算法向矢量，所述法向矢量也可以利用结构张量倾角扫描方法获得，计算方法与入射方向矢量的计算方法相同。计算得到的法向方向可以用xdip2和ydip2表示。所述法向矢量可以反映地质构造的地层倾角。

S105：根据所述入射方向矢量和所述法向矢量，计算所述预设区域中坐标位置对应的入射角，并将所述坐标位置的偏移成像能量值映射至所述入射角形成的角度域，映射完成后得到入射角道集。

根据所述计算得到的入射方向矢量和所述法向矢量，可以计算所述预设区域中每一坐标位置对应的入射角。具体地，(xdip1-xdip2)和(ydip1-ydip2)可以用于表示预设区域中某一位置的入射角。可以设置所述入射角形成的区域为角度域。可以将所述位置的能量值映射至所述角度域。例如所述预设区域中第一位置对应的入射角可以为第一入射角，可以将所述第一入射角形成的第一角度域中的能量值叠加上所述第一位置的偏移成像能量值。当所述预设区域中每一坐标位置的入射角都完成能量值的映射后，可以得到入射角道集。所述入射角道集可以包括：映射完成后，所述预设区域内每一坐标位置、所述坐标位置对应的入射角，以及所述坐标位置的能量值。

上述实施例公开的提取入射角道集的方法实施例，根据可以反映出波场的传播方向的单频炮点波场来计算入射方向矢量，根据三维数据计算法向矢量。再根据所述入射方向矢量和法向矢量来计算入射角。所述法向矢量可以表示地层的倾角。因此采用本申请公开的方法计算出的入射角包含了复杂地形中的地层倾角，得到的入射角精度较高，从而可以提高提取的入射角道集的精度。

图2是本申请一种提取入射角道集的系统实施例的模块图。如图2所示，所述提取入射角道集的系统可以包括：波场计算模块100、成像模块200、单频炮点波场计算模块300、矢量计算模块400、入射角道集模块500。其中，

所述波场计算模块100，可以用于读入子波数据、地震炮集数据和层速度模型数据，根据子波数据和层速度模型数据计算预设区域内的炮点波场，根据地震炮集数据和层速度模型数据计算所述预设区域内的检波点波场。

所述成像模块200，可以用于根据所述炮点波场和检波点波场，计算地震炮集的地震偏移成像结果，并基于所述地震炮集的地震偏移成像结果得到三维数据。

所述单频炮点波场计算模块300，可以用于基于所述炮点波场和预设频率值计算单频炮点波场。

所述矢量计算模块400，可以用于利用结构张量倾角扫描方法，基于所述单频炮点波场计算入射方向矢量，基于所述三维数据计算法向矢量。

所述入射角道集模块500，可以用于根据所述入射方向矢量和所述法向矢量，计算所述预设区域中坐标位置对应的入射角，并将所述坐标位置的偏移成像能量值映射至所述入射角形成的角度域，映射完成后提取得到入射角道集。

图3是本申请系统实施例中波场计算模块的模块图。如图3所示，所述波场计算模块100，可以包括：读入模块110、炮点波场模块120和检波点波场模块130。其中，

所述读入模块110，可以用于读入子波数据、地震炮集数据和层速度模型数据。

所述炮点波场模块120，可以用于根据子波数据和层速度模型数据计算预设区域内的炮点波场。

所述检波点波场模块130，可以用于根据地震炮集数据和层速度模型数据计算所述预设区域内的检波点波场。

图4是本申请系统实施例中成像模块的模块图。如图4所示，所述成像模块200，可以包括：成像计算模块210和三维数据模块220。其中，

所述成像计算模块210，可以用于根据所述波场计算模块100中计算所得的炮点波场和检波点波场，计算地震炮集的地震偏移成像结果。

所述三维数据模块220，可以用于根据成像计算模块210得到的地震偏移成像结果得到三维数据。

图5是本申请系统实施例中矢量计算模块的模块图。如图5所示，所述矢量计算模块400，可以包括：入射方向矢量模块410和法向矢量模块420。其中，

所述入射方向矢量模块410，可以用于利用结构张量倾角扫描方法，基于单频炮点波场计算模块300所得的单频炮点波场计算入射方向矢量。

所述法向矢量模块420，可以用于利用结构张量倾角扫描方法，基于所述成像模块200中得到的三维数据计算法向矢量。

图6是本申请系统实施例中入射角道集模块的模块图。如图6所示，所述入射角道集模块500，可以包括：入射角计算模块510、映射模块520和道集提取模块530。其中，

所述入射角计算模块510，可以用于根据矢量计算模块400计算得到的入射方向矢量和法向矢量计算所述预设区域中坐标位置对应的入射角。

所述映射模块520，可以用于将所述坐标位置的偏移成像能量值映射至所述入射角计算模块510计算的入射角所形成的角度域。

所述道集提取模块530，可以用于根据映射模块520的结果提取入射角道集。

上述公开的提取入射角道集的系统实施例与本申请公开的提取入射角道集的方法实施例相对应，可以实现本申请中公开的方法实施例。

需要说明的是，本说明书中，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。

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。

Claims (13)

1.一种提取入射角道集的方法，其特征在于，包括：

读入子波数据、地震炮集数据和层速度模型数据，根据子波数据和层速度模型数据计算预设区域内的炮点波场，根据地震炮集数据和层速度模型数据计算所述预设区域内的检波点波场；

根据所述炮点波场和检波点波场，计算地震炮集的地震偏移成像结果，并基于所述地震偏移成像结果得到三维数据；

基于所述炮点波场和预设频率值计算单频炮点波场；

利用结构张量倾角扫描方法，基于所述单频炮点波场计算入射方向矢量，基于所述三维数据计算法向矢量；

根据所述入射方向矢量和所述法向矢量，计算所述预设区域中坐标位置对应的入射角，并将所述坐标位置的偏移成像能量值映射至所述入射角形成的角度域，映射完成后得到入射角道集。

2.如权利要求1所述的一种提取入射角道集的方法，其特征在于，所述根据子波数据和层速度模型数据计算预设区域内的炮点波场，包括：采用下述公式进行计算

$\frac{1}{v^2(x,y,z)}\frac{{\∂}^{2}P}{\∂t^2}=\frac{{\∂}^{2}P}{\∂x^2}+\frac{{\∂}^{2}P}{\∂y^2}+\frac{{\∂}^{2}P}{\∂z^2}+S\left(t\right)$

上式中，P是需要计算的炮点波场；(x，y，z)为预设区域内的坐标，是变量；t为时间，是变量；S(t)是子波数据。

3.如权利要求1所述的一种提取入射角道集的方法，其特征在于，所述根据地震炮集数据和层速度模型数据计算所述预设区域内的检波点波场，包括：采用下述公式进行计算

$\frac{1}{v^2(x,y,z)}\frac{{\∂}^{2}P}{\∂t^2}=\frac{{\∂}^{2}P}{\∂x^2}+\frac{{\∂}^{2}P}{\∂y^2}+\frac{{\∂}^{2}P}{\∂z^2}+S\left(t\right)$

上式中，P是需要计算的检波点波场；(x，y，z)为预设区域内的坐标，是变量；t为时间，是变量；S(t)取地震炮集数据。

4.如权利要求1所述的一种提取入射角道集的方法，其特征在于，所述基于所述炮点波场和预设频率值计算单频炮点波场，包括：

将所述炮点波场乘以指数函数e^-iωt得到乘积，其中ω＝2πf，f是单频频率；

将计算的乘积的实部设置为单频炮点波场。

5.如权利要求4所述的一种提取入射角道集的方法，其特征在于，所述单频频率f的取值范围包括：15HZ～20HZ。

6.如权利要求1所述的一种提取入射角道集的方法，其特征在于，所述利用结构张量倾角扫描方法，基于所述单频炮点波场计算入射方向矢量，包括：

利用下述公式对所述单频炮点波场构造张量：

$T=\▿I^{*}\▿I=\left[\begin{array}{ccc}{\▿}_x{\▿}_x& {\▿}_x{\▿}_y& {\▿}_x{\▿}_z\\ {\▿}_y{\▿}_x& {\▿}_y{\▿}_y& {\▿}_y{\▿}_z\\ {\▿}_z{\▿}_x& {\▿}_z{\▿}_y& {\▿}_z{\▿}_z\end{array}\right]$

上式中，T表示构造张量；表示的转置；表示I的梯度；I表示单频炮点波场；表示x方向的变化量；表示y方向的变化量；表示z方向的变化量；

对所述构造张量进行平滑，具体地，将所述构造张量T乘以平滑窗口算子S，如下述公式所示：

$ST=\left[\begin{array}{ccc}\Σ{\▿}_x{\▿}_x& \Σ{\▿}_x{\▿}_y& \Σ{\▿}_x{\▿}_z\\ \Σ{\▿}_y{\▿}_x& \Σ{\▿}_y{\▿}_y& \Σ{\▿}_y{\▿}_z\\ \Σ{\▿}_z{\▿}_x& \Σ{\▿}_z{\▿}_y& \Σ{\▿}_z{\▿}_z\end{array}\right]$

上式中，S表示平滑窗口算子；表示x方向的变化量；表示y方向的变化量；表示z方向的变化量；

求解公式中矩阵ST的特征值，所得特征值包括：x方向特征值、y方向特征值和z方向特征值；

X方向特征值除以z方向特征值得到xdip1，y方向特征值除以z方向特征值得到ydip1；将所述xdip1和ydip1设置为入射方向矢量。

7.如权利要求1所述的一种提取入射角道集的方法，其特征在于，所述利用结构张量倾角扫描方法，基于所述三维数据计算法向矢量，包括：

利用下述公式对所述三维数据构造张量：

$T=\▿I^{*}\▿I=\left[\begin{array}{ccc}{\▿}_x{\▿}_x& {\▿}_x{\▿}_y& {\▿}_x{\▿}_z\\ {\▿}_y{\▿}_x& {\▿}_y{\▿}_y& {\▿}_y{\▿}_z\\ {\▿}_z{\▿}_x& {\▿}_z{\▿}_y& {\▿}_z{\▿}_z\end{array}\right]$

上式中，T表示构造张量；表示的转置；表示I的梯度；I表示三维数据；表示x方向的变化量；表示y方向的变化量；表示z方向的变化量；

对所述构造张量进行平滑，具体地，将所述构造张量T乘以平滑窗口算子S，如下述公式所示：

$ST=\left[\begin{array}{ccc}\Σ{\▿}_x{\▿}_x& \Σ{\▿}_x{\▿}_y& \Σ{\▿}_x{\▿}_z\\ \Σ{\▿}_y{\▿}_x& \Σ{\▿}_y{\▿}_y& \Σ{\▿}_y{\▿}_z\\ \Σ{\▿}_z{\▿}_x& \Σ{\▿}_z{\▿}_y& \Σ{\▿}_z{\▿}_z\end{array}\right]$

上式中，S表示平滑窗口算子；表示x方向的变化量；表示y方向的变化量；表示z方向的变化量；

求解公式中矩阵ST的特征值，所得特征值包括：x方向特征值、y方向特征值和z方向特征值；

X方向特征值除以z方向特征值得到xdip2，y方向特征值除以z方向特征值得到ydip2；将所述xdip2和ydip2设置为法向矢量。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的一种提取入射角道集的方法，其特征在于，所述入射角道集包括：坐标位置、所述坐标位置对应的入射角，以及所述坐标位置的能量值。

9.一种提取入射角道集的系统，其特征在于，包括：波场计算模块、成像模块、单频炮点波场计算模块、矢量计算模块和入射角道集模块；其中，

所述波场计算模块，用于读入子波数据、地震炮集数据和层速度模型数据，根据子波数据和层速度模型数据计算预设区域内的炮点波场，根据地震炮集数据和层速度模型数据计算所述预设区域内的检波点波场；

所述成像模块，用于根据所述炮点波场和检波点波场，计算地震炮集的地震偏移成像结果，并基于所述地震炮集的地震偏移成像结果得到三维数据；

所述单频炮点波场计算模块，用于基于所述炮点波场和预设频率值计算单频炮点波场；

所述矢量计算模块，用于利用结构张量倾角扫描方法，基于所述单频炮点波场计算入射方向矢量，基于所述三维数据计算法向矢量；

所述入射角道集模块，用于根据所述入射方向矢量和所述法向矢量，计算所述预设区域中坐标位置对应的入射角，并将所述坐标位置的偏移成像能量值映射至所述入射角形成的角度域，映射完成后提取得到入射角道集。

10.如权利要求9所述的一种提取入射角道集的系统，其特征在于，所述波场计算模块，包括：读入模块、炮点波场模块和检波点波场模块；其中，

所述读入模块，用于读入子波数据、地震炮集数据和层速度模型数据；

所述炮点波场模块，用于根据子波数据和层速度模型数据计算预设区域内的炮点波场；

所述检波点波场模块，用于根据地震炮集数据和层速度模型数据计算所述预设区域内的检波点波场。

11.如权利要求9所述的一种提取入射角道集的系统，其特征在于，所述成像模块，包括：成像计算模块和三维数据模块；其中，

所述成像计算模块，用于根据所述波场计算模块中计算所得的炮点波场和检波点波场，计算地震炮集的地震偏移成像结果；

所述三维数据模块，用于根据成像计算模块得到的地震偏移成像结果得到三维数据。

12.如权利要求9所述的一种提取入射角道集的系统，其特征在于，所述矢量计算模块，包括：入射方向矢量模块和法向矢量模块；其中，

所述入射方向矢量模块，用于利用结构张量倾角扫描方法，基于单频炮点波场计算模块，所得的单频炮点波场计算入射方向矢量；

所述法向矢量模块，用于利用结构张量倾角扫描方法，基于所述成像模块中得到的三维数据计算法向矢量。

13.如权利要求9所述的一种提取入射角道集的系统，其特征在于，所述入射角道集模块，包括：入射角计算模块、映射模块和道集提取模块；其中，

所述入射角计算模块，用于根据矢量计算模块计算得到的入射方向矢量和法向矢量计算所述预设区域中坐标位置对应的入射角；

所述映射模块，用于将所述坐标位置的偏移成像能量值映射至所述入射角计算模块计算的入射角所形成的角度域；

所述道集提取模块，用于根据映射模块的结果提取入射角道集。