CN104502962A - 一种设计炮点的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种设计炮点的方法及装置。该方法包括：获取观测系统中每炮对目的层上每个面元的照明能量；计算有效炮点集合W₁中所有炮对目的层中所有面元的平均照明能量与目的层中每个面元接收的照明能量的比值；计算备用炮点集合W₀中每炮对目的层中所有面元的照明能量贡献值，并对照明能量贡献值进行排序；通过将从备用炮点集合W₀中所选备用炮加入有效炮点集合W₁中组成的炮点集合W中的所有炮对目的层中所有面元的照明能量的标准方差与有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层中所有面元的照明能量的标准方差进行比较来选取有效炮点。该装置包括获取单元、比值计算单元、能量贡献值计算单元以及加密单元。通过本申请中的技术方案能提高地震成像的质量。

Description

一种设计炮点的方法及装置

技术领域

本申请涉及石油地球物理勘探资料处理技术领域，尤其涉及一种设计炮点的方法及装置。

背景技术

地震勘探是油气勘探的重要工作环节，是油气横向范围预测的重要工具，而地震成像是储层预测的关键。对于地下构造复杂,地层速度横向变化剧烈的地区，其油气勘探的地震资料信噪比普遍偏低，制约了该区地震勘探的精度。如何提高这些地区的成像质量显得尤为重要。

目前，现有技术中主要采用以下几种方法来提高成像质量。

(1)通过正常炮距的数值模拟结果，确定照明能量最小位置，采用局部炮点加密、规则布置接收排列的方式，求得目的层照明能量均匀性最高的炮点组合。该方法在确定能量最小面元位置后，根据该面元坐标在备用炮点集合中选择地面对应位置炮点进行加密。但对于复杂地质构造，这种设计方法不能准确地确定加密炮的位置，最终的加密炮组合不能充分提高对目的层阴影区的照明度，难以获得理想的地质成像效果。

(2)采用局部炮点加密方法。该方法首先需要确定目的层阴影区，然后根据阴影区位置来设置炮点。但该方法由于是局部加密炮点，阴影区的能量在一定程度上提高了，原能量高的区域由于加密炮点在一定程度上可能提高的更多，并不能保证整个目的层能量整体提高和能量均匀,因而难以获得理想的成像质量。

因此，需要一种新的设计炮点的方法来提高地震成像的质量。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种设计炮点的方法及装置，以提高地震成像的质量。

为解决上述技术问题，本申请实施例通过以下技术方案来实现：

本申请实施例提供了一种设计炮点的方法，该方法包括如下步骤：

获取设计的观测系统中每炮对目的层上每个面元的照明能量，所述观测系统中设计有含有效炮的有效炮点集合W₁以及含有备用炮的备用炮点集合W₀；

计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层满覆盖区域内所有面元的平均照明能量与目的层满覆盖区域内每个面元接收的照明能量的比值；

计算备用炮点集合W₀中每个备用炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值，并对所述照明能量贡献值进行排序；

从备用炮点集合W₀中选取能作为有效炮的备用炮加入到有效炮点集合W₁中。

优选的，所述计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上所有面元的平均照明能量与每个面元接收的照明能量的比值包括：

计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上所有面元的平均照明能量 $\stackrel{\‾}{A}=\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A}_k/N;$

计算所述平均照明能量与目的层中第k个面元接收的照明能量的比值 $E_k={[\stackrel{\‾}{A}/A_k]}^c={\left[\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A}_k(N\·A_k)\right]}^c;$

其中，k为目的层上满覆盖区域的面元号，1≤k≤N；N为目的层上满覆盖区域的面元个数；A_k为有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上第k个面元的照明能量；c是界面参数。

优选的，0<c<10。

优选的，所述计算备用炮点集合W₀中每个备用炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值，并对所述照明能量贡献值进行排序包括：

利用备用炮点集合W₀中第l炮对目的层上第k个面元的照明能量Q_lk与加第l炮前第k个面元接收的照明能量A_k，计算第l炮对第k个面元的能量贡献值

计算第l炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的能量贡献值其中，l为炮点集合W₀中n炮编号后的第l炮，m+1≤l≤m+n，m为有效炮点集合W₁中的有效炮的炮数，n为备用炮点集合W₀中备用炮的炮数，E_k为有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上所有面元的平均照明能量与目的层中第k个面元接收的照明能量的比值；

对所有备用炮的能量贡献值Y_l按照从大到小的顺序进行排序。

优选的，所述从备用炮点集合W₀中选取能作为有效炮的备用炮加入到有效炮点集合W₁中包括：

按照能量贡献值Y_l的排序，计算备用炮点集合W₀中每一个备用炮和有效炮点集合W₁中所有有效炮组成新的有效炮点集合对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ1以及计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ2；

将标准方差σ1与标准方差σ2进行对比，在标准方差σ1小于标准方差σ2时，从备用炮点集合W₀中选取备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中，并从备用炮点集合W₀中去掉所选备用炮。

本申请实施例还提供了一种设计炮点的装置，该装置包括：

获取单元，所述获取单元用于获取设计的观测系统中每炮对目的层上每个面元的照明能量，所述观测系统中设计有含有效炮的有效炮点集合W₁以及含有备用炮的备用炮点集合W₀；

比值计算单元，所述比值计算单元用于计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层满覆盖区域内所有面元的平均照明能量与目的层中每个面元接收的照明能量的比值；

能量贡献值计算单元，所述照明能量贡献值计算单元用于计算备用炮点集合W₀中每个备用炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值，，并对所述照明能量贡献值进行排序；

加密单元，所述加密单元用于从备用炮点集合W₀中选取备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中。

优选的，所述比值计算单元包括：

第一计算子单元，所述第一计算子单元用于计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上所有面元的平均照明能量

第二计算子单元，所述第二计算子单元用于计算所述平均照明能量与目的层中第k个面元接收的照明能量的比值 $E_k={[\stackrel{\&OverBar;}{A}/A_k]}^c={\left[\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_k(N\&CenterDot;A_k)\right]}^c;$

其中，k为目的层上满覆盖区域的面元号，1≤k≤N；N为目的层上满覆盖区域的面元个数；A_k为有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上第k个面元的照明能量；c是界面参数。

优选的，所述能量贡献值计算单元包括：

第一能量贡献值计算子单元，所述第一能量贡献值计算子单元用于利用备用炮点集合W₀中第l炮对目的层上第k个面元的照明能量Q_lk与加第l炮前第k个面元接收的照明能量A_k，计算第l炮对第k个面元的能量贡献值

第二能量贡献值计算子单元，所述第二能量贡献值计算子单元用于计算第l炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的能量贡献值其中，l为炮点集合W₀中n炮编号后的第l炮，m+1≤l≤m+n，m为有效炮点集合W₁中的有效炮的炮数，n为炮点集合W₀中备用炮的炮数；

排序单元，所述排序单元用于对所有备用炮的能量贡献值Y_l按照从大到小的顺序进行排序。

优选的，所述加密单元包括：

标准方差计算单元，按照能量贡献值Y_l的排序，计算备用炮点集合W₀中每一个备用炮和有效炮点集合W₁中所有有效炮组成新的有效炮点集合对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ1以及计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ2；

比较选取单元，所述比较选取单元用于将标准方差σ1与标准方差σ2进行对比，在标准方差σ1小于标准方差σ2时，从备用炮点集合W₀中选取备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中，并从备用炮点集合W₀中去掉所选备用炮。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

本申请通过基于目的层的照明能量全局设计炮点的方法，有效地提高了整个目的层满覆盖区域内的照明能量以及照明能量的均匀性，进而提高了地震成像的质量。

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为本申请一个实施例中设计炮点的方法的流程示意图。

图2为某勘探区域的二维地质模型。

图3为模拟的炮集记录。

图4为加密前观测系统中炮点位置的分布图。

图5为图4中圈定位置的放大图。

图6为加密前有效炮点集合W₁中有效炮的CRP叠加的剖面图。

图7为加密后炮点位置的分布图。

图8为图7中圈定位置的放大图。

图9为加密后有效炮点集合W₁中有效炮的CRP叠加的剖面图。

图10为本申请实施例中设计炮点的装置的结构示意图。

具体实施方式

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。

本申请实施例是在地质模型上针对目的层设计观测系统，对加密炮后的观测系统进行正演模拟，得到每炮对目的层上每个面元的照明能量；计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上所有面元的照明能量的平均值与每个面元上接收的照明能量的比值；计算备用炮点集合W₀中每炮对目的层上所有面元的照明能量贡献值，对计算后的照明能量贡献值由大到小排序，通过比较从备用炮点集合W₀中所选备用炮加入到有效炮点集合W₁中组成的炮集合中的炮对目的层上所有面元的照明能量的标准方差与有效炮点集合W₁中炮对目的层上所有面元的照明能量的标准方差来从备用炮点集合中W₀选取备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中。

通过上述技术方案能提高地震成像的质量。

下面结合具体实例来详述本申请实施例的具体实现方式。

实施例

图1为本申请一个实施例中设计炮点的方法的流程示意图。该方法包括如下步骤：

步骤S101，获取在地质模型上设计的观测系统中每炮对目的层上每个面元的照明能量。

收集研究区域的地质资料，采集该研究区域相关的测井、物探数据，结合已知的解释结果建立该研究区域的地质模型，如图2所示。该地质模型上包括Base(底层)，P，J，K1，E1，E2，N1等层，其中E1层为目的层。在所建立的地质模型上进行观测系统设计，对设计后的观测系统加密炮点。该观测系统为：单条炮线上528炮，面元大小15×15，道间距30m，炮间距30m，基本炮距180m。模拟的炮集记录如图3所示，其为每炮600道，每道600个采样点，采样间隔2ms。

该观测系统中设计有含有m＝89炮有效炮的有效炮点集合W₁以及含有n＝439炮备用炮的备用炮点集合W₀。其中，m是设计的观测系统中加密前炮间距所需的单炮数，n是设计的观测系统中加密前炮间距为加密后炮间距整数倍时所要添加的炮数。很显然，有效炮点集合W₁中的炮点为有效炮点，备用炮点集合W₀中的炮点为备用炮点。此处的炮间距是指两个炮点之间的间距，所有的炮间距可以相等也可以不相等。

图4为加密前有效炮点集合W₁和备用炮点集合W₀中炮点位置的分布图。图中黑色的小正方块为有效炮点集合W₁中炮点的位置，也即加密前有效炮点的位置，灰色的小正方块为备用炮点集合W₀中炮点的位置，即为备用炮点的位置。图5为图4中圈定位置的放大图。

图6为加密前有效炮点集合W₁中有效炮的CRP(Common Reflection-point)叠加的剖面图。从图中可以看出，目的层E1层照明能量较弱，同时K1层和J层的照明能量也较弱，P层、E2层与N1层的照明能量相对较强一点，并且目的层E1层上各区域的照明能量也不够均匀。

对加密后的观测系统进行正演模拟，得到有效炮点集合W₁和备用炮点集合W₀中每炮对目的层上每个面元的照明能量。获取该照明能量，并计算有效炮点集合W₁中的有效炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量，有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上第k个面元的照明能量为：

$A_k=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{\mathrm{ik}}---\left(1\right)$

上式中，k为目的层上满覆盖区域内的面元号，1≤k≤N；N为目的层上满覆盖区域内面元个数；A_k为有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上第k个面元的照明能量；Q_ik为有效炮点集合W₁中第i炮对目的层上第k个面元的照明能量，1≤i≤m。

在一实施例中，目的层上共有106016个面元，有效炮点集合W₁中第89炮对目的层E1层上第2331个面元的照明能量A₂₃₃₁＝0.001217。

步骤S102，计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层满覆盖区域内所有面元的平均照明能量与目的层中每个面元接收的照明能量的比值。

利用有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上第k个面元的照明能量A_k，计算有效炮点集合W₁中所有炮对目的层满覆盖区域内所有面元的平均照明能量

$\stackrel{\&OverBar;}{A}=\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_k/N---\left(2\right)$

然后，计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层满覆盖区域内所有面元的平均照明能量与目的层中每个面元接收的照明能量的比值E_k；

$E_k={[\stackrel{\&OverBar;}{A}/A_k]}^c={\left[\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_k(N\&CenterDot;A_k)\right]}^c---\left(3\right)$

其中，c为给定的界面参数，其值根据目的层满覆盖区域的照明能量进行设定。对于低照明能量的区域，c的取值可以相对较大一些。优选的，0<c<10。

在一实施例中，有效炮点集合W₁中所有炮对目的层上所有面元的照明能量的和平均照明能量目的层上第2331个面元上的照明能量A₂₃₃₁与平均照明能量的比值：E₂₃₃₁＝0.930156，这里c取1。

步骤S103，计算备用炮点集合W₀中每个备用炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值，并对计算出的能量贡献值进行排序。

利用所获取的备用炮点集合W₀中第l炮对目的层上第k个面元的照明能量Q_lk与加第l炮前目的层上第k个面元接收的照明能量A_k，计算备用炮点集合W₀中第l炮对目的层上第k个面元的照明能量贡献值H_lk，计算公式如下：

$H_{\mathrm{lk}}=\frac{Q_{\mathrm{lk}}^2}{A_k+Q_{\mathrm{lk}}}\&CenterDot;E_k---\left(4\right)$

上式中，l为备用炮点集合W₀中n炮编号后的第l炮，m+1≤l≤m+n，E_k为有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上所有面元的平均照明能量与目的层中第k个面元接收的照明能量的比值，其计算公式如式(3)所示。

通过利用式(4)计算备用炮点集合W₀中每个备用炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值，可以对低照明能量区域的照明能量进行提升，而不对高照明能量区域的照明能量产生明显影响，这使得整个目的层上满覆盖区域中的照明能量更加均匀化。

利用式(4)计算出的备用炮点集合W₀中第l炮对目的层上第k个面元的照明能量贡献值H_lk，计算出第l炮对目的层满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值Y_l：

$Y_l=\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{H}_{\mathrm{lk}}---\left(5\right)$

利用公式(5)计算出备用炮点集合W₀中每一备用炮对目的层满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值，然后对这些照明能量贡献值进行排序。优选的，这些备用炮是按照对应的照明能量贡献值从大到小的顺序进行排序的。

在一实施例中，利用备用炮点集合W₀中编号第104炮对目的层上第2331个面元的照明能量Q_104，2331与加第104炮前目的层上第2331个面元接收的照明能量A₂₃₃₁，计算第104炮对第2331个面元的照明能量贡献值为：

$H_{\mathrm{104,2331}}=\frac{Q_{\mathrm{104,2331}}^2}{A_{2331}+Q_{\mathrm{104,2331}}}\&CenterDot;E_{2331}=0.000011---\left(6\right)$

然后，计算备用炮点集合W₀中编号第104炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值为：

$Y_{104}=\underset{k=1}{\overset{106016}{\mathrm{\&Sigma;}}}{H}_{104,k}=0.935061---\left(7\right)$

步骤S104，判断是否能从备用炮点集合W₀中选取备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中。

按照步骤S103中能量贡献值从大到小的顺序，依次计算备用炮点集合W₀中每一备用炮和有效炮点集合W₁中所有有效炮组成新的炮点集合W中的所有炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ1，以及有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ2，并将标准方差σ1和标准方差σ2进行对比，判断是否能从备用炮点集合W₀中选取备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中。如果计算的标准方差σ1小于标准方差σ2，则将此备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中，同时从备用炮点集合W₀中除掉该备用炮。当从备用炮点集合W₀中选取一备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中之后，再以加入备用炮的有效炮点集合作为新的有效炮点集合W₁，并按照上述方法来判断下一能量贡献值所对应的备用炮是否可以加入到有效炮点集合中，直到判断出所有的可作为有效炮的备用炮为止。

当从备用炮点集合W₀中选取某一备用炮与有效炮点集合W₁组成新的炮点集合W中的所有炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ1比有效炮点集合W₁中有效炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ2大时，则该备用炮不能作为有效炮加入有效炮点集合W₁中，选取有效炮点结束。

在本实施例中，是将备用炮点集合W₀中每一备用炮和有效炮点集合W₁中所有有效炮组成新的炮点集合W中的所有炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ1和有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ2进行对比，来判断备用炮点集合W₀中的备用炮是否可以作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中，但不限于这种方式。例如，也可以利用备用炮点集合W₀中每一备用炮和有效炮点集合W₁中所有有效炮组成新的炮点集合W中的所有炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的方差D1和有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的方差D2之间的差异来判断备用炮点集合W₀中的备用炮是否可以作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中。

在一实施例中，最后有效炮点集合W₁中有239炮为观测系统中的有效炮点，备用炮点集合W₀中有289炮为观测系统中未使用的炮。图7为加密后炮点位置的分布图，图中黑色的小正方块为加炮后有效炮点的位置，灰色小正方块为加密后未使用的炮点的位置，图8为图7中圈定位置的放大图。图9为加密后有效炮点集合W₁中有效炮的CRP叠加的剖面图。从图9中可以看出，与图6中目的层E1层的照明能量相比较，经过上述步骤之后，目的层E1层的照明能量明显得到了加强，同时K1层和J层的照明能量也变强了，其他三层(P,E2,N1)的照明能量也相对有所增强。此外，各层上不同区域的照明能量的差异也相对减小，即各层上不同区域的照明能量更加均匀化了。

本申请实施例还提供了一种设计炮点的装置，如图10所示。该装置包括：获取单元1001、比值计算单元1002、能量贡献值计算单元1003以及识别单元1004。其中，获取单元1001用于获取设计的观测系统中每炮对目的层上每个面元的照明能量，该观测系统中设计有含有效炮的有效炮点集合W₁以及含有备用炮的备用炮点集合W₀。

比值计算单元1002用于计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层满覆盖区域内所有面元的平均照明能量与目的层中每个面元接收的照明能量的比值。其包括第一计算子单元10021和第二计算子单元10022。第一计算子单元10021用于计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上所有面元的平均照明能量第二计算子单元10022用于计算所述平均照明能量与目的层中第k个面元接收的照明能量的比值 $E_k={[\stackrel{\&OverBar;}{A}/A_k]}^c={\left[\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_k(N\&CenterDot;A_k)\right]}^c.$

能量贡献值计算单元1003用于计算备用炮点集合W₀中每个备用炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值，并对所计算的照明能量贡献值进行排序。其包括第一能量贡献值计算子单元10031、第二能量贡献值计算子单元10032以及排序单元10033。第一能量贡献值计算子单元10031用于利用备用炮点集合W₀中第l炮对目的层上第k个面元的照明能量Q_lk与加第l炮前第k个面元接收的照明能量A_k，计算第l炮对第k个面元的能量贡献值第二能量贡献值计算子单元10032用于计算第l炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的能量贡献值排序单元10033用于对所有备用炮的能量贡献值Y_l按照从大到小的顺序进行排序。

加密单元1004用于从备用炮点集合W₀中选取备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中。其包括：标准方差计算单元10041以及比较选取单元10042。标准方差计算单元10041用于按照能量贡献值Y_l的排序，计算备用炮点集合中每一个备用炮和有效炮点集合中所有有效炮组成新的有效炮点集合对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ1以及计算有效炮点集合中所有有效炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ2。

比较选取单元10042用于将标准方差σ1与标准方差σ2进行对比，在标准方差σ1小于标准方差σ2时，从备用炮点集合中选取备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合中，并从备用炮点集合中去掉所选备用炮。

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 (9)

1.一种设计炮点的方法，其特征在于，包括：

获取设计的观测系统中每炮对目的层上每个面元的照明能量，所述观测系统中设计有含有效炮的有效炮点集合W₁以及含有备用炮的备用炮点集合W₀；

计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层满覆盖区域内所有面元的平均照明能量与目的层满覆盖区域内每个面元接收的照明能量的比值；

计算备用炮点集合W₀中每个备用炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值，并对所述照明能量贡献值进行排序；

从备用炮点集合W₀中选取能作为有效炮的备用炮加入到有效炮点集合W₁中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上所有面元的平均照明能量与每个面元接收的照明能量的比值包括：

计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上所有面元的平均照明能量 $\stackrel{\&OverBar;}{A}=\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_k/N;$

计算所述平均照明能量与目的层中第k个面元接收的照明能量的比值 $E_k={[\stackrel{\&OverBar;}{A}/A_k]}^c={[\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_k/(N\&CenterDot;A_k)]}^c;$

其中，k为目的层上满覆盖区域的面元号，1≤k≤N；N为目的层上满覆盖区域的面元个数；A_k为有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上第k个面元的照明能量；c是界面参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，0<c<10。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算备用炮点集合W₀中每个备用炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值，并对所述照明能量贡献值进行排序包括：

利用备用炮点集合W₀中第l炮对目的层上第k个面元的照明能量Q_lk与加第l炮前第k个面元接收的照明能量A_k，计算第l炮对第k个面元的能量贡献值

计算第l炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的能量贡献值

其中，l为炮点集合W₀中n炮编号后的第l炮，m+1≤l≤m+n，m为有效炮点集合W₁中的有效炮的炮数，n为备用炮点集合W₀中备用炮的炮数，E_k为有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上所有面元的平均照明能量与目的层中第k个面元接收的照明能量的比值；

对所有备用炮的能量贡献值Y_l按照从大到小的顺序进行排序。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述从备用炮点集合W₀中选取能作为有效炮的备用炮加入到有效炮点集合W₁中包括：

按照能量贡献值Y_l的排序，计算备用炮点集合W₀中每一个备用炮和有效炮点集合W₁中所有有效炮组成新的有效炮点集合对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ1以及计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ2；

将标准方差σ1与标准方差σ2进行对比，在标准方差σ1小于标准方差σ2时，从备用炮点集合W₀中选取备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中，并从备用炮点集合W₀中去掉所选备用炮。

6.一种设计炮点的装置，其特征在于，包括：

获取单元，所述获取单元用于获取设计的观测系统中每炮对目的层上每个面元的照明能量，所述观测系统中设计有含有效炮的有效炮点集合W₁以及含有备用炮的备用炮点集合W₀；

比值计算单元，所述比值计算单元用于计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层满覆盖区域内所有面元的平均照明能量与目的层中每个面元接收的照明能量的比值；

能量贡献值计算单元，所述照明能量贡献值计算单元用于计算备用炮点集合W₀中每个备用炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量贡献值，，并对所述照明能量贡献值进行排序；

加密单元，所述加密单元用于从备用炮点集合W₀中选取备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述比值计算单元包括：

第一计算子单元，所述第一计算子单元用于计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上所有面元的平均照明能量

第二计算子单元，所述第二计算子单元用于计算所述平均照明能量与目的层中第k个面元接收的照明能量的比值 $E_k={[\stackrel{\&OverBar;}{A}/A_k]}^c={[\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_k/(N\&CenterDot;A_k)]}^c;$

其中，k为目的层上满覆盖区域的面元号，1≤k≤N；N为目的层上满覆盖区域的面元个数；A_k为有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上第k个面元的照明能量；c是界面参数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述能量贡献值计算单元包括：

第一能量贡献值计算子单元，所述第一能量贡献值计算子单元用于利用备用炮点集合W₀中第l炮对目的层上第k个面元的照明能量Q_lk与加第l炮前第k个面元接收的照明能量A_k，计算第l炮对第k个面元的能量贡献值

第二能量贡献值计算子单元，所述第二能量贡献值计算子单元用于计算第l炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的能量贡献值

其中，l为炮点集合W₀中n炮编号后的第l炮，m+1≤l≤m+n，m为有效炮点集合W₁中的有效炮的炮数，n为炮点集合W₀中备用炮的炮数；

排序单元，所述排序单元用于对所有备用炮的能量贡献值Y_l按照从大到小的顺序进行排序。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述加密单元包括：

标准方差计算单元，按照能量贡献值Y_l的排序，计算备用炮点集合W₀中每一个备用炮和有效炮点集合W₁中所有有效炮组成新的有效炮点集合对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ1以及计算有效炮点集合W₁中所有有效炮对目的层上满覆盖区域内所有面元的照明能量的标准方差σ2；

比较选取单元，所述比较选取单元用于将标准方差σ1与标准方差σ2进行对比，在标准方差σ1小于标准方差σ2时，从备用炮点集合W₀中选取备用炮作为有效炮加入到有效炮点集合W₁中，并从备用炮点集合W₀中去掉所选备用炮。