CN104656132B - 一种提高多方位地层倾角信息存储效率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地震数据存储技术，具体是一种提高多方位地层倾角信息存储效率的方法，根据地层倾角信息的特点，以字节为单位将一个测量点的多个方位的地层倾角信息压缩并组合存储，在保证倾角数据精度的前提下显著减少了数据存储空间，并提高了数据传输、数据存储与获取的效率，简化了地层倾角信息的存储与获取过程，满足了二维地震倾角和三维地震倾角存储方式的一致性要求。

Description

一种提高多方位地层倾角信息存储效率的方法

技术领域

本发明属于石油天然气勘探与开发领域，涉及一种地震数据存储技术，具体是一种提高多方位地层倾角信息存储效率的方法。

背景技术

在石油天然气勘探与开发过程中，地震资料解释是地震勘探工程的重要阶段。这一阶段既为油气勘探搞清地下构造特征，又为油气勘探提供有利的储层。

地震资料解释包含构造解释和储层解释两个重要方面。无论是构造解释还是储层解释，地层倾角分析都具有不可替代的作用。

根据地震勘探理论，叠后地震反射消除了地震波旅行路径差异后，等效于垂直入射。这样，叠后地震反射波同相轴的倾斜角度和展布情况与地下反射层基本对应。所以，通过计算地震反射波同相轴的倾角和方位角来推知地层的倾角和方位角是可行的。

地层倾角和方位角是地震层位追踪的主要依据，多方位的高精度倾角分析是高精度层位追踪的前提。此外，随着地震属性技术应用范围的扩大，倾角和方位角已成为很多现代地震属性分析的基础，成为一种非常有价值的解释工具，很多现代地震属性都依赖于地层的倾角与方位角信息，如相干体、曲率、纹理属性等地震属性分析技术均依赖倾角和方位角信息进行地震属性提取或利用倾角信息和方位角提高地震属性分析的质量。

地层倾角与方位角密切相关且不能分离。未指定方位角的地层倾角是没有地质意义的，离开了地层倾角的方位角是没有任何作用的。由于地层及其沉积特征是各向异性的，地层倾角是空变的，且只有依附于方位角时才有意义，因此，在利用地震数据估算地层倾角时，一般选择主要的地震测量方位作为测量方位。对于二维地震测线来说，炮检距增大方向为主测量方位；对于三维地震工区来说，主测线和联络线增大方向是主测量方位。此外，在进行方位地震属性分析时，常常要涉及多个方位角。

由于多方位地层倾角估算可获得多个倾角数据体，因此给地层倾角的存储、传输和使用带来了很多麻烦，主要表现在以下两个方面：

(1)不同类型的地震工区所需要的基本的地层倾角数据的数量不同，地层倾角数据的数据量与地震数据不对等。在二维地震工区中，一条二维地震测线仅需要一个方位的地层倾角信息即可描述地层的走向和倾向，而对于三维地震工区，则最少需要两个方位的地层倾角信息才能完整地描述地层的走向和倾向，造成二维地震工区和三维地震工区倾角数据数量的不对等，这种不对等给地层倾角的使用带来了麻烦和不便。例如，在对三维地震数据进行构造导向滤波时，需要同时选择两个地层倾角数据才能满足构造控制的要求，与其它地震属性如振幅、频率、相位等属性相比，完整的地层倾角信息包含两个数据(或文件)，而其它地震属性数据仅包含一个数据(或文件)。

(2)当地层倾角数据数量增多时，地层倾角数据的存储空间会成倍增加，数据存取的效率会成倍降低，数据选择、传输会更加复杂。

针对多方位地层倾角数据特点，寻求一种合理的地层倾角数据存储方案是提高地层倾角信息应用的便利性、提高倾角分析效率和基于倾角信息的地震属性分析效率的有效途径。

在传统的地层倾角存储与使用过程中，地层倾角信息并不表示为真正的角度，而是用相邻的两个地震道的时差(或称时移量)来代替，一般使用32位浮点作为地层倾角的存储格式。但在地震勘探中，通过地震数据所估算的地层倾角信息的精度不会高于0.1个采样间隔，相邻的两个地震道的时差一般不超过10ms，通常只有1～5ms。因此，地层倾角信息的数值范围不大，使用32位浮点格式存储地层倾角信息具有很大的冗余。

针对多方位地层倾角存储所存在的问题，合理的存储方案应该满足减少存储空间和提高倾角使用便利性两个基本要求。基于地层倾角数据的特点，以位操作实现不同方位的倾角信息组合，以IEEE754标准为基础构建精度较低的16位浮点数或16位整数作为存储单元是可行的。

位操作是程序设计中一种重要的运算方式。在许多老的微处理器上，位运算比加减运算略快，而比乘除法运算要快很多。在现代计算机架构中，位运算的运算速度通常与加法运算相同但仍然快于乘法运算。此外，位操作是数据组合的有效途径，在存储空间极其宝贵的情况下，一个字节甚至可以存储8个二值变量。随着计算机技术的进步，虽然存储空间成倍增大，利用位操作实现节省存储空间的必要性有所降低，但对于象地震数据特别是三维地震数据这种大数据和超大数据来说，基于位操作的数据组合存储方案值得重视和深入研究。

IEEE754是一种二进制浮点数算术标准，是1980年代以来被广泛使用的浮点数运算标准，为许多CPU与浮点运算器所采用。该标准定义了表示浮点数的格式(包括负零-0)与反常值(Denormalnumber))，一些特殊数值(无穷与非数值(NaN))，以及这些数值的“浮点数运算符”；它也指明了四种数值舍入规则和五种例外状况(包括例外发生的时机与处理方式)。IEEE754规定了四种表示浮点数值的方式：单精度(32位)、双精度(64位)、延伸单精度(43比特以上，很少使用)与延伸双精度(79比特以上，通常为80比特)。在IEEE754标准中，32位浮点数是唯一被强制要求按标准实现的存储格式，其它都是选择性的。

二进制浮点数是以符号数值表示法的格式存储，包括符合位(SignBit)、指数位(ExponentBits)和分数位(FractionBits)。最高有效位被指定为符号位；指数位存储指数部分；最后剩下的低有效位存储“尾数”的小数部份(在非规约形式下整数部份默认为0，其他情况下一律默认为1)。对于32位浮点数，其符号位为1位，指数位为8位，分数位为23位。

在最初的IEEE754标准中，并未定义16位浮点数，2002年Nvidia公司和光影魔幻工业特效公司(IndustrialLight&Magic)共同提出了16位浮点数并将其引入新一代的显卡和计算机图形系统中。由于16位浮点数为三维可视化带来了显著的画质和运算效率的提升，在IEEE754-2008中增加了称为Binary16的16位浮点数。目前16位浮点数存储格式已被用于多种计算机图形系统如OpenEXR、OpenGL、Cg和D3DX，并在高动态范围成像中得到广泛应用。由于高动态范围图像的每个颜色通道需要比传统图像更多的数据位，这是因为它的线性编码需要表示从10_-4到10₈这样的人眼可见亮度范围甚至是更大范围的数值，因此经常使用16位浮点数表示高动态范围像素。与8位或16位整数相比，16位浮点数大大增加了动态范围，允许计算机图形系统展示更多的图像细节与光影特征；与32位浮点数相比，16位浮点数可节省一半的存储空间和带宽。

在数据存储领域，虽然随着计算机技术的发展，计算机存储空间越来越大，但三维地震数据这种海量数据对存储空间带来的压力还是巨大的。为此，专利CN103067022(一种整型数据无损压缩方法、解压缩方法及装置)提出了一种对地震数据进行无损压缩的方法，可对整型数据进行压缩和解压缩，减小地震数据的存储空间。不过，地震数据并不总是整型数据，而更多地表现为浮点型数据。该专利未涉及浮点型数据的压缩问题，也未涉及多个数据的组合存储问题，未提出三维地层倾角这种需要多个数据(文件)存储的地震属性与二维地层倾角数据不对等问题的解决方案。因此，寻求一种能够解决地层倾角数据传输和使用不便及与地震数据在数据量方面不对等问题的提高多方位地层倾角信息存储效率的方法是有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种在保证倾角数据精度的前提下解决地层倾角数据传输和使用不便及与地震数据在数据量方面不对等问题的提高多方位地层倾角信息存储效率的方法。

本发明通过以下步骤实现：

1)采集地震数据；

步骤1)所述的采集地震数据，是指一个地震勘探过程，利用地震仪器激发并接收地震信号，并将这些地震信号处理后形成能够反映地层特征的地震数据。

2)沿不同方位从地震数据中估算地层倾角；

步骤2)所述的地层倾角，是指沿某一方位地层界面与水平面直径的夹角。在地震勘探中，一般用相邻的两个地震道的时差(或称时移量)来表示地层倾角，其单位为ms。

步骤2)所述的沿不同方位从地震数据中估算地层倾角，是指沿主要的地震测量方位估算地层倾角。对于二维地震测线，选择炮检距增大方向作为主测量方位；对于三维地震工区，选择主测线和联络线增大方向作为主测量方位。

3)对多方位地层倾角信息进行组合和编码，形成倾角数据并存储；

步骤3)所述的对多方位地层倾角信息进行组合和编码包含以下过程：

(1)对多个方位的地层倾角数值范围进行统计，并根据存储精度要求确定比例因子及存储格式；

所述的对多个方位的地层倾角数值范围进行统计并确定比例因子，是指先对工区中的地层倾角数值范围进行统计，然后根据数值范围与所要求的存储精度确定比例因子及存储格式。

所述的比例因子，是指根据地层倾角数据的存储精度要求对倾角数据的动态范围进行比例变换的一个数值。当地震数据的采样间隔为1ms时，如果要求地层倾角的精度达到0.01ms，则可将比例因子设置为100.0。

所述的存储格式，是指当地层倾角的数值范围大时，选择动态范围大的16位浮点格式进行存储；反之可采用16位整型格式进行存储。

(2)根据比例因子和存储格式将多方位地层倾角转换为16位整型数或浮点数。对于三维地震工区，分别对主测线和联络线方向的两个倾角数据进行转换；对于二维地震测线，仅对炮检距方向的倾角数据进行转换，忽略第二个倾角数据；

所述的根据比例因子和存储格式分别将多方位地层倾角转换为16位整型数或浮点数，是指当采用16位整型格式存储时，将每个倾角值乘以比例因子，然后将其转换为16位整型数；当采用16位浮点格式存储，将每个倾角值转换为类IEEE754标准的半精度浮点数。

所述的IEEE754标准是一种二进制浮点数算术标准，分为单精度(32位)和双精度(64位)两种。32位浮点数包含1位符号位，8位指数位和23位小数位。

所述的半精度浮点数采用类IEEE754标准定义的16位浮点数，包含1位符号位，5位指数位和10位小数位。

(3)将一个采样点上表示两个地层倾角的16位整型数或浮点数按位操作中的左移位方式组合为32位整型数；

所述的左移位是指一种计算机二进制运算方式，将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向左移位，移出位被丢弃，右边的空位一律补零。

所述的将一个采样点上表示两个地层倾角的16位整型数或浮点数是，按位操作中的左移位方式组合为32位整型数，是指首先定义一个32位整型数，将表示第一个地层倾角的16位整型数赋值于该32位整型数，然后将其左移16个比特(Bit)，最后将表示第二个地层倾角的16位整数加到32为整型数上。

(4)对所有采样点上的地层倾角按以上方式进行组合，组成地层倾角数据；

所述的对所有采样点上的地层倾角按以上方式进行组合，组成地层倾角数据，是指按照一定顺序对所有采样点上的两个地层倾角按照上一步所述的方式进行组合，并将组合后的32位整型数组成倾角数据。

(5)将地层倾角数据存储到磁盘上。

所述的将地层倾角数据存储到磁盘上，是指将地层倾角数据按32位整型数格式写到磁盘上，以磁盘文件的形式存储。

4)对组合后的倾角数据读取出来并进行解码，将其还原为多方位地层倾角信息。

步骤4)所述的对组合后的倾角数据读取出来并进行解码，包含以下过程：

(1)从磁盘上读取地层倾角数据；

所述的从磁盘上读取地层倾角数据，是指将读取倾角数据按32位整型数读入，将其存储在内存中。

(2)从地层倾角数据中提取一个32位整型数；

所述的从地层倾角数据中提取一个32位整型数，是指按照地层倾角存储的先后顺序从地层倾角数据中提取一个32位整型数，并将其作为地震空间中某一采样点的倾角值。一般地，地层倾角的存储顺序是按照先联络线再主测线的顺序存储的。

(3)采用位操作中的右移位方式将32位整数分解为两个16位整型数；

所述的右移位是指一种计算机二进制运算方式，将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向右移位，移出位被丢弃，左边的空位一律补零。

所述的采用位操作中的右移位方式将32位整数分解为两个16位整型数，是指通过位操作方式将一个IEEE格式的32位整数分解为两个16位整数。

所述的采用位操作中的右移位方式将32位整数分解为两个16位整型数，所述的分解是指首先定义两个16位整型数，然后将32位整型数强制赋值于第二个16位整数，再对32位整型数右移16个比特(Bit)后将其赋值于第一个16位整数。

(4)根据比例因子和存储格式将分解得到的两个16位整型数或浮点数转换为本机实型数；

所述的根据比例因子和存储格式将分解得到的两个16位整型数或浮点数转换为本机实型数是指，如果采用16位整型格式存储，将每个倾角值乘以比例因子，然后将其转换为本机实型数；如果采用16位浮点格式存储，将16位半精度精度浮点数转换为本机实型数。

(5)按顺序对所有采样点上的地层倾角按以上方式进行分解。对于三维地震工区，将第一个本机实型数作为主测线增大方位上的倾角，将第二个本机实型数作为联络线增大方位上的倾角。对于二维地震测线，仅将第一个本机实型数作为炮检距增大方位上的倾角，忽略第二个本机实型数。

所述的按顺序对所有采样点上的地层倾角进行分解是指，按照倾角编码顺序，对每一个采样点采用反向移位将其精确还原为不同方位的倾角数值。对于三维地震工区，将第一个本机实型数作为主测线增大方位上的倾角，将第二个本机实型数作为联络线增大方位上的倾角；对于二维地震测线，仅将第一个本机实型数作为炮检距增大方位上的倾角，忽略第二个本机实型数。当工区中全部采样点的倾角分解完成后，停止分解过程。

本发明最大优点在于使三维地震工区和二维地震测线的地层倾角存储得到统一，简化了地层倾角信息的存取过程，即无论是三维地震工区中的两个方位的地层倾角数据还是二维地震测线的一个方位的地层倾角数据，仅需执行一次存取操作。

本发明在保证地层倾角数据精度的前提下显著减少了数据存储空间，提高了数据传输、数据存储与获取的效率。

本发明不仅适用于两个方位的地层倾角组合存储，而且可在一定条件下适合于多个方位的组合存储。比如，如果地层倾角数据的动态范围较小，可采用8位浮点数将4个方位的倾角信息组合为一个32位的整形数，或者采用16位浮点数将4个方位的倾角信息组合为一个64位的整型数。

附图说明

图1为本发明组合编码流程。根据存储格式的不同，该流程包含5个或6个步骤。其中，基于左移位操作可将两个16位数组合为一个32位数。

图2为本发明分解解码流程。根据存储格式的不同，该流程包含3个或4个步骤。其中，基于右移位操作可将一个32位数分解为两个16位数。

图3为IEEE-754标准所定义的32位浮点格式示意图，包含1位符号位，8位指数位和23位小数位。

图4为仿32位浮点数格式示意图，包含1位符号位，5位指数位和10位小数位。

图5为计算机位操作中的左移位示意图。在左移位操作中，每左移一位，相当于乘以2，最右边的空位用0填补。

图6为计算机位操作中的右移位示意图。在右移位操作中，每右移一位，相当于除以2，最右边的空位用0填补。

图7为三维工区地震剖面(实例，主测线220号)。

图8为三维工区沿主测线方位的地层倾角剖面(实例，主测线220号)。

图9为三维工区沿联络线方位的地层倾角剖面(实例，主测线220号)。

图10为三维工区地震水平切片(实例，水平切片时间为1400ms)。

图11为三维工区沿主测线方位的地层倾角水平切片(实例，水平切片时间为1400ms)。

图12为三维工区沿联络线方位的地层倾角水平切片(实例，水平切片时间为1400ms)。

具体实施方式

以下结合附图及实验例详细说明本发明。

本发明的目的是提供一种在保证倾角数据精度的前提下提高多方位地层倾角信息存储效率的方法，通过这种方法，可简化地层倾角信息存取过程，显著减少地层倾角数据的存储空间，提高数据传输、数据存储与获取的效率。

本发明所述的多方位地层倾角信息组合存储技术，根据存储精度不同，可容纳不同数量的多方位地层倾角数据。当存储精度为32位时，如果单个方位的地层倾角精度为8位，则可存储4个不同方位的地层倾角；如果单个方位的地层倾角精度为16位，则可存储2个不同方位的地层倾角。当存储精度为64位时，所存储的地层倾角数量会增多1倍。

本发明所述的多方位地层倾角信息组合存储技术，对于叠后地震数据来说，在实际地震构造解释和地震属性分析过程中，地层倾角常常作为构造分析和地震属性分析的基础信息，根据地震数据的特点，对于二维地震数据，仅需沿一个方位(即炮检距增大方向)进行倾角扫描即可对地层的走向和倾向进行描述，而对于三维地震数据，需要沿两个方位(即主测线增大方向和联络线增大方向)进行倾角扫描，获得两个方位的地层倾角信息。由此可见，将两个方位的地层倾角数据组合为一个倾角数据进行组合存储是本专利的最大优势，特别适合于三维地震工区的多方位倾角信息存储。

本发明包含以下4个主要步骤：

1)采集地震数据；

步骤1)所述的采集地震数据，是指一个地震勘探过程，利用地震仪器激发并接收地震信号，并将这些地震信号处理后形成能够反映地层特征的地震数据。

2)沿不同方位从地震数据中估算地层倾角；

步骤2)所述的地层倾角，是指沿某一方位地层界面与水平面直径的夹角。在地震勘探中，一般用相邻的两个地震道的时差(或称时移量)来表示地层倾角，其单位为ms。

步骤2)所述的沿不同方位从地震数据中估算地层倾角，是指沿主要的地震测量方位估算地层倾角。对于二维地震测线，选择炮检距增大方向作为主测量方位；对于三维地震工区，选择主测线和联络线增大方向作为主测量方位。在三维地震工区中，X方向表示主测线方向，Y方向表示联络线方向。

3)对多方位地层倾角信息进行组合和编码，形成倾角数据并存储；

步骤3)所述的对多方位地层倾角信息进行组合和编码包含以下过程，见图1：

(1)对多个方位的地层倾角数值范围进行统计，并根据存储精度要求确定比例因子及存储格式；

所述的对多个方位的地层倾角数值范围进行统计并确定比例因子，是指先对工区中的地层倾角数值范围进行统计，然后根据数值范围与所要求的存储精度确定比例因子及存储格式。

所述的比例因子，是指根据地层倾角数据的存储精度要求对倾角数据的动态范围进行比例变换的一个数值。当地震数据的采样间隔为1ms时，如果要求地层倾角的精度达到0.01ms，则可将比例因子设置为100.0。

所述的存储格式，是指当地层倾角的数值范围大时，选择动态范围大的16位浮点格式进行存储；反之可采用16位整型格式进行存储。

(2)根据比例因子和存储格式将多方位地层倾角转换为16位整型数或浮点数。对于三维地震工区，分别对主测线和联络线方向的两个倾角数据进行转换；对于二维地震测线，仅对炮检距方向的倾角数据进行转换，忽略第二个倾角数据；

所述的根据比例因子和存储格式分别将多方位地层倾角转换为16位整型数或浮点数，是指当采用16位整型格式存储时，将每个倾角值乘以比例因子，然后将其转换为16位整型数；当采用16位浮点格式存储，将每个倾角值转换为类IEEE754标准的半精度浮点数。

所述的IEEE754标准是一种二进制浮点数算术标准，分为单精度(32位)和双精度(64位)两种。图3为IEEE-754标准所定义的32位浮点格式示意图，包含1位符号位，8位指数位和23位小数位。

所述的半精度浮点数采用类IEEE754标准定义的16位浮点数。图4为仿32位浮点数格式示意图，包含1位符号位，5位指数位和10位小数位。

(3)将一个采样点上表示两个地层倾角的16位整型数或浮点数按位操作中的左移位方式组合为32位整型数；

所述的左移位是指一种计算机二进制运算方式，将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向左移位，移出位被丢弃，右边的空位一律补零。图5为计算机二进制位操作中的左移位示意图。在左移位操作中，每左移一位，相当于乘以2，最右边的空位用零填补。

所述的将一个采样点上表示两个地层倾角的16位整型数或浮点数是，按位操作中的左移位方式组合为32位整型数，是指首先定义一个32位整型数，将表示第一个地层倾角的16位整型数赋值于该32位整型数，然后将其左移16个比特(Bit)，最后将表示第二个地层倾角的16位整数加到32为整型数上。

(4)对所有采样点上的地层倾角按以上方式进行组合，组成地层倾角数据；

所述的对所有采样点上的地层倾角按以上方式进行组合，组成地层倾角数据，是指按照一定顺序对所有采样点上的两个地层倾角按照上一步所述的方式进行组合，并将组合后的32位整型数组成倾角数据。

(5)将地层倾角数据存储到磁盘上。

所述的将地层倾角数据存储到磁盘上，是指将地层倾角数据按32位整型数格式写到磁盘上，以磁盘文件的形式存储。

4)对组合后的倾角数据读取出来并进行解码，将其还原为多方位地层倾角信息。

步骤4)所述的对组合后的倾角数据读取出来并进行解码，包含以下过程，见图2：

(1)从磁盘上读取地层倾角数据；

所述的从磁盘上读取地层倾角数据，是指将读取倾角数据按32位整型数读入，将其存储在内存中。

(2)从地层倾角数据中提取一个32位整型数；

所述的从地层倾角数据中提取一个32位整型数，是指按照地层倾角存储的先后顺序从地层倾角数据中提取一个32位整型数，并将其作为地震空间中某一采样点的倾角值。一般地，对于三维地震工区，地层倾角的存储顺序是按照先联络线再主测线的顺序存储的；对于二维地震工区，地层倾角的存储顺序按炮检距从小到大进行存储。

(3)采用位操作中的右移位方式将32位整数分解为两个16位整型数；

所述的右移位，与左移位类似，是指将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向右移位，移出位被丢弃，左边的空位一律补零。图6为计算机二进制位操作中的右移位示意图。在右移位操作中，每右移一位，相当于除以2，最左边的空位用零填补。

所述的采用位操作中的右移位方式将32位整数分解为两个16位整型数，是指通过位操作方式将一个IEEE格式的32位整数分解为两个16位整数。

所述的采用位操作中的右移位方式将32位整数分解为两个16位整型数，所述的分解是指首先定义两个16位整型数，然后将32位整型数强制赋值于第二个16位整数，再对32位整型数右移16个比特(Bit)后将其赋值于第一个16位整数。

(4)根据比例因子和存储格式将分解得到的两个16位整型数或浮点数转换为本机实型数；

所述的根据比例因子和存储格式将分解得到的两个16位整型数或浮点数转换为本机实型数是指，如果采用16位整型格式存储，将每个倾角值乘以比例因子，然后将其转换为本机实型数；如果采用16位浮点格式存储，将16位半精度精度浮点数转换为本机实型数。

(5)按顺序对所有采样点上的地层倾角按以上方式进行分解。对于三维地震工区，将第一个本机实型数作为主测线增大方位上的倾角，将第二个本机实型数作为联络线方位上的倾角。对于二维地震测线，仅将第一个本机实型数作为测线方位上的倾角，忽略第二个本机实型数。

所述的按顺序对所有采样点上的地层倾角进行分解是指，按照倾角编码顺序，对每一个采样点采用反向移位将其精确还原为不同方位的倾角数值。对于三维地震工区，将第一个本机实型数作为主测线方位上的倾角，将第二个本机实型数作为联络线方位上的倾角；对于二维地震测线，仅将第一个本机实型数作为测线方位上的倾角，忽略第二个本机实型数。当工区中全部采样点的倾角分解完成后，停止分解过程。

图7至图12表示一个三维地震工区多方位倾角信息组合存储实例。在本实例中，图7为三维工区中的一个地震剖面(主测线220号)。首先沿三维地震工期的主测线方向和联络线方向估算两个地层倾角(图8为三维工区沿主测线方位的地层倾角剖面，图9为三维工区沿联络线方位的地层倾角剖面)，将其转换为16位浮点，然后利用左移位操作将这两个16位浮点数组合为一个32位整数并存储为磁盘文件。为了检验以上组合存储的正确性，从磁盘文件中读取组合后的倾角数据，并将两个倾角数据利用右移位操作分离开来并显示出来。图10为三维工区中的一个地震水平切片(1400ms)，图11为对应的主测线方位的倾角切片，图12为对应的联络线方位的倾角切片。从显示效果看，倾角信息组合存储方式对倾角的精度没有任何影响。与分立存储方式相比，组合式存储所需要的磁盘空间减少50％，内存空间减少50％，因位操作需要占用一定的时间，整个存取效率提高40％左右。由此可见，本发明在保证地层倾角数据精度的前提下显著减少了数据存储空间，提高了数据传输、数据存储与获取的效率。其次，本发明使三维地震工区和二维地震测线的地层倾角存储得到统一，简化了地层倾角信息的存取过程，即无论是三维地震工区中的两个方位的地层倾角数据还是二维地震测线的一个方位的地层倾角数据，仅需执行一次存取操作。

本发明不仅适用于两个方位的地层倾角组合存储，而且可在一定条件下适合于多个方位的组合存储。比如，如果地层倾角数据的动态范围较小，可采用8位浮点数将4个方位的倾角信息组合为一个32位的整形数，或者采用16位浮点数将4个方位的倾角信息组合为一个64位的整型数。

Claims (14)

1.一种提高多方位地层倾角信息存储效率的方法，特点是通过以下步骤实现：1)采集地震数据；2)沿不同方位从地震数据中估算地层倾角；3)对多方位地层倾角信息进行组合和编码，形成倾角数据并存储；4)对组合后的倾角数据读取出来并进行解码，将其还原为多方位地层倾角信息；

步骤3)所述的对多方位地层倾角信息进行组合和编码包含以下过程：(1)对多个方位的地层倾角数值范围进行统计，并根据存储精度要求确定比例因子及存储格式；(2)根据比例因子和存储格式将多方位地层倾角转换为16位整型数或浮点数，对于三维地震工区，分别对主测线和联络线方向的两个倾角数据进行转换；对于二维地震测线，仅对炮检距方向的倾角数据进行转换，忽略第二个倾角数据；所述的根据比例因子和存储格式分别将多方位地层倾角转换为16位整型数或浮点数是指当采用16位整型格式存储时，将每个倾角值乘以比例因子，然后将其转换为16位整型数；当采用16位浮点格式存储时，将每个倾角值转换为类IEEE754标准的半精度浮点数；(3)将一个采样点上表示两个地层倾角的16位整型数或浮点数按位操作中的左移位方式组合为32位整型数；所述的左移位是指一种计算机二进制运算方式，将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向左移位，移出位被丢弃，右边的空位一律补零；(4)按照顺序对所有采样点上的两个地层倾角按照上一步所述的方式进行组合，并将组合后的32位整型数组成倾角数据；(5)将地层倾角数据存储到磁盘上。

2.根据权利要求1的方法，特点是步骤1)所述的采集地震数据，是指一个地震勘探过程，利用地震仪器激发并接收地震信号，并将这些地震信号处理后形成能够反映地层特征的地震数据。

3.根据权利要求1的方法，特点是步骤2)所述的沿不同方位从地震数据中估算地层倾角，是指沿主要的地震测量方位估算地层倾角，对于二维地震测线，选择炮检距增大方向作为主测量方位；对于三维地震工区，选择主测线和联络线增大方向作为主测量方位。

4.根据权利要求1的方法，特点是所述的对多个方位的地层倾角数值范围进行统计并确定比例因子，是指先对工区中的地层倾角数值范围进行统计，然后根据数值范围与所要求的存储精度确定比例因子及存储格式。

5.根据权利要求1的方法，特点是所述的比例因子，是指根据地层倾角数据的存储精度要求对倾角数据的动态范围进行比例变换的一个数值，当地震数据的采样间隔为1ms时，如果要求地层倾角的精度达到0.01ms，则可将比例因子设置为100.0。

6.根据权利要求1的方法，特点是所述的存储格式，是指当地层倾角的数值范围较大时，选择动态范围大的16位浮点格式进行存储；反之可采用16位整型格式进行存储。

7.根据权利要求4的方法，特点是所述的将一个采样点上表示两个地层倾角的16位整型数或浮点数按位操作中的左移位方式组合为32位整型数，是指首先定义一个32位整型数，将表示第一个地层倾角的16位整型数赋值于该32位整型数，然后将其左移16个比特(Bit)，最后将表示第二个地层倾角的16位整数加到32为整型数上。

8.根据权利要求1的方法，特点是步骤4)所述的对组合后的倾角数据读取出来并进行解码，包含以下过程：(1)从磁盘上读取地层倾角数据；(2)从地层倾角数据中提取一个32位整型数；(3)采用位操作中的右移位方式将32位整数分解为两个16位整型数；(4)根据比例因子和存储格式将分解得到的两个16位整型数或浮点数转换为本机实型数；(5)按顺序对所有采样点上的地层倾角按以上方式进行分解；对于三维地震工区，将第一个本机实型数作为主测线增大方位上的倾角，将第二个本机实型数作为联络线增大方位上的倾角；对于二维地震测线，仅将第一个本机实型数作为炮检距增大方位上的倾角，忽略第二个本机实型数；当工区中全部采样点的倾角分解完成后，停止分解过程。

9.根据权利要求8的方法，特点是所述的从地层倾角数据中提取一个32位整型数，是指按照地层倾角存储的先后顺序从地层倾角数据中提取一个32位整型数，并将其作为地震空间中某一采样点的倾角值。

10.根据权利要求8的方法，特点是所述的右移位是指一种计算机二进制运算方式，将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向右移位，移出位被丢弃，左边的空位一律补零。

11.根据权利要求8的方法，特点是所述的采用位操作中的右移位方式将32位整数分解为两个16位整型数，是指通过位操作方式将一个IEEE格式的32位整数分解为两个16位整数。

12.根据权利要求8的方法，特点是所述的采用位操作中的右移位方式将32位整数分解为两个16位整型数，所述的分解是指首先定义两个16位整型数，然后将32位整型数强制赋值于第二个16位整数，再对32位整型数右移16个比特(Bit)后将其赋值于第一个16位整数。

13.根据权利要求8的方法，特点是所述的根据比例因子和存储格式将分解得到的两个16位整型数或浮点数转换为本机实型数是指，如果采用16位整型格式存储，将每个倾角值乘以比例因子，然后将其转换为本机实型数；如果采用16位浮点格式存储，将16位半精度精度浮点数转换为本机实型数。

14.根据权利要求8的方法，特点是所述的按顺序对所有采样点上的地层倾角进行分解是指，按照倾角编码顺序，对每一个采样点采用反向移位将其精确还原为不同方位的倾角数值；对于三维地震工区，将第一个本机实型数作为主测线增大方位上的倾角，将第二个本机实型数作为联络线增大方位上的倾角；对于二维地震测线，仅将第一个本机实型数作为炮检距增大方位上的倾角，忽略第二个本机实型数。