CN104656138B - 一种地震剖面体显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明是地震剖面体显示的一种方法。在一个二维剖面窗口中以“展开的盒子”方式快速地显示三维地震剖面，使用切片视图的标尺实现对视图的移动、缩放、换线等控制，通过这种方法可以快速浏览三维地震资料，盒子状地震剖面视图的每个面根据其所在的坐标系平面找到对应的切片文件读取显示所需数据。本发明即继承了传统二维地震剖面的各种优点，同时观察的资料更加全面，浏览控制更加简单、快捷，满足解释人员观察地震资料的各种要求。

Description

一种地震剖面体显示方法

技术领域

本发明涉及地球物理勘探地震资料计算机图形显示技术，属于地球物理勘探数据处理和解释范畴，具体是一种地震剖面体显示方法。

背景技术

在地球物理勘探处理和解释过程中，地震资料剖面计算机图形显示技术是必备的辅助方法，地震剖面显示广泛应用于资料处理、资料解释各个过程中，甚至包括采集过程的质量监控过程，可以说贯穿采集、处理、解释整个过程。

常规地震资料剖面显示在同一时刻只能显示一个方向的剖面，而且由于地震资料一般以“地震道”形式存储，所以常规剖面显示只显示测线或联络线的剖面，如果需要显示水平切片，则需要临时对地震资料进行抽取，这种显示水平切片的方法显示速度很慢，一个十几个G的地震资料通常需要几十秒甚至一分多钟的时间才能完成切片数据抽取。因为用户在同一时刻只能查看一个方向的地震剖面，无法掌握全方位的地质构造信息。传统切换剖面的方法是从底图上切换剖面或通过界面输入要浏览的线号，这种切换线的方式不够直观、方便。

如果将地震资料按照X、Y、Z三个方向分别组织数据，可以实现快速从磁盘中读取到任意的剖面数据。使用“展开的盒子”方式实现三维剖面显示，可以同一个窗口使用二维剖面显示技术模拟三维可视化方式浏览三维地震体数据，这种方式对计算机硬件配置要求较低，同时又满足三维体显示的显示需求，因为它是正投影方式显示，相对三维显示地震资料解释精度高。它抛弃了常规的滚动条、翻页、输入数字定位方式切换视图，使用拖拽、鼠标滚轮滚动、多点触控操作等方式操作标尺以实现对切片视图的移动、缩放等控制，移动相邻的切片视图可以实现当前切片视图切换操作，这种操作方式控制视图浏览更加简单、直观，同时不需要按下某个按钮或菜单切换鼠标操作状态，可以在鼠标执行其它操作的同时（比如解释层位、断层）实现对视图的移动、缩放和环线等控制。

发明内容

本发明目地在于提供一种观察的资料更加全面，浏览控制更加简单、快捷的地震剖面体显示方法。

本发明的具体实施步骤如下：

1）采集三维地震资料，统计地震数据的最大值和最小值；

所述的统计是抽样得到的值域范围内地震数据最大值和最小值；

所述的统计是当值域范围30道地震数据，地震资料文件道个数为n，抽样间隔则为n/30，根据间隔读取地震资料，并统计其最大最小值；

为防止统计误差，对该值域范围扩大5%—10%：

min=min0–(max0–min0)*0.05

max=max0+(max0–min0)*0.05

式中：min0为抽样统计最小值，max0为抽样统计最大值，min结果最小值，max为结果最大值；

2）顺序读取每一条线，并将每个样点的根据归一化公式进行数据压缩，得到单字节整形值v；

v=-127+(v0–min)*254/(max–min)

式中：min结果最小值，max为结果最大值，v0为原始值，v1为单字节压缩值；

所述的单字节整形值是值域范围为-127—127的8位整形值，单字节最大值（128）是空值特殊处理，压缩后的数据是原来32位浮点数据的1/4大小。

3）将归一化后的样点值分别按照X（Inline）、Y（CrossLine）、Z（时间或深度）三个方向重新组织并存储三个显示数据体，对于三个文件中每个样点在文件中的位置如下：

X(pos)=Xi*Zn+Yi*Xn*Zn+Zi

Y(pos)=Xi*Yn*Zn+Yi*Zn+Zi

Z(pos)=Xi+Yi*Xn*Zn+Zi*Xn

式中：Xi、Yi、Zi表示X、Y、Z方向的某个坐标位置，Xn、Yn、Zn表示X、Y、Z方向样点个数，X(pos)、Y(pos)、Z(pos)表示三个切片文件中样点的排列位置；

4）将三维地震数据显示中立方体的左侧面、右侧面和顶面分别沿与正面交线位置展开，形成一个模拟3DV显示方式展开的盒子状地震剖面视图。

盒子状地震剖面视图的正面和左右侧面用来显示X（Inline）或Y（CrossLine）方向切片（可以通过菜单命令转动盒子来切换X（Inline）或Y（CrossLine）方向），而顶部则用来显示Z（时间或深度）方向切片。

盒子状地震剖面视图的每个面根据其所在的坐标系平面找到对应的切片文件读取显示所需数据。

5）在每个视图上制作标尺，用来标识当前显示位置和范围，当鼠标拖拽标尺时视图将根据鼠标拖拽的距离以相同的距离移动视图，以此变换当前视图的显示位置（盒子在三维体中的位置）；

当鼠标滚轮在标尺上向上（或向下）滚动或通过触摸屏做“拉伸”或“捏”操作时，视图将根据滚轮滚动的速度或触摸屏“拉伸”或“捏”的范围放大或缩小视图（“盒子”在三维体中的相对大小）。

当前视图变化后，相邻视图将根据与当前视图相交线的位置改变其切片位置（即换线操作），这样通过标尺就可以很方便实现以前需要菜单或按钮实现的一些功能。

本发明即继承了传统二维地震剖面的各种优点，同时观察的资料更加全面，浏览控制更加简单、快捷，满足解释人员观察地震资料的各种要求。

附图说明

图1、三维数据体X、Y、Z方向显示切片数据存储方式示意图，1-1表示X切片显示方向，1-2表示Y切片显示方向，1-3表示Z切片显示方向。

图2、“展开的盒子”显示原理示意图,2-1表示“盒子的正面”，2-2表示“盒子”顶部打开后视图，2-3表示“盒子”左侧打开后视图，2-4表示“盒子”右侧打开后视图。

图3、四个切片视图在窗口中的布局实例图，3-1为正面切片视图，3-2为水平切片视图，3-3和3-4分别为垂直于正面和水平切片的侧面左、右切片视图，3-5、3-6、3-7、3-8、3-9、3-10为各个视图的标尺，通过控制这些标尺可以实现对视图的移动、缩放等操作。

图4、显示效果实例。

具体实施方式

本发明在传统的二维地震剖面显示基础上，通过将数据重新压缩组织，以“展开的盒子”方式显示三维地震数据，同时通过标尺控制浏览位置和缩放比例。

本发明为了实现快速读取各个方向的切片数据，首先对地震数据进行重组，分别按照X、Y、Z方向对三维地震数据体进行切片并分别存储。通过“展开的盒子”方式显示体剖面，以达到同时显示多个方向切片目的，使显示更加直观，显示内容更加丰富。本发明使用每个切片的标尺对剖面进行移动、缩放等显示控制，不需要来回切换鼠标状态，操作更加便捷，更加直观。

以下结合附图详细说明本发明的具体实施方案：

1）在数据加载阶段采集三维地震资料，统计地震数据的最大值和最小值；

所述的统计是抽样得到的值域范围内地震数据最大值和最小值；

所述的统计是当值域范围30道地震数据，地震资料文件道个数为n，抽样间隔则为n/30，根据间隔读取地震资料，并统计其最大最小值；

为防止统计误差，对该值域范围扩大5%—10%：

min=min0–(max0–min0)*0.05

max=max0+(max0–min0)*0.05

式中：min0为抽样统计最小值，max0为抽样统计最大值，min结果最小值，max为结果最大值；

2）数据加载时，从原始数据中顺序读取每一条线，并将每个样点的根据归一化公式进行数据压缩，得到单字节整形值；

v=-127+(v0–min)*254/(max–min)

式中：min结果最小值，max为结果最大值，v0为原始值，v1为单字节压缩值；

所述的单字节整形值是值域范围为-127—127的8位整形值，单字节最大值（128）是空值特殊处理，压缩后的数据是原来32位浮点数据的1/4大小。

3）将归一化后的样点值分别按照图1所示的X（Inline）、Y（CrossLine）、Z（时间或深度）三个方向重新组织并存储三个显示数据体，对于三个文件中每个样点在文件中的位置如下：

X(pos)=Xi*Zn+Yi*Xn*Zn+Zi

Y(pos)=Xi*Yn*Zn+Yi*Zn+Zi

Z(pos)=Xi+Yi*Xn*Zn+Zi*Xn

式中：Xi、Yi、Zi表示X、Y、Z方向的某个坐标位置，Xn、Yn、Zn表示X、Y、Z方向样点个数，X(pos)、Y(pos)、Z(pos)表示三个切片文件中样点的排列位置；

4）将三维地震数据显示中立方体的左侧面、右侧面和顶面分别沿与正面交线位置展开，形成一个模拟3DV显示方式展开的盒子状地震剖面视图，如图2所示。

盒子状地震剖面视图的正面和左右侧面用来显示X（Inline）或Y（CrossLine）方向切片（可以通过菜单命令转动盒子来切换X（Inline）或Y（CrossLine）方向），而顶部则用来显示Z（时间或深度）方向切片。

盒子状地震剖面视图的每个面根据其所在的坐标系平面找到对应的切片文件读取显示所需数据。

将窗口划分出四个区域，分别用来显示顶部剖面、左侧剖面、右侧剖面和主剖面，中间位置为调节按钮，允许用户调整区域的大小，显示效果类似一个左侧面、右侧面和顶面分别沿与正面交线位置展开的“盒子”。为确保“盒子”每个面能快速从磁盘中读取到显示所需数据，每个面根据其所在的坐标系平面找到对应的切片文件读取数据，比如显示X面的视图读取X切片文件，显示Y面的视图则读取Y切片文件。“盒子”展开后效果实例如图3所示。

5）实现标尺区域的交互控制，当鼠标拖拽视图标尺时，对当前剖面视图进行移动；当鼠标中键滚轮滚动或触摸屏时“捏”操作时，对切片视图实现缩放控制，缩放控制仅仅对标尺所对应的域起作用，比如时间（深度）标尺缩放时间（深度），线道号标尺缩放道宽度（道间距）。当相邻切片改变后，当前切片根据相邻切片的边界位置自动计算当前切片需要显示的位置（比如线号或时间），以这种方式实现切片的换线（换切片）操作。最终软件效果如图4。

Claims (7)

1.一种地震剖面体显示方法，特点是，所述地震剖面体显示方法是一种二维平面上的显示方法，具体实施步骤如下：

1)采集三维地震资料，统计地震数据的最大值和最小值；

2)顺序读取每一条线，并将每个样点的根据归一化公式进行数据压缩，得到单字节整形值v；

v＝-127+(v0–min)*254/(max–min)

式中：min为结果最小值，max为结果最大值，v0为原始值，v1为单字节压缩值；

3)将归一化后的样点值分别按照X轴表示Inline、Y轴表示CrossLine、Z轴表示时间或深度三个方向重新组织并存储三个显示数据体，对于三个文件中每个样点在文件中的位置如下：

X(pos)＝Xi*Zn+Yi*Xn*Zn+Zi

Y(pos)＝Xi*Yn*Zn+Yi*Zn+Zi

Z(pos)＝Xi+Yi*Xn*Zn+Zi*Xn

式中：Xi、Yi、Zi表示X、Y、Z方向的某个坐标位置，Xn、Yn、Zn表示X、Y、Z方向样点个数，X(pos)、Y(pos)、Z(pos)表示三个切片文件中样点的排列位置；

4)将三维地震数据显示中立方体的左侧面、右侧面和顶面分别沿与正面交线位置展开，形成一个模拟3DV显示方式展开的盒子状地震剖面视图；盒子状地震剖面视图的正面和左右侧面用来显示X或Y方向切片，而顶部则用来显示Z方向切片；

5)在每个视图上制作标尺，用来标识当前显示位置和范围，当鼠标拖拽标尺时视图将根据鼠标拖拽的距离以相同的距离移动视图，以此变换当前视图的显示位置；当鼠标滚轮在标尺上向上或向下滚动或通过触摸屏做“拉伸”或“捏”操作时，视图将根据滚轮滚动的速度或触摸屏“拉伸”或“捏”的范围放大或缩小视图。

2.根据权利要求1的方法，特点是步骤1)所述的统计是抽样得到的值域范围内地震数据最大值和最小值。

3.根据权利要求1的方法，特点是步骤1)所述的统计是当值域范围30道地震数据，地震资料文件道个数为n，抽样间隔则为n/30，根据间隔读取地震资料，并统计其最大最小值。

4.根据权利要求1的方法，特点是步骤1)所述的统计为防止误差，对该值域范围扩大5％—10％：

min＝min0–(max0–min0)*0.05

max＝max0+(max0–min0)*0.05

式中：min0为抽样统计最小值，max0为抽样统计最大值，min为结果最小值，max为结果最大值。

5.根据权利要求1的方法，特点是步骤2)所述的单字节整形值是值域范围为-127—127的8位整形值，单字节最大值128是空值特殊处理，压缩后的数据是原来32位浮点数据的1/4大小。

6.根据权利要求1的方法，特点是步骤4)所述的盒子状地震剖面视图的每个面根据其所在的坐标系平面找到对应的切片文件读取显示所需数据。

7.根据权利要求1的方法，特点是步骤5)所述的变换当前视图的显示位置后，相邻视图将根据与当前视图相交线的位置改变其切片位置，通过标尺就可以实现以前需要菜单或按钮实现的功能。