CN105277978B - 一种确定近地表速度模型的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种确定近地表速度模型的方法及装置。所述方法包括分别对待测区域的表层调查数据以及地震数据进行处理，得到对应的近地表第一速度模型以及第二速度模型，然后可以利用所述第二速度模型对所述第一速度模型进行空间约束，去除所述第一速度模型中不准确的数据并基于去除数据后的第一速度模型构成初始速度模型。然后可以利用计算出的权重因子对所述初始速度模型进行迭代校正。本申请实施例提供的一种确定近地表速度模型的方法及装置，能够提高近地表速度模型的精度。
Description
技术领域
本申请涉及地球物理勘探技术领域，特别涉及一种确定近地表速度模型的方法及装置。
背景技术
在地球物理勘探技术领域，近地表速度模型不仅影响地震勘探中地震波的激发和接收，还会对获取的原始资料的信噪比产生影响。因此，弄清近地表速度模型，对于地震采集中的激发问题、资料处理中的静校正问题以及波场延拓问题等均具有重要意义。
目前，可以利用微测井数据或者小折射数据对近地表进行调查以构建近地表速度模型。其中，微测井数据在纵向的采样间隔一般都较小，初至的信噪比较高，虽然存在着固定偏移距的井口距，但经过垂直校正后，可以认为地震波在地层中垂直传播，所以在微测井位置处，其解释精度还是相当高的；小折射数据的常规解释方法虽要求地表比较平坦，并且要求地层速度在横向方向变化较小，但其道距较小，初至信噪比高，其解释精度在小折射位置处往往较高。但是这两种方法仅仅可以得到调查点处有效深度范围内纵向的速度变化，是一个点数据，至于近地表速度的空间变化如何，该方法无能无力。实际工作中也不可能布设高密度的表层调查控制点进行近地表结构的调查。
另外，利用初至走时层析反演结果也可以构建近地表速度模型。利用初至走时层析反演的方法构建的近地表速度模型可以很好地反映近地表速度的空间变化趋势，然而受到炮检距、近道初至精度以及地震数据采集密度等因素的限制，构建的近地表速度模型的精度往往不高，特别在浅地表处表现的尤为明显。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种确定近地表速度模型的方法及装置，以提高近地表速度模型的精度。
本申请实施例提供的一种确定近地表速度模型的方法及装置是这样实现的：
一种确定近地表速度模型的方法，包括：
对待测区域的表层调查数据进行处理，得到所述待测区域的近地表第一速度模型；
对所述待测区域的地震数据进行走时层析反演，得到所述待测区域的近地表第二速度模型；
计算所述第一速度模型与所述第二速度模型中相同位置处的数据的差值，确定当计算的差值大于预设阈值时对应的位置并从所述第一速度模型中剔除确定的位置处的数据；
对所述第一速度模型中剔除后的数据进行插值计算，得到近地表的初始速度模型；
对所述第二速度模型与剔除数据后的第一速度模型中相同位置处的数据进行计算，得到各个位置处对应的权重系数；
基于计算出的权重系数，在所述待测区域的纵向方向以及横向方向分别进行插值计算，得到所述待测区域中不同位置处的权重因子；
利用所述权重因子，对所述初始速度模型进行迭代校正，直至满足预设条件为止；
将满足所述预设条件的迭代校正后的速度模型确定为近地表速度模型。
一种确定近地表速度模型的装置，包括：
第一速度模型获取单元，用来对待测区域的表层调查数据进行处理，得到所述待测区域的近地表第一速度模型；
第二速度模型获取单元，用来对所述待测区域的地震数据进行走时层析反演，得到所述待测区域的近地表第二速度模型；
数据剔除单元，用来计算所述第一速度模型与所述第二速度模型中相同位置处的数据的差值，确定当计算的差值大于预设阈值时对应的位置并从所述第一速度模型中剔除确定的位置处的数据；
权重系数计算单元，用来对所述第二速度模型与剔除数据后的第一速度模型中相同位置处的数据进行计算，得到各个位置处对应的权重系数；
初始速度模型获取单元，用来对所述第一速度模型中剔除后的数据进行插值计算，得到近地表的初始速度模型；
权重因子获取单元，用来基于计算出的权重系数，在所述待测区域的纵向方向以及横向方向分别进行插值计算，得到所述待测区域中不同位置处的权重因子；
迭代校正单元，用来利用所述权重因子，对所述初始速度模型进行迭代校正，直至满足预设条件为止；
近地表速度模型确定单元，用来将满足所述预设条件的迭代校正后的速度模型确定为近地表速度模型。
本申请实施例提供的一种确定近地表速度模型的方法及装置，分别对待测区域的表层调查数据以及地震数据进行处理，得到对应的近地表第一速度模型以及第二速度模型，然后可以利用所述第二速度模型对所述第一速度模型进行空间约束，去除所述第一速度模型中不准确的数据并基于去除数据后的第一速度模型构建初始速度模型。然后可以利用计算出的权重因子对所述初始速度模型进行迭代校正，从而得到精度较高的近地表速度模型。
参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种确定近地表速度模型的方法流程图；
图2为本申请实施例对不同地层处的垂直时间进行拟合的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种确定近地表速度模型的装置的功能模块图。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种确定近地表速度模型的方法流程图。虽然下文描述流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。如图1所示，所述方法可以包括：
S1：对待测区域的表层调查数据进行处理，得到所述待测区域的近地表第一速度模型。
在本申请实施例中，所述待测区域的表层调查数据可以为微测井数据或者小折射数据，利用所述待测区域的表层调查数据可以得到所述待测区域的近地表第一速度模型。该第一速度模型在所述待测区域的纵向单点处的精度较高，但在横向方向上却容易受到表层控制点密度的影响而导致精度不足。具体地可以表现为在横向方向上的速度值可能出现突变，形成奇异值，因此需要对所述第一速度模型进行后续的处理。
在本申请实施例中，当所述表层调查数据为微测井数据时，可以从所述微测井数据中拾取不同地层处的初至时间，然后可以根据下述公式将所述不同地层处的初至时间转化为垂直时间：
其中，t0为某一地层处的垂直时间，t为该地层处的初至时间，H为该地层处激发点的深度，D为该地层处接收点到井口的距离。
得到不同地层处的垂直时间后，可以利用最小二乘法对所述垂直时间进行拟合，从而可以得到不同地层处的速度值以及与所述速度值相对应的厚度值。具体地，图2为本申请实施例对不同地层处的垂直时间进行拟合的示意图。如图2所示，可以将不同地层处的垂直时间绘制在同一坐标系内，该坐标系的横坐标可以为垂直时间值，纵坐标可以为与所述垂直时间值相对应的地层深度值。由于位于同一速度层内的垂直时间的点可以连成一直线，从而可以根据垂直时间点的分布规律，划分出各个速度层的对应的垂直时间点，然后可以对每组垂直时间点利用最小二乘法拟合成直线，该直线的斜率的倒数便可以为该速度层对应的速度值。而该直线上起始垂直时间点以及终止垂直时间点对应的深度差即可以为该速度层的速度值对应的厚度值。从而可以将不同地层处确定出的速度值以及与所述速度值相对应的厚度值确定为近地表第一速度模型。
另外，在本申请实施例中，当所述表层调查数据为小折射数据时，同样可以先从所述表层调查数据中拾取不同地层处的初至时间，然后利用同样的方法利用最小二乘法对所述不同地层处的初至时间进行拟合，得到拟合直线，从而可以得到不同地层处对应的速度值。接着，本申请实施例可以按照下述公式计算不同地层处的速度值对应的厚度值：
其中，m为大于或者等于2的整数，hm-1为第m-1层的厚度值，hj为第j层的厚度值，Vm为第m层的速度值，Vm-1为第m-1层的速度值，vj为第j层的速度值，tm-1为第m-1层的最小二乘拟合线与时间轴的交点对应的时间，
从而可以得到不同地层处的速度值以及与该速度值对应的厚度值，从而可以将所述不同地层处的速度值以及与所述速度值对应的厚度值确定为近地表第一速度模型。
S2：对所述待测区域的地震数据进行走时层析反演，得到所述待测区域的近地表第二速度模型。
由于步骤S1中得到的近地表第一速度模型中速度值可能会产生突变，形成奇异值，因此在本申请实施例中，可以建立近地表第二速度模型，利用该第二速度模型对所述第一速度模型进行校正。具体地，在本申请实施例中可以对所述待测区域的地震数据进行走时层析反演，从而可以得到所述待测区域的近地表第二速度模型。利用走时层析反演的方法计算得到的第二速度模型，尽管其受限于炮检距、近道初至精度以及地震数据采集密度的影响，模型的精度往往不高，但其能精确地反应地层速度的空间变化趋势，其速度值不易产生突变，因此可以利用该第二速度模型对所述第一速度模型的空间变化趋势进行判断，从而对所述第一速度模型进行校正。
具体地，在本申请实施例中，可以通过下述子步骤来实现步骤S2：
S21：利用射线追踪算法对所述待测区域的地震数据对应的速度模型进行处理，得到所述待测区域的地震数据对应的速度模型中每个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格的射线路径长度。
在本申请实施例中，可以采用本领域常用的射线追踪算法，将所述待测区域的地震数据对应的速度模型划分为若干网格，并计算得到各个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格的射线路径长度。所述待测区域的地震数据对应的速度模型可以是一个简单的梯度速度模型，具体公式如下：
Vi＝V0+G*(H0-Hi)
其中，为Vi地下某一网格的速度，V0为给定的地表速度，如1000m/s，G为梯度因子，即为深度上每增加一个单位长度速度的变化量，如可取5S-1，H0为地表所在网格中心点的高程值，Hi为对应某一深度网格中心点的高程值(高程沿向下方向其值逐渐减小)。
S22：从所述每个炮检对拾取初至时间，并基于所述每个炮检对对应的射线走时、射线穿过每个网格的射线路径长度以及初至时间，建立层析反演方程。
在申请实施例中，可以从所述每个炮检对拾取初至时间，然后通过计算每个炮检对初至时间与射线走时之间的走时残差并结合射线穿过每个网格中的射线路径长度，从而可以建立层析反演方程。具体地，所述层析反演方程如下所示：
ΔT＝L·ΔS
其中，ΔT为所述走时残差向量，L为所述射线路径长度矩阵，ΔS为慢度(速度的倒数)更新量向量。
需要说明的是，所述ΔT是向量形式，其由每个炮检对对应的走时残差构成，相应地，所述L是由每个射线穿过对应网格的射线路径长度构成的矩阵，ΔS为每个网格对应的慢度更新量向量。
S23：求解所述层析反演方程，得到各个网格中速度模型的更新量。
在本申请实施例中，可以利用本领域常用的同步迭代重构(SIRT)技术，对所述层析反演方程进行求解，从而可以得到各个网格对应的慢度更新量。该慢度更新量即可以作为各个网格中速度模型的更新量。具体地，所述各个网格对应的慢度更新量可以表示为：
其中，ΔSi为第i个网格对应的慢度更新量，N为穿过第i个网格的射线条数，li为射线穿过第i个网格的射线路径长度，Δt为第i个网格对应的走时残差。
S24：利用所述各个网格中速度模型的更新量对相应网格内的所述待测区域的地震数据对应的速度模型进行更新，得到更新后的速度模型。
在得到所述各个网格中速度模型的更新量后，便可以利用该更新量对相应网格内的速度模型进行更新，得到更新后的速度模型。在本申请实施例中，速度与慢度是互成倒数的关系，因此可以用慢度模型来代表速度模型。具体地，可以用Snew代表更新后的慢度模型，用Sold代表更新前的慢度模型，那么更新前后的慢度模型之间的关系可以表示为：
Snew＝Sold+ΔS
其中，ΔS代表慢度(速度的倒数)的更新量。
S25：将所述更新后的速度模型作为所述待测区域的地震数据对应的速度模型；
S26：重复执行上述步骤S21至S25，直至满足预设条件为止。
在本申请实施例中，可以采用循环迭代的方法，不停地对速度模型进行更新，直至满足预设条件为止。具体地，在得到更新后的速度模型后，便可以将更新后的速度模型作为新的所述待测区域的地震数据对应的速度模型，然后对该重新确定的所述待测区域的地震数据对应的速度模型继续进行上述S21至S25的处理，完成新一次的计算过程，从而可以得到新的走时残差以及再次更新后的速度模型。
这样的循环迭代过程可以达到预设条件为止。所述预设条件例如可以是预先设置的循环次数，或者例如可以是前后两次迭代过程中分别得到的走时残差的均方根之间的误差小于预先设定的阈值。当满足预设条件后，循环过程即可以结束。
S27：将满足预设条件的更新后的速度模型确定为近地表第二速度模型。
当循环迭代过程结束后，便可以将最终更新的速度模型确定为近地表的第二速度模型。
S3：计算所述第一速度模型与所述第二速度模型中相同位置处的数据的差值，确定当计算的差值大于预设阈值时对应的位置并从所述第一速度模型中剔除确定的位置处的数据。
在计算得到所述第一速度模型以及所述第二速度模型后，便可以利用所述第二速度模型对所述第一速度模型进行校正。具体地，可以计算所述第一速度模型与所述第二速度模型中相同位置处的数据的差值，确定当计算的差值大于预设阈值时对应的位置并从所述第一速度模型中剔除确定的位置处的数据。这样，便可以利用第二速度模型对第一速度模型的空间变化趋势进行校正，将那些在空间中形成突变的奇异值从所述第一速度模型中剔除，这样，剔除数据后的第一速度模型便具备较高的精度。
S4：对所述第二速度模型与剔除数据后的第一速度模型中相同位置处的数据进行计算，得到各个位置处对应的权重系数。
在本申请实施例中，在将第一速度模型中的奇异数据剔除后，便可以对所述第二速度模型与剔除数据后的第一速度模型中相同位置处的数据进行计算，得到各个位置处对应的权重系数。具体地，假设在某一位置处，第一速度模型中的数据为X(x1,x2,...,xn)，第二速度模型中的数据为Y(y1,y2,...,yn)，那么可以通过下述公式计算这两个数据之间的互相关系数：
其中，s代表这两个数据之间的互相关系数，代表X(x1,x2,...,xn)中数据的平均值，代Y(y1,y2,...,yn)中数据的平均值。该互相关系数便可以作为该位置处对应的权重系数。
对所述第一速度模型以及第二速度模型中各个相同位置处均进行上述处理，便可以得到各个位置处对应的权重系数。
S5：对所述第一速度模型中剔除奇异值的数据进行插值计算，得到近地表的初始速度模型。
在本申请实施例中，可以对所述第一速度模型中剔除奇异值的数据进行插值计算，得到近地表的初始速度模型。该初始速度模型可以作为后续迭代计算的基础，在此基础之上可以进行反复更新，以得到最终精度较高的近地表速度模型。
S6：基于计算出的权重系数，在所述待测区域的纵向方向以及横向方向分别进行插值计算，得到所述待测区域中不同位置处的权重因子。
步骤S4中得到各个位置处对应的权重系数后，便可以基于该权重系数，确定出所述待测区域的三维空间中不同位置处的权重因子。具体地，本申请实施例可以通过纵向以及横向两个方向对计算出的权重系数进行插值计算。首先，在地表位置处，可以人为地设定权重因子的数值。一般来说，由于地表位置处的数据精度较高，因此地表位置处的权重因子往往较大，例如可以设置为0.90至0.95之间的任一一个数值，在该地表位置处向下纵向延伸预设深度达到预设位置处，可以将计算出的权重系数作为该预设位置处的权重因子，这样，便可以在纵向方向上确定了权重因子的起始点以及终止点，这样，便可以利用线性插值的方法，求解出所述起始点和所述终止点之间预设数量的权重因子，从而可以得到纵向方向上的权重因子。然后，可以基于纵向方向上的权重因子，在横向方向上通过克里金插值方法进行横向拓展，从而可以得到整个三维区域的不同位置处的权重因子。该权重因子便可以作为校正的依据，以便提高近地表速度模型的精度。
S7：利用所述权重因子，对所述初始速度模型进行迭代校正，直至满足预设条件为止。
在得到所述待测区域不同位置处的权重因子以及初始速度模型后，便可以利用权重因子对所述初始速度模型进行迭代校正，不断对初始速度模型进行更新，直至满足预设条件为止。具体地，在本申请实施例中，可以通过下述6个步骤利用权重因子对所述初始速度模型进行迭代校正：
S71：利用射线追踪算法对所述初始速度模型进行处理，得到所述初始速度模型中每个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格的射线路径长度。
与步骤S21相同，可以采用本领域常用的射线追踪算法，将所述初始速度模型划分为若干网格，并计算得到各个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格的射线路径长度。
S72：从所述每个炮检对拾取的初至时间，利用所述权重因子对所述每个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格的射线路径长度进行校正，并基于所述初至时间以及校正后的射线走时和校正后的射线路径长度，建立校正后的层析反演方程。
在本申请实施例中，可以从所述每个炮检对拾取对应的初至时间。然后可以利用所述权重因子对所述每个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格的射线路径长度进行校正，并基于所述初至时间以及校正后的射线走时和校正后的射线路径长度，建立校正后的层析反演方程。其中，校正后的射线路径长度可以表示为：
Li＝(1-Wi)*li
其中，Li表示校正后射线穿过第i个网格的射线路径长度；Wi表示第i个网格对应的权重因子，li表示校正前射线穿过第i个网格的射线路径长度。
校正后的射线走时可以表示为：
T＝t-∑(Wi*li*Si)
其中，t表示校正前的射线走时；T表示校正后的射线走时；Si表示校正前射线穿过第i个网格的速度值的倒数。
通过计算每个炮检对的初至时间与射线走时之间的走时残差并结合该射线穿过每个网格中校正后的射线路径长度，从而可以建立校正后的层析反演方程：
ΔT＝∑Li*ΔSi
其中，ΔT为校正后的走时残差，Li表示校正后射线穿过第i个网格的射线路径长度，ΔSi表示第i个网格的慢度更新量。
S73：求解所述校正后的层析反演方程，得到各个网格中速度模型的更新量。
在本申请实施例中，同样可以利用SIRT技术，对所述更新后的层析反演方程进行求解，从而可以得到各个网格对应的慢度更新量。与步骤S23中相同，该慢度更新量可以表示为：
其中，ΔSi为第i个网格对应的慢度更新量，N为穿过第i个网格的射线条数，li为校正后射线穿过第i个网格的射线路径长度，Δt为校正后第i个网格对应的走时残差。
S74：利用所述各个网格中速度模型的更新量对相应网格内的初始速度模型进行更新，得到更新后的速度模型。
在得到所述各个网格中速度模型的更新量后，便可以利用该更新量对相应网格内的速度模型进行更新，得到更新后的速度模型。在本申请实施例中，速度与慢度是互成倒数的关系，因此可以用慢度模型来代表速度模型。具体地，可以用Sinew代表第i个网格更新后的慢度模型，用Siold代表第i个网格更新前的慢度模型，那么第i个网格更新前后的慢度模型之间的关系可以表示为：
Sinew＝Siold+ΔSi
其中，ΔSi为第i个网格对应的慢度更新量。
在本申请实施例中，可以基于计算出的权重因子，按照下述规则利用所述各个网格中速度模型的更新量对相应网格内的初始速度模型进行更新，得到更新后的速度模型：
若(1-Wi)Siold≤(Siold+ΔSi)≤(1+Wi)Siold，则Sinew＝Siold+ΔSi；
若(Siold+ΔSi)>(1+Wi)Siold或者(Siold+ΔSi)<(1-Wi)Siold，则Sinew＝Siold；
其中，Siold为第i个网格中更新前速度值的倒数，Sinew为第i个网格中更新后的速度值的倒数，Wi为第i个网格对应的权重因子，ΔSi为第i个网格中速度值的倒数的更新量。
S75：将所述更新后的速度模型作为初始速度模型；
S76：重复执行上述步骤S71至S75，直至满足预设条件为止。
同样的，在本申请实施例中，可以将更新后的速度模型作为新的初始速度模型，进行下一轮的迭代过程，直至满足达到预设条件为止。所述预设条件例如可以是预先设置的循环次数，或者例如可以是前后两次迭代过程中分别得到的走时残差的均方根之间的误差小于预先设定的阈值。当满足预设条件后，循环过程即可以结束。
S8：将满足所述预设条件的迭代校正后的速度模型确定为近地表速度模型。
当循环迭代过程结束后，便可以将最终更新的速度模型确定为近地表速度模型。
本申请实施例还提供一种确定近地表速度模型的装置。图3为本申请实施例提供的一种确定近地表速度模型的装置的功能模块图。如图3所示，所述装置包括：
第一速度模型获取单元100，用来对待测区域的表层调查数据进行处理，得到所述待测区域的近地表第一速度模型；
第二速度模型获取单元200，用来对所述待测区域的地震数据进行走时层析反演，得到所述待测区域的近地表第二速度模型；
数据剔除单元300，用来计算所述第一速度模型与所述第二速度模型中相同位置处的数据的差值，确定当计算的差值大于预设阈值时对应的位置并从所述第一速度模型中剔除确定的位置处的数据；
权重系数计算单元400，用来对所述第二速度模型与剔除数据后的第一速度模型中相同位置处的数据进行计算，得到各个位置处对应的权重系数；
初始速度模型获取单元500，用来对所述第一速度模型中剔除后的数据进行插值计算，得到近地表的初始速度模型；
权重因子获取单元600，用来基于计算出的权重系数，在所述待测区域的纵向方向以及横向方向分别进行插值计算，得到所述待测区域中不同位置处的权重因子；
迭代校正单元700，用来利用所述权重因子，对所述初始速度模型进行迭代校正，直至满足预设条件为止；
近地表速度模型确定单元800，用来将满足所述预设条件的迭代校正后的速度模型确定为近地表速度模型。
在本申请一优选实施例中，所述迭代校正单元700具体包括：
射线追踪算法模块，用来利用射线追踪算法对所述初始速度模型进行处理，得到所述初始速度模型中每个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格的射线路径长度；
校正模块，用来拾取所述每个炮检对的初至时间，利用所述权重因子对各个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格的射线路径长度进行校正，并基于所述初至时间以及校正后的射线走时和校正后的射线路径长度，建立校正后的层析反演方程；
更新量获取模块，用来求解所述校正后的层析反演方程，得到各个网格中速度模型的更新量；
更新模块，用来利用所述各个网格中速度模型的更新量对相应网格内的初始速度模型进行更新，得到更新后的速度模型。
初始模型重新确定模块，用来将所述更新后的速度模型作为初始速度模型；
重复执行模块，用来重复执行上述射线追踪算法模块至初始模型重新确定模块，直至满足预设条件为止。
具体地，可以按照下述公式计算所述校正后的射线路径长度：
Li＝(1-Wi)*li
其中，Li表示校正后射线穿过第i个网格的射线路径长度；Wi表示第i个网格对应的权重因子，li表示校正前射线穿过第i个网格的射线路径长度；
以及，
按照下述公式计算所述校正后的射线走时：
T＝t-∑(Wi*li*Si)
其中，t表示校正前的射线走时；T表示校正后的射线走时；Si表示校正前射线穿过第i个网格的速度值的倒数。
进一步地，可以按照下述规则利用所述各个网格中速度模型的更新量对相应网格内的初始速度模型进行更新，得到更新后的速度模型：
若(1-Wi)Siold≤(Siold+ΔSi)≤(1+Wi)Siold，则Sinew＝Siold+ΔSi；
若(Siold+ΔSi)>(1+Wi)Siold或者(Siold+ΔSi)<(1-Wi)Siold，则Sinew＝Siold；
其中，Siold为第i个网格中更新前速度值的倒数，Sinew为第i个网格中更新后的速度值的倒数，Wi为第i个网格对应的权重因子，ΔSi为第i个网格中速度值的倒数的更新量。
上述装置中各个功能模块的具体实现方式以及工作原理均与步骤S1至S8中类似，这里便不再赘述。
本申请实施例提供的一种确定近地表速度模型的方法及装置，分别对待测区域的表层调查数据以及地震数据进行处理，得到对应的近地表第一速度模型以及第二速度模型，然后可以利用所述第二速度模型对所述第一速度模型进行空间约束，去除所述第一速度模型中不准确的数据并基于去除数据后的第一速度模型构成初始速度模型。然后可以利用计算出的权重因子对所述初始速度模型进行迭代校正，从而得到精度较高的近地表速度模型。
在本说明书中，诸如第一和第二这样的形容词仅可以用于将一个元素或动作与另一元素或动作进行区分，而不必要求或暗示任何实际的这种关系或顺序。在环境允许的情况下，参照元素或部件或步骤(等)不应解释为局限于仅元素、部件、或步骤中的一个，而可以是元素、部件、或步骤中的一个或多个等。
上面对本申请的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。其不旨在是穷举的、或者不旨在将本发明限制于单个公开的实施方式。如上所述，本申请的各种替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易见的。因此，虽然已经具体讨论了一些另选的实施方式，但是其它实施方式将是显而易见的，或者本领域技术人员相对容易得出。本申请旨在包括在此已经讨论过的本发明的所有替代、修改、和变化，以及落在上述申请的精神和范围内的其它实施方式。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，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。
Claims (10)
1.一种确定近地表速度模型的方法，其特征在于，包括：
对待测区域的表层调查数据进行处理，得到所述待测区域的近地表第一速度模型；
对所述待测区域的地震数据进行走时层析反演，得到所述待测区域的近地表第二速度模型；
计算所述第一速度模型与所述第二速度模型中相同位置处的数据的差值，确定当计算的差值大于预设阈值时对应的位置并从所述第一速度模型中剔除确定的位置处的数据；
对所述第一速度模型中剔除后的数据进行插值计算，得到近地表的初始速度模型；
对所述第二速度模型与剔除数据后的第一速度模型中相同位置处的数据进行计算，得到各个位置处对应的权重系数；
基于计算出的权重系数，在所述待测区域的纵向方向以及横向方向分别进行插值计算，得到所述待测区域中不同位置处的权重因子；
利用所述权重因子，对所述初始速度模型进行迭代校正，直至满足预设条件为止；
将满足所述预设条件的迭代校正后的速度模型确定为近地表速度模型。
2.如权利要求1所述的一种确定近地表速度模型的方法，其特征在于，所述对待测区域的表层调查数据进行处理，得到所述待测区域的近地表第一速度模型具体包括：
当所述表层调查数据为微测井数据时，从所述微测井数据中拾取不同地层处的初至时间，并将拾取的初至时间转化为垂直时间；
利用最小二乘法对所述垂直时间进行拟合，得到不同地层处的速度值以及与所述速度值对应的厚度值；
将所述不同地层处的速度值以及与所述速度值对应的厚度值确定为近地表第一速度模型。
3.如权利要求1所述的一种确定近地表速度模型的方法，其特征在于，所述对待测区域的表层调查数据进行处理，得到所述待测区域的近地表第一速度模型具体包括：
当所述表层调查数据为小折射数据时，从所述小折射数据中拾取不同地层处的初至时间；
利用最小二乘法对所述不同地层处的初至时间进行拟合，得到不同地层处的速度值；
计算所述不同地层处的速度值对应的厚度值；
将所述不同地层处的速度值以及与所述速度值对应的厚度值确定为近地表第一速度模型。
4.如权利要求3所述的一种确定近地表速度模型的方法，其特征在于，按照下述公式所述不同地层处的速度值对应的厚度值：
<mrow>
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<mi>m</mi>
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</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，m为大于或者等于2的整数，hm-1为第m-1层的厚度值，hj为第j层的厚度值，Vm为第m层的速度值，Vm-1为第m-1层的速度值，vj为第j层的速度值，tm-1为第m-1层的最小二乘拟合线与时间轴的交点对应的时间，
5.如权利要求1所述的一种确定近地表速度模型的方法，其特征在于，所述对所述待测区域的地震数据进行走时层析反演，得到所述待测区域的近地表第二速度模型具体包括：
S21：利用射线追踪算法对所述待测区域的地震数据对应的速度模型进行处理，得到所述待测区域的地震数据对应的速度模型中每个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格对应的射线路径长度；
S22：拾取所述每个炮检对对应的初至时间，并基于每个炮检对对应的射线走时、该射线穿过每个网格的射线路径长度以及初至时间，建立层析反演方程；
S23：求解所述层析反演方程，得到各个网格中速度模型的更新量；
S24：利用所述各个网格中速度模型的更新量对相应网格内的速度模型进行更新，得到更新后的所述待测区域的地震数据对应的速度模型；
S25：将得到的更新后的所述待测区域的地震数据对应的速度模型作为所述待测区域的地震数据对应的速度模型；
重复执行上述步骤S21至S25，直至满足预设条件为止；
将满足预设条件的更新后的速度模型确定为近地表第二速度模型。
6.如权利要求1所述的一种确定近地表速度模型的方法，其特征在于，所述利用所述权重因子，对所述初始速度模型进行迭代校正，直至满足预设条件为止具体包括：
S71：利用射线追踪算法对所述初始速度模型进行处理，得到所述初始速度模型中每个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格对应的射线路径长度；
S72：拾取所述每个炮检对对应的初至时间，利用所述权重因子对各个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格的射线路径长度进行校正；
S73：基于所述初至时间以及校正后的射线走时和校正后的射线路径长度，建立校正后的层析反演方程；
S74：求解所述校正后的层析反演方程，得到各个网格中速度模型的更新量；
S75：利用所述各个网格中速度模型的更新量对相应网格内的初始速度模型进行更新，得到更新后的速度模型；
S76：将所述更新后的速度模型作为初始速度模型；
重复执行上述步骤S71至S76，直至满足预设条件为止。
7.如权利要求6所述的一种确定近地表速度模型的方法，其特征在于，按照下述公式计算所述校正后的射线路径长度：
Li＝(1-Wi)*li
其中，Li表示校正后射线穿过第i个网格的射线路径长度；Wi表示第i个网格对应的权重因子，li表示校正前射线穿过第i个网格的射线路径长度；
以及，
按照下述公式计算所述校正后的射线走时：
T＝t-∑(Wi*li*Si)
其中，t表示校正前的射线走时；T表示校正后的射线走时；Si表示校正前射线穿过第i个网格的速度值的倒数。
8.如权利要求6所述的一种确定近地表速度模型的方法，其特征在于，按照下述规则利用所述各个网格中速度模型的更新量对相应网格内的初始速度模型进行更新，得到更新后的速度模型：
若(1-Wi)Siold≤(Siold+ΔSi)≤(1+Wi)Siold，则Sinew＝Siold+ΔSi；
若(Siold+ΔSi)＞(1+Wi)Siold或者(Siold+ΔSi)＜(1-Wi)Siold，则Sinew＝Siold；
其中，Siold为第i个网格中更新前速度值的倒数，Sinew为第i个网格中更新后的速度值的倒数，Wi为第i个网格对应的权重因子，ΔSi为第i个网格中速度值的倒数的更新量。
9.一种确定近地表速度模型的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一速度模型获取单元，用来对待测区域的表层调查数据进行处理，得到所述待测区域的近地表第一速度模型；
第二速度模型获取单元，用来对所述待测区域的地震数据进行走时层析反演，得到所述待测区域的近地表第二速度模型；
数据剔除单元，用来计算所述第一速度模型与所述第二速度模型中相同位置处的数据的差值，确定当计算的差值大于预设阈值时对应的位置并从所述第一速度模型中剔除确定的位置处的数据；
权重系数计算单元，用来对所述第二速度模型与剔除数据后的第一速度模型中相同位置处的数据进行计算，得到各个位置处对应的权重系数；
初始速度模型获取单元，用来对所述第一速度模型中剔除后的数据进行插值计算，得到近地表的初始速度模型；
权重因子获取单元，用来基于计算出的权重系数，在所述待测区域的纵向方向以及横向方向分别进行插值计算，得到所述待测区域中不同位置处的权重因子；
迭代校正单元，用来利用所述权重因子，对所述初始速度模型进行迭代校正，直至满足预设条件为止；
近地表速度模型确定单元，用来将满足所述预设条件的迭代校正后的速度模型确定为近地表速度模型。
10.如权利要求9所述的一种确定近地表速度模型的装置，其特征在于，所述迭代校正单元具体包括：
射线追踪算法模块，用来利用射线追踪算法对所述初始速度模型进行处理，得到所述初始速度模型中每个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格的射线路径长度；
校正模块，用来拾取所述每个炮检对的初至时间，利用所述权重因子对各个炮检对对应的射线走时以及该射线穿过每个网格的射线路径长度进行校正，并基于所述初至时间以及校正后的射线走时和校正后的射线路径长度，建立校正后的层析反演方程；
更新量获取模块，用来求解所述校正后的层析反演方程，得到各个网格中速度模型的更新量；
更新模块，用来利用所述各个网格中速度模型的更新量对相应网格内的初始速度模型进行更新，得到更新后的速度模型；
初始模型重新确定模块，用来将所述更新后的速度模型作为初始速度模型；
重复执行模块，用来重复执行上述射线追踪算法模块至初始模型重新确定模块，直至满足预设条件为止。
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