CN105549074B - 混合遥测地震勘探方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合遥测地震勘探方法，利用数据转换装置与采集单元构建成最基本的数据采集链路，该链路上数据的传输采用有线通讯方式。上位机与数据交换装置组建成独立的测网单元，利用测网单元内的局域网络实现上位机与数据转换装置之间的高速数据通讯。上位机与主控计算机之间利用4G技术组网，实现主控计算机对采集单元的控制及采集数据的实时回收。上述方法利用了4G网络技术、局域网技术以及采集链路中的有线通讯技术，充分利用这些通讯技术的优点，形成一种混合遥测地震勘探方法，在满足地震勘探数据实时监控要求的前提条件下，提高了工作效率，降低了野外施工成本。

Description

混合遥测地震勘探方法
技术领域
本发明涉及一种基于传统地球物理方法中的地震勘探方法，尤其是实现复杂地形、多通道(万道)条件下地震采集单元的控制与数据资料的监控方法。
背景技术：
地震勘探方法作为矿产资源探测的主要方法，随着科学技术的发展，该方法在解决复杂矿藏地质问题的能力不断增强。地震勘探仪器是地震勘探方法中的关键设备，近60年来地震勘探仪历经了光点记录地震仪、模拟磁带记录地震仪、数字地震仪、遥测地震仪、全数字遥测地震仪五个发展阶段，其设计的理念实现了从集中式到分布式、从有线到无线、从模拟到数字以及目前的高密度全数字采集的转变。目前地震勘探正向着高密度、三维、全波场、高分辨率、超多道地震勘探等方向发展，因此新一代地震勘探仪的设计与制造，也应该向着节点式、单站单道、三分量、全数字、GPS定位与授时、复合数据通讯方式、智能化以及便携式等方向发展。
目前能够满足上述要求的地震勘探设备较多，但是在复合数据通讯方式上存在一定的问题。地震仪的数据传输大多数是基于分布式地震采集站的蜂窝网络有线数据传输系统，该系统对于上万道以至几十万道的地震采集，其数据传输能力将受到挑战，且整个采集系统的后勤保障将更加庞大而不堪重负。这将导致其传输速度较低、组网成本较高，无法满足地震勘探实时监测的要求。因此针对上述问题提出一种混合遥测地震勘探方法，充分利用有线高速数据通讯技术和无线网络通讯技术，将有线和无线通讯有机结合在一起，形成一套混合遥测地震勘探方法，从而实现地震数据的实时监控。
发明内容：
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种基于无线和有线通讯技术条件下的混合遥测地震勘探方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
混合遥测地震勘探方法，包括组建测区勘探网络、叫通网络和数据采集，
组建测区勘探网络，测区勘探网络是由主控计算机经4G无线网络分别连接测网单元1、测网单元2……测网单元10构成；
测网单元是由上位机经局域网络分别连接采集链路1、采集链路2……采集链路10构成；
采集链路是由数据交换装置经数据采集单元连接检波器构成；采集链路包括双边采集链路和单边采集链路；
双边采集链路是在数据交换装置的两边分别经数据采集单元连接检波器构成192个通道的数据采集链路；
单边采集链路是在数据交换装置的一边经数据采集单元连接检波器构成96个通道的数据采集链路；
主控计算机绑定了测网内所有上位机的IP地址。
混合遥测地震勘探方法，组网过程包括以下步骤：
A、主控计算机向测网内所有上位机发送叫站指令；
B、上位机1～10向局域网内的所有的数据交换装置转发指令；
C、采集链路上的采集单元开始编码；
D、采集单元将编码后的数据回传到数据交换装置；
E、数据交换装置接收到数据进行处理；
F、数据解编、道集数据、数据存储；
G、数据交换装置将数据上传到上位机；
H、上位机对数据进行存储及压缩；
I、上位机将数据上传到主控计算机；
J、主控计算机解压数据并构建炮表单；
K、显示当前测网单元内所有采集单元的信息。
3、按照权利要求1所述的混合遥测地震勘探方法，其特征在于，数据采集包括以下步骤：
a、控计算机向测网内所有上位机发送数据采集指令；
b、位机1～10向局域网内的所有的数据交换装置转发指令；
c、采集链路上的采集单元采集数据；
d、采集进程中采集的数据实时回传到数据交换装置；
e、数据交换装置接收到数据进行处理；
f、数据解编、道集数据、数据存储；
g、数据交换装置将数据上传到上位机；
h、上位机对数据进行分段存储及压缩；
i、上位机显示当前测网采集的数据；
j、上位机将数据上传到主控计算机；
k、主控计算机解压数据并存储；
l、显示当前测网单元内所有采集单元采集到的数据。
有益效果：本发明主要根据地震勘探工作的特点，采用三级组网的方式构建成由采集链路、测网单元及主控计算机三部分组成的遥测地震勘探方法。此种勘探方法的有益效果主要体现在如下几点：
1、由数据链路和数据交换装置构建成三级局域网络，由于该网络采用以485芯片组为核心的有线通讯协议，可以保证数据采集过程的实时性及数据传输的高可靠性；同时数据交换装置内部设置有高性能计算机，可以对采集的数据进行实时压缩和存储，以便实现测网单元内与上位机的之间的高效通讯。
2、测网单元内部的上位机与数据链路通过网卡构建成二级局域网络，由于采集链路中的数据交换装置已经将采集的到的数据进行了压缩处理，可以保证局域网络内数据传输速度及传输的可靠性。
3、由主控计算与数个测网单元内的上位机构建成一级网络，由于测网单元之间的空间分布范围较大，局域网无法覆盖整个所有的测网单元，因此在该级网络采用4G公共的网络资源实现数据的通讯。
通过上述三级网络，使得整个系统在满足地震数据的采集、监控和数据的回收的要求下，具有施工效率高、设备轻便等优点。
附图说明
图1混合遥测地震勘探方法测网布置示意图。
图2测网单元组成示意图
图3双边采集链路示连接意图
图4单边采集链路示连接意图
图5创建测网络连接流程图
图6叫站流程图
图7数据采集流程图
图8测网络连接流程图
]具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明进一步的详细说明：
混合遥测地震勘探方法，包括组建测区勘探网络、叫通网络和数据采集，
组建测区勘探网络，测区勘探网络是由主控计算机经4G无线网络分别连接测网单元1、测网单元2……测网单元10构成；
测网单元是由上位机经局域网络分别连接采集链路1、采集链路2……采集链路10构成；
采集链路是由数据交换装置经数据采集单元连接检波器构成；采集链路包括双边采集链路和单边采集链路；
双边采集链路是在数据交换装置的两边分别经数据采集单元连接检波器构成192个通道的数据采集链路；
单边采集链路是在数据交换装置的一边经数据采集单元连接检波器构成96个通道的数据采集链路；
主控计算机绑定了测网内所有上位机的IP地址。
组网过程包括以下步骤：
A、主控计算机向测网内所有上位机发送叫站指令；
B、上位机1～10向局域网内的所有的数据交换装置转发指令；
C、采集链路上的采集单元开始编码；
D、采集单元将编码后的数据回传到数据交换装置；
E、数据交换装置接收到数据进行处理；
F、数据解编、道集数据、数据存储；
G、数据交换装置将数据上传到上位机；
H、上位机对数据进行存储及压缩；
I、上位机将数据上传到主控计算机；
J、主控计算机解压数据并构建炮表单；
K、显示当前测网单元内所有采集单元的信息。
数据采集包括以下步骤：
a、控计算机向测网内所有上位机发送数据采集指令；
b、位机1～10向局域网内的所有的数据交换装置转发指令；
c、采集链路上的采集单元采集数据；
d、采集进程中采集的数据实时回传到数据交换装置；
e、数据交换装置接收到数据进行处理；
f、数据解编、道集数据、数据存储；
g、数据交换装置将数据上传到上位机；
h、上位机对数据进行分段存储及压缩；
i、上位机显示当前测网采集的数据；
j、上位机将数据上传到主控计算机；
k、主控计算机解压数据并存储；
l、显示当前测网单元内所有采集单元采集到的数据。
实施例1
A、根据勘探任务要求，在测区内布1个采集链路，每个采集链路上最多可以连接192个采集单元，每个采集单元上连接检波器组，从而构建成具有192道的二维地震数据采集系统。
B、利用上位计算机与采集链路中的数据交换装置中内置的路由器构建无线、有线或者混合模式的局域网络，实现上位计算机对采集链路中数据交换装置之间的数据通讯。
C、测线布置完成之后，上位机利用TCP/IP网络协议建立与数据交换装置之间的通讯连接，从而实现上位机与数据采集链路中所有采集单元之间的数据通许连接。
D、上位机通过局域网向采集链路中的数据交换装置发送叫站命令，数据转换装置接收到该指令后，控制该装置所在的采集链路上的所有采集单元进行编码，编码结束后进行数据的解编，经与本地下载的观测系统数据耦合形成有效接收点道集数据并存储在数据转换装置内部的存储器中，并将该数据上传到上位机中，这样在上位机中即可显示整个采集链路中所有道集合数据。
E、上位机向数据交换装置发送采集命令，数据转换装置接收到该指令后，启动DMA模式接收该装置所在采集链路上的所有采集单元的地震数据，在接收过程中，转换装置同时开辟有两个线程，一个线程负责接收采集单元的原始数据、数据解编、抽取及存储，另外一个线程则将解编的数据进行压缩，利用数据交换装置与上位机之间建立的局域网络上传到上位机。上位机将接收到的数据进行存储及显示，从而实现二维地震数据的采集和实时监控工作。
实施例2
A、根据勘探任务要求，在测区内布设由10个数据链路组成的测网单元，每个数据链路最多可以连接192个采集单元，每个采集单元上连接检波器组，从而构建成具有10×192＝1920道的三维地震数据采集系统。
B、在测网单元内，利用上位计算机与采集链路中的数据交换装置中内置的路由器构建无线、有线或者混合模式的局域网络，实现上位计算机对采集链路中数据交换装置之间的数据通讯。
C、测网布置完成之后，利用上位机上的网卡以及所有采集链路上数据交换装置的网卡组建成局域网络，建立数据交换装置与上位机之间的通讯连接，同时将连接成功的信息上传到上位机中。自此上位机与测网内所有采集单元之间的数据通讯全部建立。
D、上位机向测网单元内发送叫站命令，数据转换装置接收到该指令后，控制该装置所在的采集链路上的所有采集单元进行编码，编码结束后进行数据的解编，经与本地下载的观测系统数据耦合形成有效接收点道集数据并存储在数据转换装置内部的存储器中，并将该数据逐一上传到上位机中。自此上位机中可以显示当前测网单元内所有数据采集单元的信息及有效道集合数据。
E、上位机向测网单元内发送采集命令，数据转换装置接收到该指令后，启动DMA模式接收该装置所在采集链路上的所有采集单元的地震数据，在接收过程中，转换装置同时开辟有两个线程，一个线程负责接收采集单元的原始数据、数据解编、抽取及存储，另外一个线程则将解编的数据进行压缩，利用数据交换装置与上位机之间建立的局域网络将数据上传到上位机。上位机按照其所在的数据采集链路进行解压缩和相关的处理，整合成一个当前测网单元内包含所有数据采集链路的有效数据单元，进行存储及显示，从而实现对三维地震的数据采集和实时监控工作。
实施例3
A、根据勘探任务要求，在测区内布设由10采集单元，每个采集单元布置10个采集链路，每个数据链路最多可以连接192个采集单元，每个采集单元上连接检波器组，从而构建成具有10×10×192＝19200道的三维地震数据采集系统。
B、在每个测网单元内，利用上位计算机与采集链路中的数据交换装置中内置的路由器构建无线、有线或者混合模式的局域网络，实现上位计算机对采集链路中数据交换装置之间的数据通讯。
C、利用4G公共通讯网络构建主控计算机与所有测区单元内的上位计算之间网络连接，采用虚拟网络技术实现主控计算机与多个上位计算机之间的数据通讯。
D、测网布置完成之后，主控计算机输入测网内所有上位机的IP地址，利用4G公共网络建立与IP地址绑定的工作线程，采用TCP/IP通讯协议向组网内部所有上位机发送创建连接的指令，上位机收到创建连接指令后，利用TCP/IP网络协议在当前上位机所在测网的局域网络内向所有的数据交换装置转发该命令，建立数据交换装置与上位机之间的通讯连接，同时将连接成功的信息经上位机回传到主控计算机中。自此主控计算机与测网内所有采集单元之间的数据通讯全部建立。
E、主控计算机向测网内发送叫站命令，数据转换装置接收到该指令后，控制该装置所在的采集链路上的所有采集单元进行编码，编码结束后进行数据的解编，经与本地下载的观测系统数据耦合形成有效接收点道集数据并存储在数据转换装置内部的存储器中，经当前测网单元中的上位机上传到主控计算机中。当所有测网单元内的数据传输完成之后，在主控计算机中即可显示整个测网内所有道集合数据。
F、主控计算机向测网内发送采集命令，数据转换装置接收到该指令后，启动DMA模式接收该装置所在采集链路上的所有采集单元的地震数据，在接收过程中，转换装置同时开辟有两个线程，一个线程负责接收采集单元的原始数据、数据解编、抽取及存储，另外一个线程则将解编的数据进行压缩，利用数据交换装置与上位机之间建立的局域网络上传到上位机。上位机根据收到该数据后按照其所在的数据采集链路进行解压缩和相关的处理，整合成一个当前测网单元内包含所有数据采集链路的有效数据单元，存储并显示在上位机上，同时也将该数据进行压缩，采用TCP/IP通讯协议转发到主控计算机中，主控计算机则对收到的数据进行存储和显示，从而实现对地震采集的数据的实时监控。

Claims (2)

1.一种混合遥测地震勘探方法，包括组建测区勘探网络、叫通网络和数据采集，
组建测区勘探网络，测区勘探网络是由主控计算机经4G无线网络分别连接测网单元1、测网单元2……测网单元10构成；
测网单元是由上位机经局域网络分别连接采集链路1、采集链路2……采集链路10构成；
采集链路是由数据交换装置经数据采集单元连接检波器构成；采集链路包括双边采集链路和单边采集链路；
双边采集链路是在数据交换装置的两边分别经数据采集单元连接检波器构成；
单边采集链路是在数据交换装置的一边经数据采集单元连接检波器构成；
主控计算机绑定了测网内所有上位机的IP地址；
其特征在于，组网过程包括以下步骤：
A、主控计算机向测网内所有上位机发送叫站指令；
B、上位机通过局域网络向所有的数据交换装置转发指令；
C、采集链路上的采集单元开始编码；
D、采集单元将编码后的数据回传到数据交换装置；
E、数据交换装置接收到数据进行处理；
F、数据解编、道集数据、数据存储；
G、数据交换装置将数据上传到上位机；
H、上位机对数据进行存储及压缩；
I、上位机将数据上传到主控计算机；
J、主控计算机解压数据并构建炮表单；
K、显示当前测网单元内所有采集单元的信息。
2.按照权利要求1所述的混合遥测地震勘探方法，其特征在于，数据采集包括以下步骤：
a、主控计算机向测网内所有上位机发送数据采集指令；
b、上位机通过局域网络向所有的数据交换装置转发指令；
c、采集链路上的采集单元采集数据；
d、采集进程中采集的数据实时回传到数据交换装置；
e、数据交换装置接收到数据进行处理；
f、数据解编、道集数据、数据存储；
g、数据交换装置将数据上传到上位机；
h、上位机对数据进行分段存储及压缩；
i、上位机显示当前测网采集的数据；
j、上位机将数据上传到主控计算机；
k、主控计算机解压数据并存储；
l、显示当前测网单元内所有采集单元采集到的数据。
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