CN107870361A - 一种地震回折波层析成像方法、装置及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于地震勘探技术领域，提供了一种地震回折波层析成像方法、装置及终端设备，包括：获取待检测区域的地震实际回折波走时数据并计算理论回折波走时，判断理论回折波走时与实际回折波走时的误差是否小于预设误差值；如果小于预设误差值，则输出初始一维连续层状模型；如果大于或者等于预设误差值，则调整所述初始一维连续层状模型的参数直到理论回折波走时与实际回折波走时的误差小于预设误差值，并输出所述调整后的一维连续层状模型。通过建立一维连续层状模型可以更准确地描述实际地层速度结构；同时通过预设变量间接求解射线参数，能够提高计算效率和降低计算量，有效避免了迭代不收敛或不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明属于地震勘探技术领域，尤其涉及一种地震回折波层析成像方法、装置及终端设备。
背景技术
地震层析成像是指利用地震观测数据反演研究区域速度结构的一种方法。地震层析成像的原理类似于医学CT技术，是根据弹性波理论及其在地层介质中的传播规律，对观测得到的弹性波在岩土体介质中的走时或波形进行反演计算，重建被测范围内岩体弹性波速度分布规律的图像，从而达到确定地层结构或圈定地质异常体的一种物探反演解释方法。
现有方法通常利用两点走时射线追踪迭代方法正演计算回折波走时，再根据回折波走时反演计算研究区域的速度结构。但现有方法的利用两点走时射线追踪迭代方法计算回折波走时存在收敛慢或不收敛的问题，对存在复杂速度变化的地层计算效率不高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种地震回折波层析成像方法、装置及终端设备，以解决现有技术中地震回折波层析成像计算繁重以及收敛慢或者不收敛的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种地震回折波层析成像方法，包括：
获取待检测区域的地震实际回折波走时数据，并根据所述实际回折波走时数据建立初始一维连续层状模型；
基于建立的所述初始一维连续层状模型计算理论回折波走时；
判断所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差是否小于预设误差值；
如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于预设误差值，则输出所述初始一维连续层状模型；
如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差大于或者等于所述预设误差值，则调整所述初始一维连续层状模型的参数，直到根据调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值；
在所述调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值后，输出所述调整后的一维连续层状模型。
本发明实施例的第二方面提供了一种地震回折波层析成像装置，包括：
获取单元，用于获取待检测区域的地震实际回折波走时数据，并根据所述实际回折波走时数据建立初始一维连续层状模型；
计算单元，用于基于建立的所述初始一维连续层状模型计算理论回折波走时；
判断单元，用于判断所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差是否小于预设误差值；
第一输出单元，用于如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于预设误差值，则输出所述初始一维连续层状模型；
调整单元，用于如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差大于或者等于所述预设误差值，则调整所述初始一维连续层状模型的参数，直到根据调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值；
第二输出单元，用于在所述调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值后，输出所述调整后的一维连续层状模型。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例第一方面提供的所述方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的所述方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本发明实施例通过获取待检测区域的地震实际回折波走时数据，并根据所述实际回折波走时数据建立初始一维连续层状模型；基于建立的所述初始一维连续层状模型计算理论回折波走时；判断所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差是否小于预设误差值；如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于预设误差值，则输出所述初始一维连续层状模型；如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差大于或者等于所述预设误差值，则调整所述初始一维连续层状模型的参数，直到根据调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值；在所述调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值后，输出所述调整后的一维连续层状模型。基于一维连续层状模型使得地层速度随深度连续变化，避免了通过增加模型分层的数量来提高模型精度，大大减少了需要反演的模型参数个数，同时通过利用预算变量提高射线追踪计算速度，从而减少了计算量，提高了计算效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的地震回折波层析成像方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例提供的地层纵波速度剖面图；
图3是本发明实施例提供的地震回折波层析成像装置的示意图；
图4是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
在描述具体实施例之前，先介绍地震回折波层析成像方法的一个应用背景。地层速度是指在层状地层中地震波传播的速度。实际地层速度的变化是非均匀的，且呈现出连续变化的特征。当地层速度随深度表现出递增的变化趋势，自震源点产生的地震波向地下沿着弧形射线路径传播，并发生回折又回到地表，这种波在地震勘探中被称为回折波。当地层速度只在深度方向上变化，水平方向上无变化时，地震层析成像可用一维模型描述待检测区域的地层速度结构，即地层速度只是深度的函数。在本发明实施例中，地震回折波层析成像可以采用基于一维连续层状模型的地震层析成像方法。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1是本发明实施例提供的地震回折波层析成像方法的实现流程示意图，如图所示该方法可以包括以下步骤：
步骤S101，获取待检测区域的地震实际回折波走时数据，并根据所述实际回折波走时数据建立初始一维连续层状模型。
其中，所述待检测区域可以是人为设定的地层区域范围；所述走时是地震波从震源传到观测点所经过的时间，地震波经过不同介质走时也会不同。所述实际回折波走时数据是经过实际测量得到的回折走时。
在本实施例中，所述一维连续层状模型为：
V＝a z+b
其中，所述V为地层速度，所述z为地层深度，所述a和b为模型参数。
根据所述一维连续层状模型可以得到第k层一维连续层状模型为：
Vk＝akz+bk
其中，下标k表示第k层。
在实际应用中，所述ak和bk是需要反演的参数。当ak＝0时，所述地层速度可连续变化的一维连续层状模型转变为第k层地层速度不变的连续层状模型。
步骤S102，基于建立的所述初始一维连续层状模型计算理论回折波走时。
其中，所述理论回折波走时是利用回折波走时公式计算得到的精确的回折波走时。
进一步的，所述基于建立的所述初始一维连续层状模型计算理论回折波走时，包括：
基于所述初始一维连续层状模型计算获得射线参数；
根据计算获得的射线参数，基于回折波走时公式计算获得所述理论回折波走时。
其中，所述射线参数是指，同一入射点处入射角θ的正弦值与速度值之比为一常数，所述常数为射线参数。
进一步的，所述基于所述初始一维连续层状模型计算获得射线参数，包括：
建立预设变量与所述射线参数的转换关系；
基于所述预设变量与所述射线参数的转换关系，将关于射线参数的震源距公式变换为关于预设变量的震源距公式；
基于所述关于预设变量的震源距公式利用牛顿迭代法计算获得所述预设变量的值；
基于所述预设变量与所述射线参数的转换关系获得所述射线参数的值。
其中，所述震源距为震源与回折波数据接收点的距离，当给定射线参数后，所述震源距公式可以根据斯涅尔定律推导得出。
在本实施例中，所述回折波走时公式为：
其中，所述T为回折波走时，p为射线参数，所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层，所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，an为所述初始一维连续层状模型中第n层速度函数的速度梯度，所述第n层速度函数为Vn＝anz+bn，Vn为第n层的地层速度，
所述s表示震源所在层，所述zs为震源深度，所述z(k)为第k层的深度。
在本实施例中，为了避免迭代计算时收敛慢或不收敛的问题，将射线参数用预设变量表示，所述预设变量与所述射线参数的转换关系具体为：
其中，所述VM为模型底部速度，所述p为射线参数，所述q为预设变量；
所述关于射线参数的震源距公式具体为：
其中，所述X表示震源距，所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层， 所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，an为所述初始一维连续层状模型中第n层速度函数的速度梯度，所述第n层速度函数为Vn＝anz+bn，Vn为第n层的地层速度，所述s表示震源所在层，所述zs为震源深度，所述z(k)为第k层的深度；
所述关于预设变量的震源距公式具体为：
其中，
在实际应用中，所述VM为模型底部速度，所述模型底部速度为模型最大速度。在所述震源距公式中，当k＝0时，对应的项表示对震源位置进行修正。
进一步的，所述基于所述关于预设变量的震源距公式利用牛顿迭代法计算获得所述预设变量的值，包括：
获取所述关于预设变量的震源距公式的有理函数逼近，并根据所述有理函数逼近计算获得所述预设变量的初始值；
基于所述预设变量的初始值利用牛顿迭代法计算获得预设变量的值。
在本实施中，所述有理函数具体为：
其中，所述X为震源距，所述q为预设变量， 所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层，所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，所述VM为模型底部速度。
在实际应用中，在给定震源距的值后，根据所述有理函数可以获得所述预设变量的初始值，所述初始值为：
其中，所述q0为所述预设变量的初始值，所述X为给定的震源距，所述γ2、γ0、σ的定义与所述有理函数中定义相同，具体可参照有理函数中参数的定义，在此不再赘述。
在获得所述预设变量的初始值后，基于所述预设变量的初始值利用牛顿迭代法计算获得预设变量的值。所述预设变量的初始值是一个估计值，在利用牛顿迭代法计算之后获得的值为精确值。
步骤S103，判断所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差是否小于预设误差值。
其中，所述预设误差值可以是根据实际的精度需求人为设定的。
步骤S104，如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于预设误差值，则输出所述初始一维连续层状模型。
示例性的，如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于预设误差值，说明根据所述初始一维连续层状模型可以在一定误差范围内准确地描述待检测区域的地层速度，所以所述初始一维连续层状模型是满足需要的，直接输出所述初始一维连续层状模型。
步骤S105，如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差大于或者等于所述预设误差值，则调整所述初始一维连续层状模型的参数，直到根据调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值。
在实际应用中，对所述初始一维连续层状模型进行调整可以采用最优化算法，所述最优化算法包括以下至少一项：最速下降法、共轭梯度法、牛顿迭代法、随机搜索。需要说明的是，所述最优化算法包括但不限于以上列出的各种方法。
需要说明的是，在调整所述初始一维连续层状模型的参数后，得到调整后的一维连续层状模型，根据调整后的一维连续层状模型重新计算理论回折波走时，在重新计算理论回折波走时的过程中，采用的是调整后的一维连续层状模型的参数。本发明实施例以初始一维连续层状模型中第k层速度函数为例，说明如何根据所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数获取调整后的一维连续层状模型中的第k层速度函数，根据调整后的一维连续层模型中第k层速度函数的参数重新计算理论回折波走时的过程中，需要将初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数ak、bk替换为调整后的一维连续层状模型中第k层速度函数的参数a′k、b′k，其它步骤一致，不再赘述。
步骤S106，在所述调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值后，输出所述调整后的一维连续层状模型。
在实际应用中，可以根据步骤S101-S106中的方法得到调整后的一维连续层状模型，并根据所述调整后的一维连续层状模型绘制出地层纵波速度剖面图，参见图2，图2是本发明实施例提供的一个地层纵波速度剖面图。所述地层纵波速度剖面图是根据本发明实施例中提供的地震回折波层析成像方法得到的调整后的一维连续层状模型绘制得到的。需要说明的是，随着获取到的待检测区域的地震实际回折波走时数据的变化，得到的调整后的一维连续层状模型也会相应的变化，根据所述调整后的一维连续层状模型绘制出的地层纵波速度剖面图也会不同。图2中示出的地层纵波速度剖面图仅作为本发明实施例中地震回折波层析成像方法的一个示例，并不用于限制本发明。
本发明实施例通过获取待检测区域的地震实际回折波走时数据，并根据所述实际回折波走时数据建立初始一维连续层状模型；基于建立的所述初始一维连续层状模型计算理论回折波走时；判断所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差是否小于预设误差值；如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于预设误差值，则输出所述初始一维连续层状模型；如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差大于或者等于所述预设误差值，则调整所述初始一维连续层状模型的参数，直到根据调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值；在所述调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值后，输出所述调整后的一维连续层状模型。基于一维连续层状模型，地层速度可随深度连续变化，避免了通过增加模型分层的数量来提高模型精度，大大减少了需要反演的模型参数个数，从而减少了计算量，提高了计算效率；同时通过预设变量间接求解射线参数，使得迭代求解过程稳定，收敛快速，有效避免了迭代不收敛或不稳定的问题。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图3是本发明实施例提供的地震回折波层析成像装置的示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
所述地震回折波层析成像装置3包括：
获取单元31，用于获取待检测区域的地震实际回折波走时数据，并根据所述实际回折波走时数据建立初始一维连续层状模型。
计算单元32，用于基于建立的所述初始一维连续层状模型计算理论回折波走时。
判断单元33，用于判断所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差是否小于预设误差值。
第一输出单元34，用于如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于预设误差值，则输出所述初始一维连续层状模型。
调整单元35，用于如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差大于或者等于所述预设误差值，则调整所述初始一维连续层状模型的参数，直到根据调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值。
第二输出单元36，用于在所述调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值后，输出所述调整后的一维连续层状模型。
进一步的，所述计算单元32包括：
射线参数计算子单元321，用于基于所述初始一维连续层状模型计算获得射线参数。
理论回折波计算子单元322，用于根据计算获得的射线参数，基于回折波走时公式计算获得所述理论回折波走时。
进一步的，所述射线参数计算子单元321包括：
转换关系建立模块，用于建立预设变量与所述射线参数的转换关系。
震源距公式变换模块，用于基于所述预设变量与所述射线参数的转换关系，将关于射线参数的震源距公式变换为关于预设变量的震源距公式。
预设变量获取模块，用于基于所述关于预设变量的震源距公式利用牛顿迭代法计算获得所述预设变量的值。
射线参数获取模块，用于基于所述预设变量与所述射线参数的转换关系获得所述射线参数的值。
其中，所述回折波走时公式为：
其中，所述T为回折波走时，p为射线参数，所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层，所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，an为所述初始一维连续层状模型中第n层速度函数的速度梯度，所述第n层速度函数为Vn＝anz+bn，Vn为第n层的地层速度，
所述s表示震源所在层，所述zs为震源深度，所述z(k)为第k层的深度。
其中，所述预设变量与所述射线参数的转换关系具体为：
其中，所述VM为模型底部速度，所述p为射线参数，所述q为预设变量；
所述关于射线参数的震源距公式具体为：
其中，所述X表示震源距，所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层， 所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，an为所述初始一维连续层状模型中第n层速度函数的速度梯度，所述第n层速度函数为Vn＝anz+bn，Vn为第n层的地层速度，所述s表示震源所在层，所述zs为震源深度，所述z(k)为第k层的深度；
所述关于预设变量的震源距公式具体为：
其中，
进一步的，所述预设变量获取模块包括：
初始值获取子模块，用于获取所述关于预设变量的震源距公式的有理函数逼近，并根据所述有理函数逼近计算获得所述预设变量的初始值。
预设变量计算子模块，用于基于所述预设变量的初始值利用牛顿迭代法计算获得预设变量的值。
其中，所述有理函数具体为：
其中，所述X为震源距，所述q为预设变量， 所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层，所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，所述VM为模型底部速度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图4是本发明实施例提供的终端设备的示意图。如图4所示，该实施例的终端设备4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个地震回折波层析成像方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S106。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块31至36的功能。
示例性的，所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述终端设备4中的执行过程。例如，所述计算机程序42可以被分割成获取单元、计算单元、判断单元、第一输出单元、调整单元和第二输出单元，各单元具体功能如下：
获取单元，用于获取待检测区域的地震实际回折波走时数据，并根据所述实际回折波走时数据建立初始一维连续层状模型。
计算单元，用于基于建立的所述初始一维连续层状模型计算理论回折波走时。
判断单元，用于判断所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差是否小于预设误差值。
第一输出单元，用于如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于预设误差值，则输出所述初始一维连续层状模型。
调整单元，用于如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差大于或者等于所述预设误差值，则调整所述初始一维连续层状模型的参数，直到根据调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值。
第二输出单元，用于在所述调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值后，输出所述调整后的一维连续层状模型。
进一步的，所述计算单元包括：
射线参数计算子单元，用于基于所述初始一维连续层状模型计算获得射线参数。
理论回折波计算子单元，用于根据计算获得的射线参数，基于回折波走时公式计算获得所述理论回折波走时。
进一步的，所述射线参数计算子单元包括：
转换关系建立模块，用于建立预设变量与所述射线参数的转换关系。
震源距公式变换模块，用于基于所述预设变量与所述射线参数的转换关系，将关于射线参数的震源距公式变换为关于预设变量的震源距公式。
预设变量获取模块，用于基于所述关于预设变量的震源距公式利用牛顿迭代法计算获得所述预设变量的值。
射线参数获取模块，用于基于所述预设变量与所述射线参数的转换关系获得所述射线参数的值。
其中，所述回折波走时公式为：
其中，所述T为回折波走时，p为射线参数，所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层，所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，an为所述初始一维连续层状模型中第n层速度函数的速度梯度，所述第n层速度函数为Vn＝anz+bn，Vn为第n层的地层速度，
所述s表示震源所在层，所述zs为震源深度，所述z(k)为第k层的深度。
其中，所述预设变量与所述射线参数的转换关系具体为：
其中，所述VM为模型底部速度，所述p为射线参数，所述q为预设变量；
所述关于射线参数的震源距公式具体为：
其中，所述X表示震源距，所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层， 所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，an为所述初始一维连续层状模型中第n层速度函数的速度，所述第n层速度函数为Vn＝anz+bn，Vn为第n层的地层速度，所述s表示震源所在层，所述zs为震源深度，所述z(k)为第k层的深度；
所述关于预设变量的震源距公式具体为：
其中，
进一步的，所述预设变量获取模块包括：
初始值获取子模块，用于获取所述关于预设变量的震源距公式的有理函数逼近，并根据所述有理函数逼近计算获得所述预设变量的初始值。
预设变量计算子模块，用于基于所述预设变量的初始值利用牛顿迭代法计算获得预设变量的值。
其中，所述有理函数具体为：
其中，所述X为震源距，所述q为预设变量， 所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层，所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，所述VM为模型底部速度。
所述终端设备4可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端设备4的示例，并不构成对终端设备4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器41可以是所述终端设备4的内部存储单元，例如终端设备4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述终端设备4的外部存储设备，例如所述终端设备4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述终端设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种地震回折波层析成像方法，其特征在于，包括：
获取待检测区域的地震实际回折波走时数据，并根据所述实际回折波走时数据建立初始一维连续层状模型；
基于建立的所述初始一维连续层状模型计算理论回折波走时；
判断所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差是否小于预设误差值；
如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于预设误差值，则输出所述初始一维连续层状模型；
如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差大于或者等于所述预设误差值，则调整所述初始一维连续层状模型的参数，直到根据调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值；
在所述调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值后，输出所述调整后的一维连续层状模型。
2.如权利要求1所述的地震回折波层析成像方法，其特征在于，所述基于建立的所述初始一维连续层状模型计算理论回折波走时，包括：
基于所述初始一维连续层状模型计算获得射线参数；
根据计算获得的射线参数，基于回折波走时公式计算获得所述理论回折波走时。
3.如权利要求2所述的地震回折波层析成像方法，其特征在于，所述基于所述初始一维连续层状模型计算获得射线参数，包括：
建立预设变量与所述射线参数的转换关系；
基于所述预设变量与所述射线参数的转换关系，将关于射线参数的震源距公式变换为关于预设变量的震源距公式；
基于所述关于预设变量的震源距公式利用牛顿迭代法计算获得所述预设变量的值；
基于所述预设变量与所述射线参数的转换关系获得所述射线参数的值。
4.如权利要求2所述的地震回折波层析成像方法，其特征在于，所述回折波走时公式为：
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<mo>)</mo>
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<mo>,</mo>
</mrow>
其中，所述T为回折波走时，p为射线参数，所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层，所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，an为所述初始一维连续层状模型中第n层速度函数的速度梯度，所述第n层速度函数为Vn＝anz+bn，Vn为第n层的地层速度，
所述s表示震源所在层，所述zs为震源深度，所述z(k)为第k层的深度。
5.如权利要求3所述的地震回折波层析成像方法，其特征在于，所述预设变量与所述射线参数的转换关系具体为：
<mrow>
<mi>p</mi>
<mo>=</mo>
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</mrow>
</mfrac>
</msqrt>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，所述VM为模型底部速度，所述p为射线参数，所述q为预设变量；
所述关于射线参数的震源距公式具体为：
<mrow>
<mi>X</mi>
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<mo>,</mo>
</mrow>
其中，所述X表示震源距，所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层，
所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，an为所述初始一维连续层状模型中第n层速度函数的速度梯度，所述第n层速度函数为Vn＝anz+bn，Vn为第n层的地层速度，所述s表示震源所在层，所述zs为震源深度，所述z(k)为第k层的深度；
所述关于预设变量的震源距公式具体为：
<mrow>
<mi>X</mi>
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</mrow>
</msup>
</mrow>
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<mo>,</mo>
</mrow>
其中，
6.如权利要求3所述的地震回折波层析成像方法，其特征在于，所述基于所述关于预设变量的震源距公式利用牛顿迭代法计算获得所述预设变量的值，包括：
获取所述关于预设变量的震源距公式的有理函数逼近，并根据所述有理函数逼近计算获得所述预设变量的初始值；
基于所述预设变量的初始值利用牛顿迭代法计算获得预设变量的值。
7.如权利要求6所述的地震回折波层析成像方法，其特征在于，所述有理函数具体为：
<mrow>
<mi>X</mi>
<mo>=</mo>
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<mrow>
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<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</mfrac>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中，所述X为震源距，所述q为预设变量， 所述k表示第k层，所述n表示回折波发生层，所述ak和bk是所述初始一维连续层状模型中第k层速度函数的参数，所述第k层速度函数为Vk＝akz+bk，Vk为第k层的地层速度，z为地层深度，所述VM为模型底部速度。
8.一种地震回折波层析成像装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取待检测区域的地震实际回折波走时数据，并根据所述实际回折波走时数据建立初始一维连续层状模型；
计算单元，用于基于建立的所述初始一维连续层状模型计算理论回折波走时；
判断单元，用于判断所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差是否小于预设误差值；
第一输出单元，用于如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于预设误差值，则输出所述初始一维连续层状模型；
调整单元，用于如果所述理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差大于或者等于所述预设误差值，则调整所述初始一维连续层状模型的参数，直到根据调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值；
第二输出单元，用于在所述调整后的一维连续层状模型获得的理论回折波走时与所述实际回折波走时的误差小于所述预设误差值后，输出所述调整后的一维连续层状模型。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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