CN107894614B - 二维表层模型构建方法及获得二维测线控制点的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种二维表层模型构建方法及获得二维测线控制点的方法。所述模型构建方法包括：求取二维测线网中第一、二测线的控制点；利用控制点建模，得二维表层模型。求取控制点的步骤包括：对第一、二测线分别进行拐点搜索处理，得第一、二测线拐点；利用第一、二测线拐点，得第一、二测线的交点；分别求取第一、二测线上所述交点的成果，进行平均处理，得第一测线与第二测线共用的交点成果，作为控制点。本发明能够根据测线拐点，快速、准确计算二维测线的交点，为表层模型的统一构建打下基础；计算精度高，且计算效率比传统方法具有显著的提高；能够实现交点处的模型闭合，满足二维表层模型精确建模的需求。
Description
技术领域
本发明属于石油和天然气地震勘探采集领域，具体来讲，涉及一种能够提高模型精确度的二维表层模型构建方法以及一种能够有效获得二维测线闭合用控制点的方法。
背景技术
目前，我国地震勘探的场所主要集中在山地、沙漠、黄土塬等近地表条件比较复杂地区。如何建立准确、符合表层地质规律的近表层模型，得到高精度的模型校正量，不仅可以得到评价一种校正量计算方法的标尺，也是进行约束校正量计算的前提与基础。
然而，目前的二维表层模型建立通常通过单测线建模，其模型精度低，难以满足实际需求。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。
例如，本发明的目的之一在于解决传统二维表层模型建立时采用单测线建模，交点处不闭合的问题。
本发明的一方面提供了一种二维表层模型构建方法。所述构建方法包括以下步骤：求取二维测线网中第一测线与第二测线的控制点，所述第一测线为二维测线网中的任一测线，所述第二测线为二维测线网中的另一测线；利用所述控制点对所述二维测线网进行建模，得到能够提高精确度的二维表层模型。其中，所述求取二维测线网中第一测线与第二测线的控制点的步骤包括以下子步骤：对第一测线和第二测线分别进行拐点搜索处理，得到第一测线拐点和第二测线拐点，所述第一测线拐点包括第一测线的两个端点，所述第二测线拐点包括第二测线的两个端点；利用所述第一测线拐点与所述第二测线拐点，计算得到第一测线与第二测线的交点；求取第一测线上所述交点的成果，作为第一成果，求取第二测线上所述交点的成果，作为第二成果，对第一成果和第二成果进行平均处理，得到第一测线与第二测线共用的交点成果，作为第一测线与第二测线的控制点。
在本发明一个示例性实施例中，所述拐点搜索处理子步骤可通过提取第一测线上超过设定偏移量的测点形成第一测线拐点，并可通过提取第二测线上超过设定偏移量的测点形成第二测线拐点。例如，所述拐点搜索处理子步骤可通过控制所述设定偏移量的大小来控制第一测线拐点和第二测线拐点的数量分别为3～7个。
在本发明一个示例性实施例中，所述得到第一测线与第二测线的交点的子步骤可包括以下步骤：将第一测线拐点中任意相邻的两个拐点构成第一子线段，将第二测线拐点中任意相邻的两个拐点构成第二子线段，将第一子线段与第二子线段的交点作为临时交点；利用临时交点的坐标获得离该临时交点最近的4个测点，并利用所述4个测点计算得出精确交点作为第一测线与第二测线的交点；判断所述精确交点的位置是否位于所述4个测点的坐标范围之内，若是，则将所述精确交点作为第一测线与第二测线的交点，若否，则利用第一测线的测点数据与第二测线的测点数据直接求取第一测线与第二测线的交点。
在本发明一个示例性实施例中，所述模型闭合求解步骤可以包括以下步骤：采用双向内插法求出所述交点在第一测线上的成果，得到第一交点成果，采用双向内插法求出所述交点在第二测线上的成果，得到第二交点成果；将所述第一交点成果和所述第二交点成果进行平均处理，得到所述交点成果。
本发明的另一方面提供了一种获得二维测线控制点的方法。所述方法包括以下步骤：对第一测线和第二测线分别进行拐点搜索处理，得到第一测线拐点和第二测线拐点，所述第一测线拐点包括第一测线的两个端点，所述第二测线拐点包括第二测线的两个端点；利用所述第一测线拐点与所述第二测线拐点，计算得到第一测线与第二测线的交点；求取第一测线上所述交点的成果，作为第一成果，求取第二测线上所述交点的成果，作为第二成果，对第一成果和第二成果进行平均处理，得到第一测线与第二测线共用的交点成果，作为第一测线与第二测线的控制点。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果包括以下中的至少一种：能够根据测线拐点，快速、准确计算二维测线的交点，为表层模型的统一构建打下基础；计算精度高，且计算效率比传统方法具有显著的提高；能够实现交点处的模型闭合，达到二维表层模型精确建模的生产需求，具有实际应用价值。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的二维表层模型构建方法的流程图。
图2示出了根据本发明的另一个示例性实施例的二维表层模型构建方法的流程图。
图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的二维表层模型构建方法中的一种拐点计算方式的示意图。
图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的二维表层模型构建方法中的一种点到直线距离的计算方式的示意图。
图5示出了根据本发明的一个示例性实施例的二维表层模型构建方法中的一种交点计算方式的示意图。
图6示出了根据本发明的一个示例性实施例的二维表层模型构建方法中的一种通过测线计算交点的方式的示意图。
图7示出了根据本发明的一个示例性实施例的二维表层模型构建方法中的获得两条测线共同控制点的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加的清楚明白，在以下详细描述中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本发明的二维表层模型构建方法及获得二维测线控制点的方法。
本发明的主要思路为：在二维地震勘探的表层模型统一构建工作中，首先通过拐点搜索技术，求得测线的拐点；采用拐点计算出测线的交点；再对交点成果进行平均化处理，获得交点处的数据；最后对模型进行统一建模，实现交点处的模型闭合，达到二维表层模型精确建模的生产需求。
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的二维表层模型构建方法的流程图。
如图1所示，在本发明的一个示例性实施例中，二维表层模型构建方法可以通过以下步骤来实现：
首先，求取二维测线网中第一测线与第二测线的控制点。第一测线可以为二维测线网中的任一测线，第二测线可以为二维测线网中的除前述第一测线以外的另一测线。也就是说，求取二维测线网中全部的有交点的任意两条测线的共用控制点。
然后，利用求取的控制点对二维测线网进行建模，得到二维表层模型。该二维表层模型能够实现对交点模型的闭合，具有良好的精确度。
具体来讲，求取二维测线网中第一测线与第二测线的控制点可通过以下步骤来实现：
(1)测线拐点计算
具体来讲，对第一测线进行拐点搜索处理，得到第一测线拐点。第一测线拐点包括第一测线的两个端点。对第二测线进行拐点搜索处理，得到第二测线拐点。第二测线拐点包括第二测线的两个端点。
其中，拐点搜索处理可通过提取第一测线上超过设定偏移量的测点形成第一测线拐点，并通过提取第二测线上超过设定偏移量的测点形成第二测线拐点。例如，可通过递归算法等来实现拐点搜索处理。此外，在进行拐点搜索处理时，可通过控制设定偏移量的大小来控制第一测线拐点和第二测线拐点的数量分别为3～7个，例如，可为5个。此数值包含测线的两个端点。
(2)计算测线交点
利用第一测线拐点与第二测线拐点，计算得到第一测线与第二测线的交点。
具体来讲，将第一测线拐点中任意相邻的两个拐点构成多个彼此相连的第一子线段，将第二测线拐点中任意相邻的两个拐点构成多个彼此相连的第二子线段，随后，求取多个彼此相连的第一子线段与多个彼此相连的第二子线段的交点，并将第一子线段与第二子线段的交点作为临时交点。
接着，利用临时交点的坐标获得离该临时交点最近的4个测点，即第一测线和第二测线上分别有2个测点，并利用这4个测点计算得出精确交点作为第一测线与第二测线的交点。
然后，判断所述精确交点的位置是否位于所述4个测点的坐标范围之内。若是，则将所述精确交点作为第一测线与第二测线的交点；若否，则利用第一测线的测点数据与第二测线的测点数据直接求取第一测线与第二测线的交点。
(3)交点成果闭合求解
求取第一测线与第二测线的交点在第一测线上的成果，作为第一成果；求取第一测线与第二测线的交点在第二测线上的成果，作为第二成果。例如，可采用双向内插法分别求出所述交点在第一测线或第二测线上的成果。然而，本发明不限于此。随后，对第一成果和第二成果进行平均处理，得到第一测线与第二测线共用的交点成果，作为第一测线与第二测线的控制点。
图2示出了根据本发明的另一个示例性实施例的二维表层模型构建方法的流程图。
如图2所示，在本发明的另一个示例性实施例中，二维表层模型构建方法可以通过以下步骤来实现：
(1)计算测线拐点
通过拐点搜索处理分别确定第一测线拐点和第二测线拐点。
为了提高显示效率，二维地震测网往往是利用拐点进行显示的。因为，测线拐点是测线走向的控制点，是显示测网的控制点，是粗算测线交点的依据。长期以来，地球物理工作者很重视测量坐标的精度。但是，野外测量所提供的测线拐点坐标通常没有一个标准，会出现没有提供真正拐点坐标的信息的现象，造成平面显示测网坐标与实际的坐标之间有偏差。因此，拐点的选择是非常重要的。
对于测线拐点的确定，可以通过多种方法实现。例如，给定允许的偏移量(也可称为偏差)，采用递归算法，提取测线上超过偏移量的各点，被提取超过偏移量的各点和测线的两个端点组成测线拐点。
其中，为了使得采用递归算法计算得到测线拐点的过程更加清楚明白，下面结合图3和图4对该过程进行详细的说明。
如图3所示，假设测线上有A、B、C、D、E、F、G七个测点，给定偏移量为MaxDis。这里，在计算测线拐点的过程中，为了将测线所有交点都计算出来，因此，在实际工作中需要计算测线上所有的测点。而偏移量的大小则是根据经验得到，例如，由测线的弯曲程度、工作量的大小等确定，当偏移量值较大时，拐点数较少，当偏移量值较小时，拐点数较多。测线主要为直线，因此，交点数较少，在实际工作中，拐点数可以选为5个左右。
首先确定测线的起止端点为最开始的两个拐点，即由A点与G点组成一条直线AG。
在直线AG上，分别求B、C、D、E、F点到直线AG的距离Bx、Cx、Dx、Ex、Fx，找出其中最大值Dx。
当Dx>MaxDis，即D点到直线AG的距离Dx大于给定的偏移量MaxDis，D点作为一个新增拐点。因此，将测点A、B、C、D、E、F、G分为A、B、C、D和D、E、F、G两部分。顺序连接A、D、G三个拐点，则AG段形成AD、DG两条新的直线。
分别求取B、C点到直线AD的距离By、Cy，找出By、Cy中的最大值，假设为Cy，并与给定偏移量进行比较。
当Cy<MaxDis，则AD之间不需要增加新的拐点，即AD之间无新拐点，AD间拐点查找完成。
当Cy>MaxDis，则AD之间还需要插入新的拐点C，则AD段形成AC、CD两条新的直线。如图3所示，将AD段的A、B、C、D点分为A、B、C和C、D两部分。重复以上步骤，完成AC段拐点的查找。
按照AD段拐点查找方法，完成DG段拐点的查找。
重复以上步骤，完成整个测线的拐点查找。
这里，点到直线的距离如图4所示，已知点P(x0，y0)和直线L：ax+by+c＝0，P点到直线L的距离d可以通过式(1)计算得到，
(2)计算测线交点
利用步骤(1)得到的第一测线拐点和第二测线拐点计算得到第一测线和第二测线的交点。
步骤(1)求取的拐点将测线分为多段，以相邻拐点构成的线段为基本单元，计算不同测线之间的交点，该交点称为临时交点。例如，第一测线具有5个拐点，则通过彼此相邻的拐点可形成4个第一子线段；第二测线具有6个拐点，则通过彼此相邻的拐点可形成5个第二子线段。随后求取第一子线段和第二子线段的交点作为临时交点。如图5所示，第一测线上的两相邻的拐点P1(x1，y1)、P2(x2，y2)构成直线L1：a1x+b1y+c1＝0，第二测线上的两相邻的拐点P3(x3，y3)、P4(x4，y4)构成直线L2：a2x+b2y+c2＝0。联合求解，得到临时交点P的交点坐标(x，y)。
然后根据临时交点，进一步获得精确交点的信息。例如，为了提高效率，利用计算出的临时交点坐标分别在两条测线上找到离交点最近的2个测点，然后再用这4个测点进行精确的交点计算与判断。如果没有交点，则再对这两条测线进行精确计算，从而利用第一测线的测点数据与第二测线的测点数据直接求取第一测线与第二测线的交点。
对精确交点的判断可采用如下过程：如图5所示，比较P1、P2、P3、P4四个拐点的坐标，根据横坐标最大值和最小值，得到横坐标的范围(minx，maxx)；根据纵坐标最大值和最小值，得到纵坐标的范围(miny，maxy)。当满足minx≤x≤maxx且miny≤y≤maxy时，即临时交点P在拐点P1、P2、P3、P4构成的四边形内(线段P1P2与线段P3P4相交)，则临时交点有效。否则临时交点无效，也就是线段P1P2与线段P3P4无临时交点。
图6示出了根据本发明的一个示例性实施例的二维表层模型构建方法中的一种通过测线计算交点的方式的示意图。图6示出了利用第一测线的测点数据与第二测线的测点数据直接求取第一测线与第二测线的交点的一种情况。如图6所示，对于测线L1和L2，当实际测线进行交点计算时，首先在一条测线L1上选两个点A1、A2，与另一条测线L2上从端点B1、B2开始进行交点计算，如果无交点，在L2上按顺序移动一个点B2、B3，重新计算，一直到测线L2上最后一个点。如果存在交点则计算结束，得到两条线的交点。如果无交点，则在L1再顺次移动一个点，A2、A3，L2重新从端点B1、B2开始计算。循环到L1的终点。进行交点查找。
(3)交点模型闭合求解
具体来讲，可采用双向内插法或层间相关系数法等分别求出交点在不同测线上的成果，再进行平均处理，得到交点成果(即，控制点)，然后，利用求取的控制点对二维测线网进行建模，得到二维表层模型，从而能够实现对交点模型的闭合，并提高模型精确度。
例如，采用双向内插法或层间相关系数法等求出交点在第一测线上的成果，得到第一交点成果；采用双向内插法或层间相关系数法等求出交点在第二测线上的成果，得到第二交点成果。然后，将第一交点成果和第二交点成果进行平均处理，得到交点成果，作为第一测线与第二测线的控制点。
图7示出了根据本发明的一个示例性实施例的二维表层模型构建方法中的获得两条测线共同控制点的示意图。如图7所示，根据测线L1上的测点R1、R2求出交点R在测线L1上的成果，同样的，根据测线L2上的测点R3、R4求出交点R在测线L2上的成果。其中，测点R1、R2可以为测线L1上的任意测点，R3、R4可以为测线L2上的任意测点。此外，测点R1、R2、R3、R4也可以为步骤(2)中求得精确交点的四个测点，从而有利于进一步提高准确度。
随后，如图2所示，本示例性实施例的方法还可对所构建的二维表层模型进行进一步调整和优化，已达到满意的模型结果。
综上所述，本发明能够根据测线拐点，快速、准确计算二维测线的交点，为表层模型的统一构建打下基础。现有技术计算交点的方法往往是一条线与探区内所有测线均要进行求交点运算，而且每条测线的测点数据量非常大，故运算量巨大，严重影响计算效率；而采用本发明的方法，计算效率比传统方法有了显著的提高，且计算精度高，例如，在实际工作中发现计算效率可比传统方法提高8倍以上。本发明的计算方法能够实现交点处的模型闭合，达到二维表层模型精确建模的生产需求，具有重要的实际应用价值。
尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
Claims (6)
1.一种二维表层模型构建方法，其特征在于，所述构建方法包括以下步骤：
求取二维测线网中第一测线与第二测线的控制点，所述第一测线为二维测线网中的任一测线，所述第二测线为二维测线网中的另一测线；
利用所述控制点对所述二维测线网进行建模，得到能够提高精确度的二维表层模型，其中，
所述求取二维测线网中第一测线与第二测线的控制点的步骤包括以下子步骤：
对第一测线和第二测线分别进行拐点搜索处理，得到第一测线拐点和第二测线拐点，所述第一测线拐点包括第一测线的两个端点，所述第二测线拐点包括第二测线的两个端点；
利用所述第一测线拐点与所述第二测线拐点，计算得到第一测线与第二测线的交点；
求取第一测线上所述交点的成果，作为第一成果，求取第二测线上所述交点的成果，作为第二成果，对第一成果和第二成果进行平均处理，得到第一测线与第二测线共用的交点成果，作为第一测线与第二测线的控制点，
其中，所述计算得到第一测线与第二测线的交点的子步骤包括以下步骤：
将第一测线拐点中任意相邻的两个拐点构成第一子线段，将第二测线拐点中任意相邻的两个拐点构成第二子线段，将第一子线段与第二子线段的交点作为临时交点；
利用临时交点的坐标获得离该临时交点最近的4个测点，并利用所述4个测点计算得出精确交点作为第一测线与第二测线的交点；
判断所述精确交点的位置是否位于所述4个测点的坐标范围之内，若是，则将所述精确交点作为第一测线与第二测线的交点，若否，则利用第一测线的测点数据与第二测线的测点数据直接求取第一测线与第二测线的交点。
2.根据权利要求1所述的二维表层模型构建方法，其特征在于，所述拐点搜索处理的子步骤通过提取第一测线上超过设定偏移量的测点形成第一测线拐点，并通过提取第二测线上超过设定偏移量的测点形成第二测线拐点。
3.根据权利要求2所述的二维表层模型构建方法，其特征在于，所述拐点搜索处理的子步骤通过控制所述设定偏移量的大小来控制第一测线拐点和第二测线拐点的数量分别为3～7个。
4.一种获得二维测线控制点的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
对第一测线和第二测线分别进行拐点搜索处理，得到第一测线拐点和第二测线拐点，所述第一测线拐点包括第一测线的两个端点，所述第二测线拐点包括第二测线的两个端点；
利用所述第一测线拐点与所述第二测线拐点，计算得到第一测线与第二测线的交点；
求取第一测线上所述交点的成果，作为第一成果，求取第二测线上所述交点的成果，作为第二成果，对第一成果和第二成果进行平均处理，得到第一测线与第二测线共用的交点成果，作为第一测线与第二测线的控制点，
所述计算得到第一测线与第二测线的交点的步骤包括以下步骤：
将第一测线拐点中任意相邻的两个拐点构成第一子线段，将第二测线拐点中任意相邻的两个拐点构成第二子线段，将第一子线段与第二子线段的交点作为临时交点；
利用临时交点的坐标获得离该临时交点最近的4个测点，并利用所述4个测点计算得出精确交点作为第一测线与第二测线的交点；
判断所述精确交点的位置是否位于所述4个测点的坐标范围之内，若是，则将所述精确交点作为第一测线与第二测线的交点，若否，则利用第一测线的测点数据与第二测线的测点数据直接求取第一测线与第二测线的交点。
5.根据权利要求4所述的获得二维测线控制点的方法，其特征在于，所述拐点搜索处理的步骤通过提取第一测线上超过设定偏移量的测点形成第一测线拐点，并通过提取第二测线上超过设定偏移量的测点形成第二测线拐点。
6.根据权利要求5所述的获得二维测线控制点的方法，其特征在于，所述拐点搜索处理的步骤通过控制所述设定偏移量的大小来控制第一测线拐点和第二测线拐点的数量分别为3～7个。
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