CN109143342B - 一种地震勘探无线采集数据融合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地震勘探无线采集数据融合方法，其包括下载数据并按无线节点仪器编号保存，将下载数据编制目录并建立索引，获取震源点与无线节点仪器的关联属性信息，截取有效数据，建立地震数据文件并填入有效数据。本发明针对无线节点仪器采集数据数量多、体积大、无效数据多的特点，采用连续数据记录、分段式GPS时间保存、提供目录文件以及统一地震时间截取的方法，可以在庞大的数据中快速定位所需要的数据，查找效率提升了数倍，并且随着采集道数的不断，查找数据的时间不会明显增加。
Description
技术领域
本发明属于地震勘探技术领域，具体涉及一种地震勘探无线采集数据融合方法。
背景技术
地震勘探(Seismic exploration)是指人工激发所引起的弹性波利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析人工地震产生的地震波在地下的传播规律，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是地球物理勘探中最重要、解决油气勘探问题最有效的一种方法。它是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。
地震勘探利用地震检波器并按特定方式观测岩层间的波阻抗差异，进而研究地下地质问题。地震检波器是在地震勘探作业中将人工震源激发的地面机械振动信号转化为电信号的装置(传感器)，它是地震波接收的第一个环节。地震仪器是真实记录返回地面地震信号的核心装备，既要求不丢失有用的地震信号，又要求对干扰信号充分采样，以利于在野外或室内进行压制。
地震数据采集是油气地震勘探工程中第一道工序，也是最为重要的工序，在这道工序里必不可少地要用到一种装备，那就是地震信号接收和记录系统。习惯上，把传感地震信号的装置称为地震检波器，把采集和记录地震信号的装置称为地震勘探仪器(或称地震(记录)仪器)，它是地震仪器是关键装备。地震检波器和地震勘探仪器总是要联合工作才能实现完整的地震数据采集功能，即在功能上，检波器和仪器是密不可分的整体。站在系统的角度，也为了满足发展的需要，把主要包括地震检波器和地震勘探仪器在内的地震信号传感和采集装置，统称为地震数据采集系统(简称采集系统)。
伴随着高覆盖过万道观测系统的设计应用和可控震源滑动扫描、ISS(Independent Simultaneous Sweep)、DS3、HFVS(High Fidelity Vibratory Seismic)等高效采集作业方式的推广应用，常规采集仪器在满足生产需求方面出现了瓶颈，因此诞生了无线节点采集设备。无线节点采集设备一种采集通道数可任意扩展、排列布设方便、能适应多种作业环境且能够稳定的连续长记录的新式地震仪器。仪器的大道数能力是未来地震数据采集仪器不可或缺的一项指标，而节点式地震仪器很好的规避了常规有线仪器主机带道能力和数据传输等方面的限制，突破了有线仪器大道数的极限。无线节点仪器正在向着稳定的系统和更长的连续采集能力方面快速的发展，近年来无线采集仪器在勘探市场上占的份额越来越大将来或许有取代有线采集仪器的可能。
当前地球物理勘探对庞大的采集道数、高性能的数字化检波单元和复杂的排列布设等提出了越来越高的要求，而无线节点仪器盲采数据，采集到的数据具有数量多、体积大、无效数据多的特点，给数据融合系统提出了更高的考验，如何在短时间内快速查找到所需的数据成为摆在无线节点仪器前面的难题。
发明内容
本发明的发明目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本发明提出了一种地震勘探无线采集数据融合方法。
本发明的技术方案是：一种地震勘探无线采集数据融合方法，包括以下步骤：
A、将无线节点仪器上传的数据下载到本地，并将下载的数据按照无线节点仪器的编号进行保存；
B、将步骤A中下载的数据编制目录并建立索引；
C、从观测系统文件中获取震源点与无线节点仪器之间的关联属性信息，得到每个震源点相关联的所有无线节点仪器的编号；
D、根据震源点的激发顺序，依次从震源点相关联的所有无线节点仪器对应的数据文件中，按照步骤B编制的目录及建立的索引，截取有效数据；
E、根据震源点的激发顺序建立地震数据文件，并将步骤D截取的有效数据填入地震数据文件中。
进一步地，所述步骤A中将下载的数据按照无线节点仪器的编号进行保存具体为：将下载的数据按照设定间隔时间进行截断，保存为一个数据文件，并将数据文件以文件内数据采样第一个点的GPS时间进行命名。
进一步地，所述步骤B将步骤A中下载的数据编制目录并建立索引具体为：在根目录下生成目录文件，并将数据文件的文件名保存为目录；在同一时间内对每一个无线节点仪器设定唯一编号，在每个编号下设定唯一目录文件，将数据文件的路径、文件名、采样率和数据状态写入目录文件中。
进一步地，所述步骤C中观测系统文件包括震源点信息、无线节点仪器信息和震源点与无线节点仪器之间的关联属性信息。
进一步地，所述步骤D中根据震源点的激发顺序具体为从震源点激发日志文件中获取震源点的激发时间，再将震源点的激发时间转换为GPS时间，得到震源点的激发顺序。
进一步地，所述震源点激发日志文件包括震源点激发的编号、时间、日期、坐标、震源点激发状态信息。
进一步地，所述步骤D中按照步骤B编制的目录及建立的索引，截取有效数据具体包括以下分步骤：
D1、在目录文件中获取数据文件的起始时间；
D2、判断震源点的激发时间是否在数据文件的记录时间范围内；若是，则进行下一步骤；若否，则按时间顺序依次查找下一数据文件的起始时间；
D3、判断数据文件从震源点激发时间开始的剩余时长是否满足时长需求；若是，则截取满足时长需求的有效数据；若否，则按时间顺序依次查找下一数据文件，在两个数据文件中截取满足时长需求的两段数据，并将两段数据进行拼合，组成满足时长需求的有效数据。
本发明的有益效果是：本发明针对无线节点仪器采集数据数量多、体积大、无效数据多的特点，采用连续数据记录、分段式GPS时间保存、提供目录文件以及统一地震时间截取的方法，可以在庞大的数据中快速定位所需要的数据，查找效率提升了数倍，并且随着采集道数的不断，查找数据的时间不会明显增加。
附图说明
图1是本发明的地震勘探无线采集数据融合方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中软件结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明的地震勘探无线采集数据融合方法的流程示意图。一种地震勘探无线采集数据融合方法，包括以下步骤：
A、将无线节点仪器上传的数据下载到本地，并将下载的数据按照无线节点仪器的编号进行保存；
B、将步骤A中下载的数据编制目录并建立索引；
C、从观测系统文件中获取震源点与无线节点仪器之间的关联属性信息，得到每个震源点相关联的所有无线节点仪器的编号；
D、根据震源点的激发顺序，依次从震源点相关联的所有无线节点仪器对应的数据文件中，按照步骤B编制的目录及建立的索引，截取有效数据；
E、根据震源点的激发顺序建立地震数据文件，并将步骤D截取的有效数据填入地震数据文件中。
在本发明的一个可选实施例中，上述步骤A将无线节点仪器上传的数据下载到本地，将正在下载的文件以特殊格式标示，下载完成后将数据文件恢复正常格式；再将下载的数据按照无线节点仪器的编号进行保存，具体为：将下载的数据按照设定间隔时间进行截断，保存为一个数据文件，并将数据文件以文件内数据采样第一个点的GPS时间，也是文件记录的起始时间，进行命名。
在本发明的一个可选实施例中，上述步骤B将步骤A中下载的数据编制目录并建立索引，具体为：在根目录下生成目录文件，并将数据文件的文件名保存为目录；在同一时间内对每一个无线节点仪器设定唯一编号，在每个编号下设定唯一目录文件，将数据文件的路径、文件名、采样率和数据状态写入目录文件中。目录文件中包含该编号的无线节点仪器所传回的所有数据的文件名列表，按照时间顺序从小到大依次排列。
在本发明的一个可选实施例中，上述步骤C首先读取观测系统文件，观测系统文件中包括震源点信息、无线节点仪器信息和震源点与无线节点仪器之间的关联属性信息；从观测系统文件中获取震源点的编号、坐标、无线节点仪器的编号、坐标以及两者之间关联的属性，获取每个震源点相关联的所有无线节点仪器的编号，将这些信息存入震源点的属性中。
在本发明的一个可选实施例中，上述步骤D首先读取震源点激发日志文件，震源点激发日志文件中包括震源点激发的编号、时间、日期、坐标、震源点激发状态等信息；从震源点激发日志文件中获取震源点激发的准确时间，再将这个时间转化为GPS时间，在转化GPS时间的过程中，需要补入闰秒信息，才能保证时间准确无误。
按照震源点的激发顺序，先获取激发的震源点编号，从这个震源开始，先找到监测这个震源点所有的无线节点仪器，获取这些无线节点仪器的编号，按照编号依次去寻找已下载的数据的目录文件，打开数据文件目录下的目录文件，索引数据文件并截取数据，具体包括以下分步骤：
D1、在目录文件中获取数据文件的起始时间；
D2、判断震源点的激发时间是否在数据文件的记录时间范围内；若是，则进行下一步骤；若否，则按时间顺序依次查找下一数据文件的起始时间；
D3、判断数据文件从震源点激发时间开始的剩余时长是否满足时长需求，即数据文件从震源点激发时间开始至截止时间的剩余时长是否大于设定的时长需求；若是，则在数据文件中从震源点激发时间开始截取时长需求的有效数据；若否，则按时间顺序依次查找下一数据文件，从震源点激发时间开始在两个数据文件中截取时长需求的两段数据，并将两段数据进行拼合，组成满足时长需求的有效数据。
在本发明的一个可选实施例中，上述步骤E读取震源点激发日志，按照激发震源的顺序创建地震数据文件，此时创建的地震数据文件包含必要信息，例如震源点的编号、坐标信息、激发时间等；与该震源点相关联的无线节点仪器的编号、坐标等信息；但不包含无线节点仪器所采集的数据。创建完成地震数据文件后，再将步骤D截取的有效数据依次填入地震数据文件中。
为了对本发明的地震勘探无线采集数据融合方法作进一步详细说明，下面对本发明的地震勘探无线采集数据融合方法对应的软件结构进行说明。
本发明的地震勘探无线采集数据融合方法对应的软件结构包括数据层、关联信息属性层以及时间管理层。如图2所示，为本发明实施例中软件结构示意图。
数据层是整个方案的核心部分，负责管理无线节点仪器传回数据的管理，包括对正在传输过程中的数据辨识、整理；对已传输完成数据添加属性及标注；对已传输完成数据的整理；对数据进行添加目录操作；通过时间及编号索引数据文件等操作。
关联信息属性层负责管理震源点信息、无线节点仪器信息以及两者之间相互关联的属性。关联信息属性层从观测系统文件中读取震源点的编号、文件号、坐标信息等；无线节点仪器的编号、坐标信息以及每个震源点所关联的无线节点仪器的数量和编号信息等。
时间管理层负责管理系统的时间信息，包括从激发震源的日志文件中读取震源激发时间(该时间可能为北京时间、UTC时间或GPS时间，时间管理层负责将时间格式统一，方便调用)，读取激发震源的编号并交与关联信息属性层。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种地震勘探无线采集数据融合方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将无线节点仪器上传的数据下载到本地，并将下载的数据按照无线节点仪器的编号进行保存；
B、将步骤A中下载的数据编制目录并建立索引；
C、从观测系统文件中获取震源点与无线节点仪器之间的关联属性信息，得到每个震源点相关联的所有无线节点仪器的编号；
D、根据震源点的激发顺序，依次从震源点相关联的所有无线节点仪器对应的数据文件中，按照步骤B编制的目录及建立的索引，截取有效数据，具体包括以下分步骤：
D1、在目录文件中获取数据文件的起始时间；
D2、判断震源点的激发时间是否在数据文件的记录时间范围内；若是，则进行下一步骤；若否，则按时间顺序依次查找下一数据文件的起始时间；
D3、判断数据文件从震源点激发时间开始的剩余时长是否满足时长需求；若是，则截取满足时长需求的有效数据；若否，则按时间顺序依次查找下一数据文件，在两个数据文件中截取满足时长需求的两段数据，并将两段数据进行拼合，组成满足时长需求的有效数据；
E、根据震源点的激发顺序建立地震数据文件，并将步骤D截取的有效数据填入地震数据文件中。
2.如权利要求1所述的地震勘探无线采集数据融合方法，其特征在于，所述步骤A中将下载的数据按照无线节点仪器的编号进行保存具体为：将下载的数据按照设定间隔时间进行截断，保存为一个数据文件，并将数据文件以文件内数据采样第一个点的GPS时间进行命名。
3.如权利要求2所述的地震勘探无线采集数据融合方法，其特征在于，所述步骤B将步骤A中下载的数据编制目录并建立索引具体为：在根目录下生成目录文件，并将数据文件的文件名保存为目录；在同一时间内对每一个无线节点仪器设定唯一编号，在每个编号下设定唯一目录文件，将数据文件的路径、文件名、采样率和数据状态写入目录文件中。
4.如权利要求3所述的地震勘探无线采集数据融合方法，其特征在于，所述步骤C中观测系统文件包括震源点信息、无线节点仪器信息和震源点与无线节点仪器之间的关联属性信息。
5.如权利要求4所述的地震勘探无线采集数据融合方法，其特征在于，所述步骤D中根据震源点的激发顺序具体为从震源点激发日志文件中获取震源点的激发时间，再将震源点的激发时间转换为GPS时间，得到震源点的激发顺序。
6.如权利要求5所述的地震勘探无线采集数据融合方法，其特征在于，所述震源点激发日志文件包括震源点激发的编号、时间、日期、坐标、震源点激发状态信息。
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