CN109343117B - 双缓存双线程地震数据显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双缓存双线程地震数据显示方法，它涉及地震数据处理技术领域。该方法主要内容包括：根据视图显示宽度首先计算出显示道数，线性抽稀并计算出显示道集的道顺序号，第一个缓存用于存取显示的道数据；另一个缓存用于存取当前要显示道集的完整数据；一个线程用于读取适合窗口显示的道数据；另一个线程用于读取当前道集的完整数据，对应当前采集的海量地震数据（炮集超万道），数据处理软件的数据加载和数据显示效率尤为关键，采用本方法能极大提高数据显示的效率。本发明以海量地震数据的快速显示为目标，以高效实用的道集抽取方法为保障，实现海量地震数据的高效显示。
Description
技术领域
本发明涉及的是地震数据处理技术领域，具体涉及一种双缓存双线程地震数据显示方法。
背景技术
随着地震采集硬件设备的不断发展，地震勘探采集更多的采用高密度的采集施工方案。单炮道集超过万道，一个三维工区的地震数据量超过10TB。随着数据量的海量增长，给地震资料处理工作效率带来了新的课题，虽然现有的集群设备的计算速度、网络速度都比之前的设备有较大的提升，但是数据量大了以后，读写数据对I/O带来了极大的压力，文件指针的来回寻址导致读取数据的效率大大降低，如何快速读写地震数据，快速显示地震数据，是目前地震资料数据处理工作面临的现实问题，国内外的同行都在这方面做了大量的工作，普通的单进程顺序读取地震数据，等读取完当前道集再显示的方式，已经无法适应现在科研/生产的需要，也无法发挥目前大内存、多核的硬件设备的效率。
综上所述，本发明设计了一种双缓存双线程地震数据显示方法。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种双缓存双线程地震数据显示方法，该方法适应性强，将读取数据分成2个步骤，既能保证显示速度，也不会损伤显示效果，通过后台2个进程的设计，保证了数据读取速度，通过2个缓存的设计保证了显示效果。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：双缓存双线程地震数据显示方法，是适应不同显示窗口的地震数据（SEGY格式）快速抽取，快速显示，后台准备数据的方法，包括以下步骤：
1、设置地震数据文件、道集类型（炮集、CDP道集、共偏移距道集）、道集号，读取地震数据，从道头字中获得样点数（sample），统计获取单个道集的最大道数(maxTraceNo)，建立道头索引文件；
2、获取显示窗口的显示范围，显示宽度（wide）/高度(height)，根据宽度和最大道数，计算抽稀系数x= maxTraceNo/wide；
3、开启一个线程，根据道集号，从道头字索引文件里面读取对应道的偏移量，从地震数据文件抽取相应的地震道，顺序号的计算方法1+(n*x)；n为读取文件的次数（从0开始），将读取的地震道存放在缓存1中；
4、开启第二个线程，根据道集号，从道头字索引文件里面读取对应道的偏移量，从地震数据文件抽取相应的地震道，本线程读取当前道集的所有地震道；将读取的地震道存放在缓存2中；
5、当第一个线程完成后，获取地震数据的最大值（maxTraceValue），开始绘制地震道，根据显示窗口的宽度和高度计算横向单个地震道的显示宽度xTraceWide=wide/maxTraceNo，纵向采样点的显示系数y=height/sample，横向最大振幅设置为2个地震道宽度；
6、绘制地震数据，获得每个采样点的浮点值（fTraceValue），根据横向和纵向的显示宽度和系数，计算每个采样点的绘图位置xPos= (fTraceValue/maxTraceValue)*2*xTraceWide + i*xTraceWide，i为显示道的顺序号，yPos=j*y，j为纵向地震采样点的顺序号（从0开始），每道地震数据连线显示，完成波形显示，如果要变面积显示，在当前地震道显示的中心位置与右边的显示点连线；
7、当第二个线程没有完成之前，对显示窗口的放大缩小、上下、左右的交互操作，从缓存1里面，获得数据，重新进行横向、纵向的系数计算，完成相应的地震数据的显示操作；
8、当第二个线程完成后，对显示窗口的放大缩小、上下、左右的交互操作，从缓存2里面，获得数据，重新进行横向、纵向的系数计算，完成相应的显示操作。
作为优选，所述的步骤1中在读取地址数据文件的过程中，将对应的道头字写入到道头字索引文件中。
作为优选，所述的步骤2中根据显示范围和道集的最大地震道数，确定抽稀系数，在保证显示效果不受损失的情况下，减少地震数据的读取数量，保证数据显示无延迟。
作为优选，所述的步骤3中根据步骤2计算的系数，开启第一个线程读取相应的数据到缓存1中。
作为优选，所述的步骤4开启第二个线程读取相应的数据到缓存2中。
作为优选，所述的步骤6中将缓存1中的地震数据，通过与显示区域的参数计算，确定每个地震采样点的横向和纵向坐标，实现地震数据的绘制显示。
作为优选，所述的步骤7在第二个线程没有结束前，所有的放大、缩小、上下、左右的交互操作从缓存1中获取数据。
所述的步骤8第二个线程结束后，数据的缩放、滑动显示从缓存2中读取地震数据。
本发明具有以下有益效果：
1、提高在地震资料处理过程中的数据显示速度，该方法实现主要针对目前单个道集道数多，数据量大的情况下，采用传统的单线程单缓存方式顺序读取地震数据的方法，数据显示有明显的延迟滞后的现象，采用本方法能明显提升读取速度，数据显示无延迟现象，在提高效率的同时，保证了用户操作的流畅性；
2、由于屏幕显示区域的限制，当地震道数大于横向的显示宽度时，实际显示地震道，只能显示一部分道集；因此，当硬件资源有限时，全部读入数据再抽稀显示是对资源的浪费；
3、该方法主要是针对室内地震资料处理，现在资料处理的硬件设备配置都很高，采用本方法能充分发挥高配置的优势，数据量越大，显示效果的优势越明显。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的读取地震数据流程图；
图2为本发明的流程图；
图3为本发明的道头索引建立示意图；
图4为本发明双线程读取数据示意图；
图5为本发明双缓存数据显示示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：如图1所示，海量地震数据的双缓存双线程地震数据显示方法主要目的是实现地震数据的快速显示，该方法实现通过双线程+双缓存的方式，达到普通PC快速显示海量地震数据。在数据读取过程中，首先通过一个线程1读取部分道数据，并将线程1的道数据保存到缓存1中，然后快速显示，同时，线程2读取所有道数据，并将线程2的道数据保存到缓存2中，当线程2数据读取完成后，显示数据将使用缓存2中的数据，缓存2中的数据能够进行缩放、全屏等多种显示方式操作。
读取地震数据S01
在地震数据显示前，需要读取地震数据并建立道头索引文件。在数据读取前，设置地震数据文件、道集类型（炮集、CDP道集、共偏移距道集）、道集号，读取地震数据，从道头字中获得样点数（sample），通过遍历道头数据，获取单个道集的最大道数(maxTraceNo)、总道数等属性，然后根据关键字生产生产HASH索引信息，并建立道头索引文件。
如图3所示，在显示道集数据时，根据关键字值，通过HASH索引获得道索引在道头索引文件的位置，读取道头索引文件，获得道在地震数据中位置，根据位置信息读取地震数据。
S02计算显示参数
获得显示窗口的宽度(wide)(单位：像素)和高度(height)，根据显示的最道数据，计算抽抽稀系数x= maxTraceNo/wide。
S03线程1读取数据
开启一个线程，根据道集号，从道头字索引文件里面读取对应道的偏移量，从地震数据文件抽取相应的地震道，顺序号的计算方法1+(n*x)；n为读取文件的次数（从0开始），将读取的地震道存放在缓存1中。
S04线程2读取数据
开启第二个线程，根据道集号，从道头字索引文件里面读取对应道的偏移量，从地震数据文件抽取相应的地震道，本线程读取当前道集的所有地震道；将读取的地震道存放在缓存2中。
如图4为线程1和线程2读取地震道集数据示意图，线程1根据道集关键字值和索引文件，读取部分道数据，然后将数据保存到缓存1中；线程2根据道集关键字值和索引文件，读取道集全部道数据，然后将数据保存到缓存2中。
S05计算显示系统
当第一个线程完成后，获取地震数据的最大值（maxTraceValue），开始绘制地震道，根据显示窗口的宽度和高度计算横向单个地震道的显示宽度xTraceWide=wide/maxTraceNo，纵向采样点的显示系数y=height/sample，横向最大振幅设置为2个地震道宽度。
S06绘制地震数据
绘制地震数据，获得每个采样点的浮点值（fTraceValue），根据横向和纵向的显示宽度和系数，计算每个采样点的绘图位置xPos= (fTraceValue/maxTraceValue)*2*xTraceWide + i*xTraceWide，i为显示道的顺序号，yPos=j*y，j为纵向地震采样点的顺序号（从0开始），每道地震数据连线显示，完成波形显示，如果要变面积显示，在当前地震道显示的中心位置与右边的显示点连线。
S07显示部分道数据
当第二个线程没有完成之前，对显示窗口的放大缩小、上下、左右的交互操作，从缓存1里面，获得数据，重新进行横向、纵向的系数计算，完成相应的地震数据的显示操作。
S08显示全部数据
第二个线程完成后，对显示窗口的放大缩小、上下、左右的交互操作，从缓存2里面，获得数据，重新进行横向、纵向的系数计算，完成相应的显示操作。
如图5所示，在线程2没有读取完成道集数据之前，窗口获取缓存1中的数据进行显示，当线程2读取道集数据完成后，窗口获取缓存2中的数据进行显示。
该方法实现通过双线程+双缓存的方式，充分利用CPU多核和内存缓存I/O高效的特性，达到普通PC快速显示海量地震数据。在数据读取过程中，首先通过一个线程1读取部分道数据，并将线程1的道数据保存到缓存1中，然后快速显示，同时，线程2读取所有道数据，并将线程2的道数据保存到缓存2中，当线程2数据读取完成后，显示数据将使用缓存2中的数据，缓存2中的数据能够进行缩放、全屏等多种显示方式操作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.双缓存双线程地震数据显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、设置地震数据文件、道集类型、道集号，读取地震数据，从道头字中获得样点数sample，统计获取单个道集的最大道数maxTraceNo，建立道头索引文件；
(2)、获取显示窗口的显示范围，显示宽度wide/高度height，根据宽度和最大道数，计算抽稀系数x= maxTraceNo/wide；
(3)、开启一个线程，根据道集号，从道头字索引文件里面读取对应道的偏移量，从地震数据文件抽取相应的地震道，顺序号的计算方法1+(n*x)；n为读取文件的次数，将读取的地震道存放在缓存1中；
(4)、开启第二个线程，根据道集号，从道头字索引文件里面读取对应道的偏移量，从地震数据文件抽取相应的地震道，本线程读取当前道集的所有地震道；将读取的地震道存放在缓存2中；
(5)、当第一个线程完成后，获取地震数据的最大值maxTraceValue，开始绘制地震道，根据显示窗口的宽度和高度计算横向单个地震道的显示宽度xTraceWide=wide/maxTraceNo，纵向采样点的显示系数y=height/sample，横向最大振幅设置为2个地震道宽度；
(6)、绘制地震数据，获得每个采样点的浮点值fTraceValue，根据横向和纵向的显示宽度和系数，计算每个采样点的绘图位置xPos= (fTraceValue/maxTraceValue)*2*xTraceWide + i*xTraceWide，i为显示道的顺序号，yPos=j*y，j为纵向地震采样点的顺序号，每道地震数据连线显示，完成波形显示，如果要变面积显示，在当前地震道显示的中心位置与右边的显示点连线；
(7)、当第二个线程没有完成之前，对显示窗口的放大缩小、上下、左右的交互操作，从缓存1里面，获得数据，重新进行横向、纵向的系数计算，完成相应的地震数据的显示操作；
(8)、当第二个线程完成后，对显示窗口的放大缩小、上下、左右的交互操作，从缓存2里面，获得数据，重新进行横向、纵向的系数计算，完成相应的显示操作。
2.根据权利要求1所述的双缓存双线程地震数据显示方法，其特征在于，所述的步骤(1)中在读取地址数据文件的过程中，将对应的道头字写入到道头字索引文件中。
3.根据权利要求1所述的双缓存双线程地震数据显示方法，其特征在于，所述的步骤(2)中根据显示范围和道集的最大地震道数，确定抽稀系数，在保证显示效果不受损失的情况下，减少地震数据的读取数量，保证数据显示无延迟。
4.根据权利要求1所述的双缓存双线程地震数据显示方法，其特征在于，所述的步骤(6)中将缓存1中的地震数据，通过与显示区域的参数计算，确定每个地震采样点的横向和纵向坐标，实现地震数据的绘制显示。
5.根据权利要求1所述的双缓存双线程地震数据显示方法，其特征在于，所述的步骤(8)第二个线程结束后，数据的缩放、滑动显示从缓存2中读取地震数据。
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