CN110782815B - 一种全息立体探测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全息立体探测系统及其方法，包括全息投影模块、空间分类模块、空间匹配模块，全息投影模块具有至少一个投影单元，空间分类模块具有多个空间分类单元，空间匹配模块根据空间分类模块中不同空间分类单元的选择，匹配全息投影模块中不同的投影单元，全息投影模块将空间分类模块进行投影展示，空间匹配模块设置于全息投影模块内。本发明中，利用全息立体探测系统较为立体生动形象的进行地质资源的全息展示，同时基于探测方法进行空间分类，解决学习者不具有全局观的问题。

Description

一种全息立体探测系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种地球探测与信息技术领域，具体涉及一种能够反映地质资源的全息立体探测系统及其方法。

背景技术

油气资源勘探中，重力、地震、测井等地球物理方法为主要的技术勘探手段，在教学展示过程中，一般会通过书面文字和多媒体讲解等方式向学习者介绍各种方法的基本原理与操作流程。由于展示方法的局限，学习者只能通过文字与想象结合、图片与想象结合的方式，简单的了解各种地球物理方法的基本原理与操作流程。

在书面展示中，关于地球物理方法的基本原理的描述多采用文字和公式相结合的方式，学习者如果想理解基本原理，可以通过推导公式等方式获得，但是直观度低，书面展示不形象。

地震勘探中，用公式表示地震波在地下介质中的传播过程，那么只能表示成枯燥的公式，地震波在地下介质中的传播过程是无法用肉眼捕捉到的，那么波在遇到障碍物的过程中如何发生转换很难被口述，学习者很难深入理解该方法的基本原理。

在实习中，由于油气资源勘探的特殊性，处于安全因素的考虑，学习者也无法近距离观察到各种地球物理方法的操作流程。

现有技术中，通常基于DEM或TIN，用有序数值阵列形式表示地面高程的实体地面模型，并描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等，从而实现地质资料的三维展示，但建立的模型为面三维模型，距离地质体的真三维、实体化表征仍有一定差距，普及性不高、方法不全面，动画展示不具备立体观测的优势，展示不立体。

或者利用虚拟现实技术、计算机3D技术和地理信息技术，搭建实习教学虚拟平台或者基于Web而开发的教辅平台。但是受平台运行环境、基础数据等的限制，数据量与数据精度难以达到相应的要求，数据的可视化展示分析等效果不甚理想，系统的交互性较低，成本也较高。

此外，基于学科的差异，以往的研究没有对探测方法进行综合分类，使学习者在针对地质资源的目标进行探测时，只能掌握单一的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种全息立体探测系统及其方法，能够较为立体生动形象的进行地质资源的全息展示，同时基于探测方法进行空间分类，解决学习者不具有全局观的问题。其具体方案如下：

本发明的一个方面提供了一种全息立体探测系统，包括全息投影模块、空间分类模块、空间匹配模块，全息投影模块具有至少一个投影单元，空间分类模块具有多个空间分类单元，空间匹配模块根据空间分类模块中不同空间分类单元的选择，匹配全息投影模块中不同的投影单元，全息投影模块将空间分类模块进行投影展示，空间匹配模块设置于全息投影模块内。

进一步地，所述全息投影模块具有第一投影单元和第二投影单元，液晶分影屏、全息投影屏组成第一投影单元，所述液晶分影屏的四个分屏影像通过镀膜玻璃在全息投影屏内衍射为全息三维成像，投影仪、全息投影膜、全息投影屏组成第二投影单元，所述投影仪投射的影像通过全息投影膜在全息投影屏内衍射为全息三维成像。

进一步地，所述全息投影模块还包括主机柜、全息投影屏、投影柜、液晶分影屏、投影仪、全息投影膜、控制服务器、立柱，其中主机柜上部通过立柱支撑安装投影柜，主机柜与投影柜沿垂直方向同轴分布，全息投影屏由四块梯形状的镀膜玻璃呈锥形组合而成，同轴居中安装于主机柜、立柱、投影柜组成的空间内，全息投影屏锥形的短边与投影柜相接，全息投影屏锥形的长边与主机柜相接，四块液晶分影屏内嵌安装于投影柜外部底面，且沿投影柜底面矩形中心对称分布，投影仪安装于投影柜内部顶面，全息投影膜安装于投影柜内部底面，投影仪与全息投影膜沿垂直方向与全息投影屏同轴安装。

进一步地，所述空间分类模块包括地震勘探单元、测井勘探单元、重力勘探单元、综合物探单元，地震勘探单元进行地面地震展示和海洋地震展示，测井勘探单元进行钻井、测井、开采过程和测井仪器仪表展示，重力勘探单元进行重力仪拆解过程和野外参数调节展示，综合物探单元将地面地球物理勘探、海洋地球物理勘探、钻孔地球物理勘探在同一个区域内进行展示。

优选地，所述重力勘探单元的重力仪拆解包括外壳拆卸、核心部件展示、核心部件与外壳组装，所述重力仪选择ZSM-3重力仪，核心部件为灵敏系统、光学系统和测量系统，拆解展示中通过一级字幕显示拆解步骤，并根据拆解步骤，匹配相应解说词，二级字幕同步显示解说词。

优选地，所述核心部件展示中，灵敏系统进行石英弹簧与主弹簧的全息投影，包括负荷、摆杆、摆扭丝、主弹簧、温度补偿丝、读数弹簧、读数弹簧连杆、温度补偿框扭丝、读数框架扭丝、测程调节弹簧连杆和指示丝，光学系统进行光在仪器内部路径的全息投影，包括光经过聚光镜、全放射镜、物镜、全放射镜、场镜、目镜桶的刻度片，落在刻度盘上反映弹簧受到引力的变化，测量系统进行读数装置内部结构的全息投影，包括通过读数器旁的旋钮，转动连杆，带动微测螺杆，将读数弹簧拉紧或者放松，使得目镜内的刻度片上的亮线向左或右移动。

进一步地，所述空间匹配模块进行空间分类单元与投影单元的匹配，对于地震勘探单元、测井勘探单元、重力勘探单元匹配第一投影单元和/或第二投影单元，对于综合物探单元匹配第一投影单元和第二投影单元。

优选地，所述第一投影单元或第二投影单元对岩石、矿石或地层与围岩的物理性质差密度、磁化性质、导电性、放射性差异等地面和/或海洋地球物理勘探数据进行一次投影，或者仅仅针对重力仪拆解过程展示进行独立的一次投影，第二投影单元或第一投影单元对地面和海洋地震中的地面布线、爆炸震源激发、地震波在地下介质中传播、地面检波器接收地震波、叠加偏移等地震数据处理等数据进行二次投影，或者第二投影单元或第一投影单元对电、磁、声、热、核等各种测井仪器进行测井展示，包括地面电测仪沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数，通过相对应参数曲线进行二次投影，或者第二投影单元或第一投影单元对野外参数调节展示，将重力仪放置在野外观测点，对平衡体相对零点位置的偏离进行二次投影。

本发明的另一个方面提供了一种全息立体探测方法，包括如下步骤：

步骤S100，启动全息立体探测系统，全息投影模块独立开机运行，控制服务器连接后，利用移动设备访问全息立体探测系统移动客户端；

步骤S200，点击进入全息立体探测系统，通过初始界面选择相应空间分类单元，进入某一空间分类单元后，点击菜单栏，进行分类单元的切换，通过界面开关按钮，对展示过程进行暂停或开始操作，通过界面进度条，调节展示进度；

步骤S300，选择相应空间分类单元后，空间匹配模块根据不同空间分类单元的选择，匹配全息投影模块中不同的投影单元，选择第一投影单元和/或第二投影单元，部分空间分类单元通过液晶分影屏、全息投影屏进行一次投影，部分空间分类单元通过投影仪、全息投影膜、全息投影屏进行二次投影，从而进行多种全息立体探测展示。

步骤S400，展示完毕后，关闭全息立体探测系统。

进一步地，在步骤S300中，还包括步骤S301，选择不同空间分类单元，包括选择地震勘探单元、测井勘探单元、重力勘探单元、综合物探单元；步骤S302，空间匹配模块进行空间分类单元与投影单元的匹配，对于地震勘探单元、测井勘探单元、重力勘探单元匹配第一投影单元和/或第二投影单元，对于综合物探单元匹配第一投影单元和第二投影单元；步骤S303，第一投影单元和/或第二投影单元单独或者组合投影以进行全息立体探测展示。

本发的有益效果是：

1、地质资源立体探测全息系统能够提供可视化的展示方式，通过3D全息投影技术，建立多场景、可叠加的全息展示系统，将重力、地震、测井等探测方法以及操作流程全方位立体展示出来，充分利用全息的3D成像优势，解决了书面展示不形象问题、动画展示不立体问题，能让学习者全方位了解探测方法的基本原理和操作流程，更加贴切的理解各种勘探的方法及原理，使其成为展示的重要辅助环节。

2、将重力、地震、测井等探测方法进行空间分类，形成对地质资源的立体探测，对地质资源(包括石油、天然气、煤等)分别在空中、地面、地下进行探测，取得相关信息，为进一步解释研究和资源开发奠定基础，解决了探测方法的无空间分类问题，使学习者具备全局观和整体考虑的优势。

3、界面设计简洁实用，突出主要信息，操作方式符合操作者使用习惯，画面美观大方，具有展示型应用软件的美感。功能上，实现了信息互动、多种功能兼容并存，打破传统的展示方式，突出创新理念，在兼容性和稳定性方面，系统能够兼容多种运行环境，运行稳定。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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取其他的附图。

附图1是本发明全息投影模块的整体示意图；

附图2是本发明全息投影模块的剖面示意图；

附图3是本发明空间分类模块地震勘探单元的示意图；

附图4是本发明空间分类模块测井勘探单元的示意图；

附图5是本发明空间分类模块重力勘探单元的示意图；

附图6是本发明空间分类模块综合物探单元的示意图；

附图7是本发明空间全息立体探测方法的整体步骤示意图；

附图8是本发明空间全息立体探测方法的某一步骤示意图；

附图9是本发明空间全息立体探测系统初始界面的示意图；

附图10是本发明空间全息立体探测系统展示界面的示意图；

图中：1、全息投影模块；2、空间分类模块；3、空间匹配模块；11、主机柜；12、全息投影屏；13、投影柜；14、液晶分影屏；15、投影仪；16、全息投影膜；17、控制服务器；18、立柱；21、地震勘探单元；22、测井勘探单元；23、重力勘探单元；24、综合物探单元。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

全息立体探测系统包括全息投影模块1、空间分类模块2、空间匹配模块3，全息投影模块1具有至少一个投影单元，空间分类模块2具有多个空间分类单元，空间匹配模块3根据空间分类模块2中不同空间分类单元的选择，匹配全息投影模块1中不同的投影单元，全息投影模块1将空间分类模块2进行投影展示，空间匹配模块3设置于全息投影模块1内。

具体的，图1-2示例性的示出了全息投影模块1，包括主机柜11、全息投影屏12、投影柜13、液晶分影屏14、投影仪15、全息投影膜16、控制服务器17、立柱18，其中主机柜11上部通过立柱18支撑安装投影柜13，主机柜11与投影柜13沿垂直方向同轴分布，全息投影屏12由4块梯形状的镀膜玻璃呈锥形组合而成，同轴居中安装于主机柜11、立柱18、投影柜13组成的空间内，全息投影屏12锥形的短边与投影柜13相接，全息投影屏12锥形的长边与主机柜11相接，镀膜玻璃与垂直安装轴呈30°-75°夹角，液晶分影屏14为4块，内嵌安装于投影柜13外部底面，且沿投影柜13底面矩形中心对称分布，液晶分影屏14用于播放投影的分屏影像，四个分屏影像通过全息投影屏12，从而衍射为全息三维立体投影，投影仪15安装于投影柜13内部顶面，全息投影膜16安装于投影柜13内部底面，投影仪15与全息投影膜16沿垂直方向，与全息投影屏12同轴安装，以保证投影仪15投射的影像通过全息投影膜16完整清晰的在全息投影屏12内衍射获得全息三维成像。

进一步地，主机柜11内设置有控制服务器17、播音器，主机柜11外侧面设置有字幕屏，字幕屏用于显示一级、二级字幕，播音器播放展示解说词。

进一步地，主机柜11、投影柜13为长方体结构。

进一步地，立柱18靠近投影柜13位置对称安装有至少一组照明灯，用于提高全息立体探测系统投影的观看效果。

进一步地，液晶分影屏14、投影仪15、字幕屏、播音器与控制服务器17电气连接。

液晶分影屏14、全息投影屏12组成第一投影单元，用于全息三维投射通过液晶分影屏14展示的投影，投影仪15、全息投影膜16、全息投影屏12组成第二投影单元，用于全息三维投射通过投影仪15展示的投影。

本领域技术人员可以理解的是，通过全息投影模块1，再现了投影的真实的三维图像，其通过光学系统、显示系统的融合，完成了具有强烈视觉效果的三维立体展示，学习者的视线能从任何一面穿透全息投影模块1的全息投影屏12，从锥形空间里看到自由飘浮的立体影像和图形，给学习者以全新的互动感受，能够较好的将地质勘探教学工作可视化，能够为油气资源勘探地质教学提供良好的辅助。

空间分类模块2包括地震勘探单元21、测井勘探单元22、重力勘探单元23、综合物探单元24。

地震勘探单元21包括地面地震展示和海洋地震展示两部分，地震勘探是一种地球物理勘探方法，地震勘探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察、区域地质研究和地壳研究等方面，地震勘探也得到广泛应用，对某些类型的金属矿的勘查也有选择地采用了地震勘探方法。

地面地震展示利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态，其利用人工方法激发的弹性波来定位矿藏，获取工程地质信息。

具体的，地面地震展示通过在地表以人工方法激发地震波，地震波在向地下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界面，地震波发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。由于收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关，因此通过对地震波记录进行处理和解释，进行地下岩层的性质和形态的推断。

进一步地，地震勘探单元21的地面地震包含地面布线、爆炸震源激发、地震波在地下介质中传播、地面检波器接收地震波、叠加偏移等地震数据处理、地质解释等过程，本领域技术人员可以理解的是，也可增加或者减少相关的单元组成，以满足不同学习者的需求，在此不再赘述。

海洋地震展示利用气枪震源进行激发、地震波在海洋和海底传播、海底检波器接收地震波、地震波的水下传播及无线传播等过程。

进一步地，海上地震勘探除采用炸药震源之外，还广泛采用空气枪、蒸汽枪及电火花引爆气体等方法。

测井勘探单元22包括钻井、声波测井、固井、射孔、注压、开采等过程展示。具体的，测井利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数，属于应用地球物理方法之一，应用测井方法能够减少钻井取心工作量，提高勘探速度，降低勘探成本，在油田测井也称为矿场地球物理勘探、油矿地球物理或地球物理测井。

进一步地，测井展示包括利用电、磁、声、热、核等物理原理制造的各种测井仪器，由测井电缆下入井内，使地面电测仪可沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数，通过表示这类参数的曲线，来识别地下的岩层，如油、气、水层、煤层、金属矿床等。

优选地，测井过程中，针对不同的岩层类型，展示不同的仪器仪表，并通过相对应参数曲线的特定投影，进而分别表达不同的测井过程。

重力勘探单元23包括重力仪拆解过程展示、野外参数调节展示。

对于重力仪拆解过程展示，重力仪是弹性体在重力作用下发生形变，弹性体的弹性力与重力平衡时，弹性体处于某一平衡位置。当重力变化时弹性体的平衡位置则改变，观测两次平衡位置的改变量，即可测定两点的重力差。

本领域技术人员可以理解的是，一个恒定的质量m在重力场内的重量随g的变化而变化，如果用另一种力，如弹力，电磁力等来平衡这中重量或重力矩的变化，则通过对物体平衡状态的观测，就可以测量出两点间的重力差值。

按物体受重力变化而产生位移方式的不同，重力仪可分为平移/线位移式或旋转/角位移式两大类，包括金属弹簧重力仪和石英弹簧重力仪。

具体的，展示过程中，重力仪选用ZSM-3重力仪，升级版本是Z-400型重力仪，原理和结构基本不变。

进一步地，重力仪展示包括外壳的拆卸，核心部件的展示，核心部件与外壳的组装，展示过程如下：

首先，进行外壳的拆卸，包括拆卸仪器顶部操作台面面板，台面面板上包含照明灯、目镜、测程调节螺丝、水泡调节螺丝、计数器等部件，拆卸台面面板后，打开圆盘，移除下部保温瓶的内部圆柱体。一级字幕为“外壳拆卸”，并根据拆卸步骤，匹配相应解说词，二级字幕同步显示解说词。

本领域技术人员可以理解的是，由于ZSM-3重力仪核心部件是石英弹簧，非常娇贵，故需小心拆卸，保温瓶起保温的作用，使核心部件-石英弹簧保存恒温，以上可匹配为解说词，在此不再赘述。

其次，进行核心部件的展示，重力仪包括三个核心部件：灵敏系统、光学系统和测量系统，其余是辅助装置。内部圆柱体拆卸后，核心部件的展示界面投影至全息投影膜16上，一级字幕为“三大部件实物介绍”。

进一步地，展示灵敏系统，将玻璃罩内的石英弹簧与主弹簧投影至全息投影膜16上，当解说词说到主弹簧时，展示界面上把主弹簧凸显一下或者框出来，读数弹簧，一级字幕为“灵敏系统”。

优选地，石英弹簧是重力仪的核心，起到了感知重力场的微弱变化的作用。该系统由三个弹簧组构成，分别是负荷、摆杆、摆扭丝、主弹簧、温度补偿丝、读数弹簧、读数弹簧连杆、温度补偿框扭丝、读数框架扭丝、测程调节弹簧连杆和指示丝。

进一步地，展示光学系统，光学系统的作用一方面是仪器内部提供照明，另外一方面是将石英弹簧的微弱变化信息带到目镜里面，了解弹簧的工作状态。光学系统展示时，将整体仪器进行剖视投影，同时显示光在仪器内部的路径，一级字幕为“光学系统”。

优选地，光从LED灯向下照射，经过聚光镜、全放射镜、物镜、全放射镜、场镜、目镜桶的刻度片上，这样指示丝的影子就落在了刻度盘上，反映了弹簧受到引力的变化。

进一步地，展示测量系统，进行读数装置内部结构的全局显示，在一旁显示目镜的刻度片，实物的测量系统根据需求，可选择显示即可，一级字幕为“测量系统”。

优选地，通过读数器旁的旋钮，转动连杆，带动微测螺杆，将读数弹簧拉紧或者放松，使得目镜内的刻度片上的亮线向左或右移动，使得亮线移动到0点位置，此时读数器显示的读数即该点重力场的读数格数。如果乘以格值，就得到了该点的相对重力值，从而做到了相对重力值的测量。

进一步地，进行保温瓶内部圆柱体的拆卸时，包括进一步拆卸螺丝时，根据拆卸时长，进行投影界面的回投，着重展示灵敏系统内的石英弹簧。比如为了展示重力仪的保持真空的状态，将石英弹簧被密封到玻璃瓶内部的界面进行投影。

本领域技术人员可以理解的是，以上展示过程中，可根据展示步骤，匹配相应解说词，并在二级字幕同步显示，在此不再赘述。

最后，进行核心部件与外壳组装的展示。将重力仪所有拆下来的部件放到一块，进行全景展示，包括螺丝和保温瓶，一级字幕为“ZSM-3重力仪的组装”。

进一步地，进行核心部件的组装，将三大部件重新组装形成一个圆柱体，安装上所有螺丝，包括保温瓶，之后将内部圆柱体构造组合体装回外壳内，盖上面板，固定好，完成仪器的重新组装。

本领域技术人员可以理解的是，以上组装过程中，可根据组装步骤，匹配相应解说词，并在二级字幕同步显示，在此不再赘述。

对于野外参数调节展示，将重力仪放置在野外观测点，将仪器调整水平，平盘角架面与高程测量点的高度尽量一致，选取平衡体的某一平衡位置作为测量重力变化的起始位置，重力变化后，通过放大装置观察平衡体对零点位置的偏离，即通过测微装置将平衡体调回到零点位置，通过测微器上的读数的变化记录重力的变化。

综合物探单元24综合展示重力、地震、测井等探测方法，进行了空间、地面、地下的分离，该单元基于立体探测的原则，将地面地球物理勘探、海洋地球物理勘探、钻孔地球物理勘探等综合在同一个区域内进行展示，突出个各个勘探方式的优势，同时显示各个方法的特点。

具体的，物探即地球物理勘探，其通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件，地球物理勘探探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。物探中可利用的岩石物理性质有：密度、磁导率、电导率、弹性、热导率、放射性，与此相应的勘探方法有：重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地温法勘探、核法勘探等，对于不同的物探对象，可利用的数据存在部分的重合，基于这些相同或者相关数据，利用不同的投影单元进行组合投影，从而实现多个勘探场景的综合展示。

本领域技术人员可以理解的是，还可根据勘探对象重点的不同，将物探划分为金属地球物理勘探、石油地球物理勘探、煤田地球物理勘探、水文地质地球物理勘探、工程地质地球物理勘探和深部地质地球物理勘探，根据立体探测的原则，选择相同或者相似数据，进行多次投影，形成多层次综合物探的展示。

空间匹配模块3根据空间分类模块2中不同的空间分类单元的选择，匹配全息投影模块1中不同的投影单元，进行相应全息三维投影的展示。在物探过程中，可利用的岩石物理性质有：密度、磁导率、电导率、弹性、热导率、放射性，与此相应的勘探方法有：重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地温法勘探、核法勘探等，通过选择对组成地壳的不同岩层介质的密度、弹性、导电性、磁性、放射性以及导热性等方面数据的使用，展示反映不同的勘探场景。

具体的，地面地球物理勘探中岩石、矿石(或地层)与围岩的物理性质差密度、导电性、放射性与钻孔地球物理勘探中岩层的电化学特性、导电特性、放射性等地球物理特性重合，属于相同的测量地球物理参数。

具体的，海洋地球物理勘探中地震波在海底传播过程、爆炸震源激发、地震波的传播及无线传播过程与地面地球物理勘探中地面地震爆炸震源激发、地震波在地下介质中传播过程属于相似的测量地球物理参数。

具体的，如图3所示，对于地震勘探展示部分，选择地面地球物理勘探与海洋地球物理勘探的岩石、矿石(或地层)与围岩的物理性质差密度、磁化性质、导电性、放射性差异为基础，对地面与海洋基础地球物理参数进行一次投影。

进一步地，选择地面地震中的地面布线、爆炸震源激发、地震波在地下介质中传播、地面检波器接收地震波、叠加偏移等地震数据处理等数据，同时选择海洋地震中的气枪震源进行激发、地震波在海洋和海底传播、海底检波器接收地震波、地震波的水下传播及无线传播数据，在全息立体探测系统进行二次投影，两次投影形成地震勘探的全息立体三维展示。

进一步地，还可以将地震探勘等探测方法的操作流程进行投影展示，从布置检波器的数据采集、叠加偏移等数据处理到层位划分的地震解释等流程，按照工业标准进行二次投影。

进一步地，在地震数据采集中，进行地震仪器车的车头、车身以及车位的二次投影。

本领域技术人员可以理解的是，也可以根据展示要求，将地面地球物理勘探与海洋地球物理勘探的地球物理参数与地震勘探的参数进行数据合并，仅通过第一投影单元或第二投影单元进行单独投影展示。

在另一个实施例中，如图4所示，对于测井勘探部分，以地面地球物理勘探的岩石、矿石(或地层)与围岩的物理性质差密度、磁化性质、导电性、放射性差异为基础，对地面基础地球物理参数进行一次投影。

进一步地，根据不同岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，选择相应的电、磁、声、热、核等各种测井仪器进行测井展示，包括地面电测仪沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数，通过相对应参数曲线的特定投影在全息立体探测系统的二次投影，形成测井勘探的全息立体三维展示。

本领域技术人员可以理解的是，也可以根据展示要求，将地面地球物理勘探与测井勘探的参数进行数据合并，仅通过第一投影单元或第二投影单元进行单独投影展示。

在又一个实施例中，如图5所示，对于重力勘探部分，以地面地球物理勘探的岩石、矿石(或地层)与围岩的物理性质差密度、磁化性质、导电性、放射性差异为基础，对地面基础地球物理参数进行一次投影。

进一步地，通过选择野外参数调节展示，将重力仪放置在野外观测点，展示平衡体对零点位置的偏离从而记录重力的变化在全息立体探测系统的二次投影，形成重力勘探的全息立体三维展示。

本领域技术人员可以理解的是，也可以根据展示要求，针对重力仪拆解过程展示进行单独展示，并通过第一投影单元或第二投影单元进行投影。

在再一个实施例中，如图6所示，对于综合物探部分，选择地面地球物理勘探与海洋地球物理勘探的岩石、矿石(或地层)与围岩的物理性质差密度、磁化性质、导电性、放射性差异为基础，对地面与海洋基础地球物理参数进行一次投影。

进一步地，以地震中的地面布线、爆炸震源激发、地震波在地下介质中传播、地面检波器接收地震波、叠加偏移等地震数据处理为基础，或以相应的电、磁、声、热、核等各种测井仪器等为基础，或以野外参数调节进行平衡体对零点位置的偏离从而记录重力变化为基础，在全息立体探测系统进行二次投影，从而进行综合物探的全息立体三维展示。

本领域技术人员可以理解的是，第一投影单元或第二投影单元可以互换进行单独或者组合投影，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解的是，还可以根据物理学用物理学的原理和方法，对空间地球的各种物理场分布及其变化进行观测，利用相同、相似或相关的测量地球物理参数，对航空地球物理勘探进行组合投影，从而将其建立在综合物探内。

综上为全息立体探测系统的详细描述。

本发明的第二方面提供了一种全息立体探测方法，基于上述全息立体探测系统完成。如图7所示，包括如下步骤：

步骤S100，接通全息立体探测系统电源，启动全息立体探测系统开关，全息投影模块1会独立开机运行，同时检测控制服务器17状态,当控制服务器17开启后自动连接。利用平板电脑或者手机，通过无线方式连接控制服务器17，点击全息立体探测系统移动客户端。

步骤S200，进入全息立体探测系统后，初始界面如图9所示，通过初始界面可以直接选择相应空间分类单元，点击中间播放键即可进行投影展示。

进一步地，当进入某一空间分类单元后，展示界面如图10所示，如果需要进行分类单元的切换，可以点击右侧菜单栏，选择地震勘探、测井及重力勘探等，全息展示设备会相应切换到不同的模块，操作简单，智能化程度高，具有较好的互动性。

进一步地，通过界面开关按钮，可对展示过程进行暂停或开始操作，通过界面进度条，可以调节展示进度。

进一步地，还可以通过单元选择切换，观看探测场景内相应设备的功能、操作与内部结构等，了解探测过程应用的各种仪器产品与型号，切换到当前展示模块的各个角度图像，各个存储器独立控制，切换速度快。

步骤S300，选择相应空间分类单元后，空间匹配模块3会根据空间分类模块2中不同的空间分类单元的选择，匹配全息投影模块1中不同的投影单元，选择第一投影单元和/或第二投影单元。

进一步地，选择液晶分影屏14、全息投影屏12组成第一投影单元，部分模块参数的四个分屏影像通过全息投影屏12衍射为全息三维立体投影，进行一次投影，同时选择投影仪15、全息投影膜16、全息投影屏12组成第二投影单元，需要部分模块参数通过投影仪15投射，投影仪15投射的影像通过全息投影膜16完整清晰的在全息投影屏12内衍射获得全息三维成像，进行二次投影。

进一步地，全息投影模块1展示时，通过字幕屏显示一级、二级字幕，播音器同步播放展示解说词。

步骤S400，全息立体探测系统展示完毕后，点击系统界面退出键，关闭系统。不需要展示时，关闭全息立体探测系统开关、电源。

进一步地，如图8所示，步骤S300还包括：

步骤S301，选择不同空间分类单元，包括选择地震勘探单元21、测井勘探单元22、重力勘探单元23、综合物探单元24。

步骤S302，空间匹配模块3进行空间分类单元与投影单元的匹配，对于地震勘探、测井勘探、重力勘探单元23匹配第一投影单元第一投影单元和/或第二投影单元，对于综合物探单元24匹配第一投影单元和第二投影单元。

步骤S303，第一投影单元或第二投影单元对岩石、矿石(或地层)与围岩的物理性质差密度、磁化性质、导电性、放射性差异等地面和/或海洋地球物理勘探数据进行一次投影，或者仅仅针对重力仪拆解过程展示进行独立的一次投影。

进一步地，第二投影单元或第一投影单元对地面和海洋地震中的地面布线、爆炸震源激发、地震波在地下介质中传播、地面检波器接收地震波、叠加偏移等地震数据处理等数据进行二次投影。

或者，进一步地，第二投影单元或第一投影单元对电、磁、声、热、核等各种测井仪器进行测井展示，包括地面电测仪沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数，通过相对应参数曲线进行二次投影，

或者，进一步地，第二投影单元或第一投影单元对野外参数调节展示，将重力仪放置在野外观测点，对平衡体相对零点位置的偏离进行二次投影。

全息立体探测系统通过模块匹配选择，能够动态展示各个探测场景，即能够根据需求完成一个或者多个探测场景的展示，也能够完成探测场景内各个角度的自动切换旋转，以从各个方向立体展示。

综上所述，本发明提供了一种全息立体探测系统及其方法，

以全息立体影像的形式模拟综合地球物理勘探方法，包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、陆地地震勘探、海洋地震勘探、测井钻井平台360°立体展示、声波测井等不同勘探方法的全息展示以及综合方法全息展示，建立地质资源立体探测全息展示系统。

本发明能够实现如下功能并达到如下效果：

全息立体探测系统将地质资源通过可视化的方式，利用3D全息投影技术，建立多场景、可叠加的全息展示系统，将重力、地震、测井等探测方法以及操作流程全方位立体展示出来，充分利用全息的3D成像优势，解决了书面展示不形象问题、动画展示不立体问题，能让学习者全方位了解探测方法的基本原理和操作流程，更加贴切的理解各种勘探的方法及原理，使其成为展示的重要辅助环节。

将重力、地震、测井等探测方法进行空间分类，形成对地质资源的立体探测，对地质资源等分别在空中、地面、地下进行探测，取得相关信息，为进一步解释研究和资源开发奠定基础，解决了探测方法的无空间分类问题，使学习者具备全局观和整体考虑的优势。基于空中、地面、地下进行探测方法分类，解决学习者不具有全局观的问题。

展示界面设计简洁实用，突出主要信息，操作方式符合操作者使用习惯，画面美观大方，具有展示型应用软件的美感。功能上，实现了信息互动、多种功能兼容并存，打破传统的课程展示方式，突出创新理念，在兼容性和稳定性方面，系统能够兼容多种运行环境，运行稳定。

此外，全息立体探测系统各个单元均可单独拓展，系统具有一定的延展性，在整体上具备对系统之后升级、移植的拓展。

需要说明的是，在本文中，关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种全息立体探测系统，包括全息投影模块、空间分类模块、空间匹配模块，全息投影模块具有至少一个投影单元，空间分类模块具有多个空间分类单元，空间匹配模块根据空间分类模块中不同空间分类单元的选择，匹配全息投影模块中不同的投影单元，全息投影模块将空间分类模块进行投影展示，空间匹配模块设置于全息投影模块内，所述全息投影模块具有第一投影单元和第二投影单元，液晶分影屏、全息投影屏组成第一投影单元，所述液晶分影屏的四个分屏影像通过镀膜玻璃在全息投影屏内衍射为全息三维成像，投影仪、全息投影膜、全息投影屏组成第二投影单元，所述投影仪投射的影像通过全息投影膜在全息投影屏内衍射为全息三维成像，所述全息投影模块还包括主机柜、全息投影屏、投影柜、液晶分影屏、投影仪、全息投影膜、控制服务器、立柱，其中主机柜上部通过立柱支撑安装投影柜，主机柜与投影柜沿垂直方向同轴分布，全息投影屏由四块梯形状的镀膜玻璃呈锥形组合而成，同轴居中安装于主机柜、立柱、投影柜组成的空间内，全息投影屏锥形的短边与投影柜相接，全息投影屏锥形的长边与主机柜相接，四块液晶分影屏内嵌安装于投影柜外部底面，且沿投影柜底面矩形中心对称分布，投影仪安装于投影柜内部顶面，全息投影膜安装于投影柜内部底面，投影仪与全息投影膜沿垂直方向与全息投影屏同轴安装，所述空间分类模块包括地震勘探单元、测井勘探单元、重力勘探单元、综合物探单元，所述空间匹配模块进行空间分类单元与投影单元的匹配，对于地震勘探单元、测井勘探单元、重力勘探单元匹配第一投影单元和/或第二投影单元，对于综合物探单元匹配第一投影单元和第二投影单元，所述第一投影单元或第二投影单元对岩石、矿石或地层与围岩的物理性质差密度、磁化性质、导电性、放射性差异的地面和/或海洋地球物理勘探数据进行一次投影，或者仅仅针对重力仪拆解过程展示进行独立的一次投影，第二投影单元或第一投影单元对地面和海洋地震中的地面布线、爆炸震源激发、地震波在地下介质中传播、地面检波器接收地震波、叠加偏移的地震数据处理进行二次投影，或者第二投影单元或第一投影单元对电、磁、声、热、核的各种测井仪器进行测井展示，包括地面电测仪沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数，对相应参数曲线进行二次投影，或者第二投影单元或第一投影单元对野外参数调节展示，将重力仪放置在野外观测点，对平衡体相对零点位置的偏离进行二次投影。

2.根据权利要求1所述的全息立体探测系统，其特征在于：所述地震勘探单元进行地面地震展示和海洋地震展示，测井勘探单元进行钻井、测井、开采过程和测井仪器仪表展示，重力勘探单元进行重力仪拆解过程和野外参数调节展示，综合物探单元将地面地球物理勘探、海洋地球物理勘探、钻孔地球物理勘探在同一个区域内进行展示。

3.根据权利要求2所述的全息立体探测系统，其特征在于：所述重力勘探单元的重力仪拆解包括外壳拆卸、核心部件展示、核心部件与外壳组装，所述 重力仪选择ZSM-3重力仪，核心部件为灵敏系统、光学系统和测量系统，拆解展示中通过一级字幕显示拆解步骤，并根据拆解步骤，匹配相应解说词，二级字幕同步显示解说词。

4.根据权利要求3所述的全息立体探测系统，其特征在于：所述核心部件展示中，灵敏系统进行石英弹簧与主弹簧的全息投影，包括负荷、摆杆、摆扭丝、主弹簧、温度补偿丝、读数弹簧、读数弹簧连杆、温度补偿框扭丝、读数框架扭丝、测程调节弹簧连杆和指示丝，光学系统进行光在仪器内部路径的全息投影，包括光经过聚光镜、全放射镜、物镜、全放射镜、场镜、目镜桶的刻度片，落在刻度盘上反映弹簧受到引力的变化，测量系统进行读数装置内部结构的全息投影，包括通过读数器旁的旋钮，转动连杆，带动微测螺杆，将读数弹簧拉紧或者放松，使得目镜内的刻度片上的亮线向左或右移动。

5.一种全息立体探测方法，采用如权利要求1-4任一项所述的全息立体探测系统进行全息立体探测展示，包括如下步骤：

步骤S100，启动全息立体探测系统，全息投影模块独立开机运行，控制服务器连接后，利用移动设备访问全息立体探测系统移动客户端；

步骤S200，点击进入全息立体探测系统，通过初始界面选择相应空间分类单元，进入某一空间分类单元后，点击菜单栏，进行分类单元的切换，通过界面开关按钮，对展示过程进行暂停或开始操作，通过界面进度条，调节展示进度；

步骤S300，选择相应空间分类单元后，空间匹配模块根据不同空间分类单元的选择，匹配全息投影模块中不同的投影单元，选择第一投影单元和/或第二投影单元，部分空间分类单元通过液晶分影屏、全息投影屏进行一次投影，部分空间分类单元通过投影仪、全息投影膜、全息投影屏进行二次投影，从而进行多种全息立体探测展示；

步骤S400，展示完毕后，关闭全息立体探测系统。

6.根据权利要求5所述的全息立体探测方法，其特征在于：所述步骤S300还包括：步骤S301，选择不同空间分类单元，包括选择地震勘探单元、测井勘探单元、重力勘探单元、综合物探单元；步骤S302，空间匹配模块进行空间分类单元与投影单元的匹配，对于地震勘探单元、测井勘探单元、重力勘探单元匹配第一投影单元和/或第二投影单元，对于综合物探单元匹配第一投影单元和第二投影单元；步骤S303，第一投影单元和/或第二投影单元单独或者组合投影以进行全息立体探测展示。

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