CN112180444B - 一种地层速度结构的探测方法、装置以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种地层速度结构的探测方法、装置以及存储介质，该方法包括：对目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据；根据所述主动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第一面波频散曲线；根据所述被动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第二面波频散曲线；根据所述第一面波频散曲线和所述第二面波频散曲线，预测所述目标地理区域的地层速度结构；关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。采用本公开提供的技术方案，综合主动源面波数据和被动源面波数据，提高了探测深度，增强了抗干扰能力，能形成较好的三维空间内的速度结构。
Description
技术领域
本公开涉及工程勘察领域，尤其涉及一种地层速度结构的探测方法、装置以及存储介质。
背景技术
面波方法在工程勘察领域特别是在城市轨道交通领域应用广泛。主动源探测深度有限，且受城市人文干扰影响较大。
被动源面波微动台阵技术易受场地限制。微动台阵技术(Microtremor arraytechnology)：也称为被动源面波勘探，是以平稳随机过程理论为依据，通过特定观测装置获取天然垂直向下的微动信号，从微动信号中提取面波(Rayleigh 波)的频散曲线，对频散曲线进行地层属性反演的技术。按照数据采集的装置类型不同，可分为“直线排列型”、“内嵌三角形型”、“同心圆型”、“十字型”、“L型”等，内嵌台阵方式为最常采用形式。被动源面波微动线性排列测量时，所测的面波速度与真实面波速度存在一定的偏差。
常规面波方法均为线性测量，无法对一定区域的带状范围形成三维的测量结果。
发明内容
本公开提供一种地层速度结构的探测方法、装置以及存储介质。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种地层速度结构的探测方法，所述方法包括：
对目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据；
根据所述主动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第一面波频散曲线；所述主动源面波数据的垂直分量包括：指示基于激励波返回后的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
根据所述被动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第二面波频散曲线；所述被动源面波数据的垂直分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
根据所述第一面波频散曲线和所述第二面波频散曲线，预测所述目标地理区域的地层速度结构；
关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。
可选的，所述目标地理区域等间距布置有多个检波器；
所述对目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据，包括：
通过所述检波器对所述目标地理区域采集被动源面波数据以及所述主动源面波数据。
可选的，所述第二面波频散曲线，包括：
第三面波频散曲线，为：从按列所述检波器的所述被动源面波数据的垂直分量提取的；
第四面波频散曲线，为：按预设连线检波器之间不同连线的所述被动源面波数据的垂直分量提取到；所述预设连线为列以外的检波器的连续。
可选的，所述关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构包括：
根据所述第一面波频散曲线和所述第三面波频散曲线，得到第一剖面的地层速度结构；根据所述第四面波频散曲线，得到第二剖面的地层速度结构。
可选的，所述关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构包括：
所述目标地理区域内分布有多个测点，根据所述不同剖面的地层速度结构，得到各个所述测点所在位置的速度结构模型作为初始速度结构模型；
根据所述被动源面波数据的水平分量和垂直分量，得到实测水平分量到垂直分量的谱比曲线；
根据地层深度以及所述不同剖面的地层速度结构，求取得到理论水平分量到垂直分量的谱比曲线；
将所述理论水平分量到垂直分量的谱比曲线和所述实测水平分量到垂直分量的谱比曲线进行拟合以修正各个所述测点的所述初始速度结构；所述被动源面波数据的水平分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在水平方向上的面波数据；
各个所述测点的所述初始速度结构被所述修正后，为各个所述测点的速度结构，根据各个所述测点的速度结构以及空间位置，求取得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种地层速度结构的探测装置，所述装置包括：
第一获取模块，配置为获取目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据；
第一确定模块，配置为根据所述主动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第一面波频散曲线；所述主动源面波数据的垂直分量包括：指示基于激励波返回后的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
第二确定模块，配置为根据所述被动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第二面波频散曲线；所述被动源面波数据的垂直分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
第三确定模块，配置为根据所述第一面波频散曲线和所述第二面波频散曲线，预测所述目标地理区域的地层速度结构；
第四确定模块，配置为关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。
可选的，所述目标地理区域等间距布置有多个检波器；
所述第一获取模块，还配置为：通过所述检波器对所述目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据。
可选的，所述第二面波频散曲线，包括：
第三面波频散曲线，为：从按列所述检波器的所述被动源面波数据的垂直分量提取的；
第四面波频散曲线，为：按预设连线检波器之间不同连线的所述被动源面波数据的垂直分量提取到；所述预设连线为列以外的检波器的连续。
可选的，所述第三确定模块，还配置为：
根据所述第一面波频散曲线与所述第三面波频散曲线，得到第一剖面地层速度结构；根据所述第四面波频散曲线，得到第二剖面地层速度结构。
可选的，所述第四确定模块，还配置为：
所述目标地理区域内分布有多个测点，根据所述不同剖面的地层速度结构，得到各个所述测点所在位置的速度结构模型作为初始速度结构；
根据所述被动源面波数据的水平分量和垂直分量，得到实测水平分量到垂直分量的谱比曲线；
根据地层深度以及所述不同剖面的地层速度结构，得到理论水平分量到垂直分量的谱比曲线；
将所述理论水平分量到垂直分量的谱比曲线与所述实测水平分量到垂直分量的谱比曲线进行拟合以修正各个所述测点的所述初始速度结构；所述被动源面波数据的水平分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在水平方向上的面波数据；
各个所述测点的所述初始速度结构被所述修正后，为各个所述测点的速度结构，根据各个所述测点的速度结构以及空间位置，求取得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。
根据本公开的实施例的第三方面，提供一种地层速度结构的的微动探测装置，包括:
处理器；
用于存储可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：执行所述可执行指令以实现前述第一方面所述的地层速度结构的探测方法中的步骤。
根据本公开的实施例的第四方面，提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时，使得所述处理器执行前述第一方面所述的地层速度结构的探测方法中的步骤。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在本公开中，根据主动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第一面波频散曲线；根据被动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第二面波频散曲线；根据第一面波频散曲线和第二面波频散曲线，预测目标地理区域的地层速度结构；关联目标地理区域的不同剖面的地层速度结构，得到目标地理区域在三维空间内的速度结构。采用本公开提供的技术方案，综合主动源面波数据和被动源面波数据，提高了探测深度，增强了抗干扰能力，能形成较好的三维空间内的速度结构模型。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
图1为一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测方法的流程示意图；
图2为另一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测方法的流程示意图；
图3为一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测方法的检波器布置的示意图；
图4为一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测方法的按列检波器的示意图；
图5、图6为一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测方法中的按预设连线检波器之间不同连线的示意图；
图7为一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测方法中的被动源面波数据示意图；
图8为一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测方法中的频散曲线示意图；
图9为一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测方法中的频散曲线反演速度模型；
图10为一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测方法中的HV曲线及拟合效果图；
图11为一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测方法中的三维空间内的速度结构模型；
图12为一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测装置框图；
图13为一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测装置的硬件框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是，在本公开的一些实施例中，地层速度结构中的速度是指地震波在不同介质中传播的速度，所述速度反映了地层不同介质的属性，地层速度结构是指由于地下岩层介质不同，导致地震波在不同岩层介质中的不同的速度分布状况，由不同速度分布组合而成为地层速度结构，在本公开中，也可简称为速度结构或速度模型。在本公开实施例中，所述地震波包括但不限于纵波、横波、面波。所述面波包括但不限于瑞利波。
本公开实施例中提供了一种地层速度结构的探测方法，图1是根据一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测方法流程图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
在步骤S101中，对目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据；
在步骤S102中，根据所述主动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第一面波频散曲线；所述主动源面波数据的垂直分量包括：指示基于激励波返回后的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
在步骤S103中，根据所述被动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第二面波频散曲线；所述被动源面波数据的垂直分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
在步骤S104中，根据所述第一面波频散曲线和所述第二面波频散曲线，预测所述目标地理区域的地层速度结构；
在步骤S105中，关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。
本公开实施例中，在所述目标地理区域等间距布置有多个检波器，关于步骤 S101中，所述对目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据，包括：通过所述检波器对所述目标地理区域采集被动源面波数据以及所述主动源面波数据。
在一些实施例中，如图3所示，在所述目标地理区域等间距布置有多个检波器可以采用在所述目标地理区域范围内沿测线中心阵列式布置检波器。在一些实施例中，所述检波器可以采用诸如三分量低频检波器、垂直单分量检波器等。
在一些实施例中，布置的阵列式检波器，如图3所示，为m行n列的等间距检波器阵列，检波器编号为Rij，其中1<＝i<＝m，1<＝j<＝n，其中m、n>＝3。在一些实施例中，m取4，n取3。在一些实施例中，相邻两个检波器的接收点之间的距离相等。
在一些实施例中，关于步骤S101中的所述对目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据，检波器开机，采集一定时长的背景噪音即采集一定时长的被动源面波数据。采集主动源面波数据开始时，在检波器阵列一端，各列一定距离处激发主动源采集一定时长的主动源面波数据。
在一些实施例中，所述采集一定时长的背景噪音即采集一定时长的被动源面波数据如图7所示。在一些实施例中，噪音成像是指：地表时刻存在着的由人文活动、海浪等非地震引起的微弱振动称为微动。其表现为连续的扰动，在常规地震勘探中被作为噪音背景处理。研究表明，微动中携带着与地壳浅部介质密切相关的信息。通过在不同测点之间数据的分析，可获得的地震波在地层中的频散信息，进一步可以获得地下介质的速度结构分布信息。
在一些实施例中，关于步骤S102，如图4所示，所述第一面波频散曲线为：从按列所述检波器的所述主动源面波数据的垂直分量提取的。
在一些实施例中，关于所述第一面波频散曲线的提取方法，可以参照诸如主动源多道瞬态面波频散曲线提取方法。主动源多道瞬态面波是指：利用设备在地表敲击或利用爆破方式施加主动震源等激发的瑞利波信号进行地下结构探测的方法，多道瞬态面波方法利用地表布设的多道检波器采集瑞利波信号，从多道信号中同时提取基阶模式和高阶模式的频散曲线，进行频散曲线反演最终得到检波器排列下方所对应的横波速度结构。此处的高阶模式是相对基阶模式而言的。高阶模式高于基阶模式。
在本公开实施例中，关于步骤S103，所述第二面波频散曲线包括第三面波频散曲线和第四面波频散曲线。在一些实施例中，如图4所示，所述第三面波频散曲线为：从按列所述检波器的所述被动源面波数据的垂直分量提取的。在一个实施例中，如图5、图6所示，所述第四面波频散曲线为：按预设连线检波器之间不同连线的所述被动源面波数据的垂直分量提取到；所述预设连线为列以外的检波器的连续。
在一些实施例中，关于第四面波频散曲线，包括第五面波频散曲线和第六面波频散曲线。在一些实施例中，第五面波频散曲线的提取为矩形台阵面波频散曲线计算得到，如图5所示的区域R11～R33，取区域内中部一点R22为中心，以中心点R22周围四点或八点检波器为嵌套矩形为一个单元，抽取以中心到周围四点或八点检波器之间的连线为所述预设连线，抽取以中心到周围四点或八点检波器之间的不同连线的所述被动源面波数据的垂直分量得到第五面波频散曲线。在一些实施例中，关于第六面波频散曲线的提取，如图5所示的区域 R31～R42，对采集到的所述被动源面波数据，根据位于两对角线上的检波器组成的检波器对之间的连线为所述预设连线，例如R31与R42之间的连线，抽取位于两对角上的检波器对之间的连线的所述被动源面波数据的垂直分量得到第六面波频散曲线。
在一些实施例中，如图6所示，第五面波频散曲线的提取，可以是根据所述目标地理区域内所有的检波器对之间的连线的所述被动源面波数据的垂直分量，求取得到代表整个所述目标地理区域下方的综合频散曲线。
在一些实施例中，如图8为本公开实施例的一种地层速度结构的探测方法中的频散曲线。在本公开实施例中，频散曲线表征面波相速度和频率的对应关系。
在一些实施例中，关于所述第二面波频散曲线的提取方法，可以参照诸如天然场面波频散曲线提取方法使用空间自相关或其改进方法。
在本公开实施例中，关于步骤S105，所述关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构包括：根据所述第一面波频散曲线和所述第三面波频散曲线，得到第一剖面的地层速度结构；根据所述第四面波频散曲线，得到第二剖面的地层速度结构。在一些实施例中，第二剖面的地层速度结构，包括第三剖面地层速度结构和第四剖面的地层速度结构。所述第三剖面的地层速度结构根据所述第五面波频散曲线得到，所述第四剖面的地层速度结构根据第六面波频散曲线得到。
在一些实施例中，根据频散曲线得到不同剖面的地层速度结构的方法，为：采用常规面波频散曲线反演方法，根据频散曲线的频散相速度建立初始速度结构模型，调整初始速度结构，根据理论频散曲线与实测的频散曲线，求取得到最佳地层速度结构。图9为本发明实施例中一种地层速度结构的探测方法中的频散曲线速度反演模型。如图9所示的速度结构模型可以反映目标地理区域地层的空间分布特征和速度变化剖面。
在本公开实施例中，关于步骤S105，所述关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构包括：所述目标地理区域内分布有多个测点，根据所述不同剖面的地层速度结构，得到各个所述测点所在位置的速度结构模型作为初始速度结构；根据所述被动源面波数据的水平分量和垂直分量，得到实测水平分量到垂直分量的谱比曲线；根据地层深度以及所述不同剖面的地层速度结构，得到理论水平分量到垂直分量的谱比曲线；将所述理论水平分量到垂直分量的谱比曲线与所述实测水平分量到垂直分量的谱比曲线进行拟合以修正各个所述测点的所述初始速度结构；所述被动源面波数据的水平分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在水平方向上的面波数据；各个所述测点的所述初始速度结构被所述修正后，为各个所述测点的速度结构，根据各个所述测点的速度结构以及空间位置，求取得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。如图11所示为本发明实施例中一种地层速度结构的探测方法中的三维空间内的速度结构模型。
本公开实施例中目标地理区域即测试的目标区域，又可以称之为：测试范围或测试区域。
本公开实施例中的测线包括但不限于地震勘探中的地震剖面(由检波器组成的线状排列)或是在重力、磁法、电法、放射性勘探中布在一条条直线上的测点组成的线。本公开实施例中的测点包括但不限于按一定比例尺布置的供物探仪器(如磁力仪、重力仪)或通过仪器的附属设备(如地震检波器、电极) 等进行观测的点位。
本公开实施例中的低频检波器包括但不限于频率低于5赫兹的检波器。在本公开的实施例中，一种地层速度结构的探测方法是一种基于阵列法的地震噪音三维成像方法，如图2所示，包括如下步骤：
步骤S201，进行测点布置：在目标地理区域即测区范围内沿测线中心布置阵列式三分量低频检波器或者垂直单分量检波器，如图3所示的为基于阵列式微动探测平面布置图；
步骤S202，进行数据采集：将各低频检波器开机，同步，采集一定时长的背景噪音即被动源面波数据。数据采集开始时，在检波器阵列一端，各列一定距离处利用设备激发主动源采集一定时长的主动源面波数据；
步骤S203，进行线性排列主动源面波频散计算：对步骤S202中采集到的主动源面波数据，根据如图4所示的为线性主被动源面波排列示意图，抽取按列的主动源面波数据的垂直分量提取得到第一面波频散曲线；
步骤S204，进行线性排列被动源面波频散计算：对步骤S202中采集到的被动源面波数据，根据如图4所示的为线性主被动源面波排列示意图，抽取按列的被动源面波数据的垂直分量提取得到第三面波频散曲线；
步骤S205，线性排列面波频散曲线合并：将步骤S203中计算得到的主动源面波频散曲线即第一面波频散曲线与步骤S204中计算得到的频散曲线即第三面波频散曲线合并；
步骤S206，矩形台阵频散计算：将步骤S202中采集到的被动源面波数据，根据如图5所示的被动源面排列示意图的R11～R33的区域，以排列中部一点即 R22为中心，以中心点R22周围等距离四点或八点布置的检波器为嵌套矩形为一个单元，抽取以中心点到周围四点或八点之间各道的被动源面波数据的垂直分量，提取矩形台阵的第五面波频散曲线；
步骤S207，对角矩形频散计算：将步骤S202中采集到的被动源面波数据，根据如图5所示的被动源面排列示意图的R31～R42的区域，抽取小矩阵对角检波器采集到的垂直分量数据提取频散曲线，根据位于两对角线上的检波器组成的检波器对之间的连线的频散曲线，求取得到第六面波频散曲线；
步骤S208，频散曲线拟合：根据步骤S205中得到的将第一面波频散曲线和第三面波频散曲线合并后得到的频散曲线，求取得到代表各列检波器下方的第一剖面的地层速度结构、根据步骤S206中得到的第五面波频散曲线，求取得到代表矩形台阵下方的第三剖面的地层速度结构以及根据步骤S207中得到的第六面波频散曲线，求取得到代表各个小对角矩形下方的第四剖面的地层速度结构；
步骤S209，HV曲线计算：根据目标地理区域的阵列区域的每一个三分量低频检波器采集到的所述被动源面波数据，计算得到实测HV曲线；
步骤S210，HV曲线拟合：利用步骤S208中得到的第一剖面的地层速度结构、第三剖面的地层速度结构、第四剖面的地层速度结构插值计算得到每个所述三分量低频检波器所在位置的速度模型作为初始速度模型，将理论HV曲线和所述实测HV曲线进行拟合以修正所述初始速度模型，最终得到代表各个测点的速度模型；
步骤S211，速度剖面联合：对步骤S210中得到的代表各测点的速度模型，按空间位置进行联合、平均，求取得到整个阵列区域的联合三维速度结构数据体。
所述步骤S201中，布置的阵列式检波器，为m行n列的等间距检波器阵列，检波器编号为Rij，其中1<＝i<＝m，1<＝j<＝n，其中m、n>＝3，通常m取4， n取3。相邻两个接收点之间的距离dx相等。
所述步骤S202中，所述同步方式采用无线同步或GPS授时同步。
所述步骤S203中，提取频散曲线方法参照主动源多道瞬态面波频散曲线提取方法。
所述步骤S204、S205、S206中，提取频散曲线方法参照天然场面波频散曲线提取方法使用空间自相关或其改进方法。如图7所示的为频散曲线示意图
所述步骤S206中，如图6所示，提取频散曲线也可对检列的所有检波器对计算频散曲线求平均，求取得到代表整个阵列下方的综合频散曲线。
所述步骤S208中，频散曲线拟合为常规面波频散曲线反演方法，根据频散曲线的频率相速度建立初始模型，调整速度模型计算理论频散曲线与步骤S205、 S206、S207中的实测频散曲线进行拟合，得到最佳速度模型。如图9所示的为频散曲线反演速度模型示意图。
所述步骤S209中，计算所述三分量低频检波器记录的频谱，所述三分量低频检波器的所述被动源面波数据包括两个水平分量和一个垂直分量，将所述被动源面波数据的两个水平分量的平方和除以所述被动源面波数据的垂直分量的平方，对所得结果开根号，得到实测HV曲线。如图11所示的为速度剖面联合的三维速度结构数据体示意图。本公开实施例中，所述HV曲线为水平分量到垂直分量的谱比(Horizontal-to-Vertical SpectralRatio，HVSR)曲线也可以说是水平与垂直谱比(Horizontal-to-Vertical SpectralRatio，HVSR)曲线。
如图10所示为步骤S210中的HV曲线及拟合效果的示意图，纵坐标H/V 表示HV谱比值，该HV谱比值为水平分量的傅里叶谱比上垂直分量的傅里叶谱，横坐标为频率。其中，L1为实测HV曲线、L2为理论HV曲线、L3为第一水平分量频谱、L4为第二水平分量频谱、L5为垂直分量频谱、L6为峰值频率线。
在步骤S210中，所述理论HV曲线的计算方式，包括但不限于基于地层深度、速度剖面等数据进行理论计算得到。
本公开实施例中，利用主动源面波成像技术实现浅层地质勘探，联合目前所用的主被动源面波方法，提出了新的数据分析采集和处理思路，改进了现有方法工作效率低、易受干扰、受场地限制等诸多问题。本公开综合主动源多道面波技术与多种微动面波技术，开发出基于阵列的三维面波勘察方法，该方法抗干扰、高效、实用，适合城市轨道交通勘察等工程勘察领域。本公开的实施例与现有主动源多道瞬态面波方法探测地层结构相比，利用了被动源背景噪音信息，提高了探测深度，且抗干扰能力更强。本公开的实施例相对现有的微动探测方法，同时兼顾了微动台阵技术等被动源面波探测方法。本公开的实施例的检波器布置微动台阵技术方法简单，且排列移动时更加方便，对各个检波器数据利用率高。本公开的实施例通过阵列式检波器布置，能实现阵列下方三维横波速度结构探测。
图12是根据一示例性实施例示出的一种地层速度结构的探测装置框图。该地层速度结构的探测装置300包括：
第一获取模块301，配置为获取目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据；
第一确定模块302，配置为根据所述主动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第一面波频散曲线；所述主动源面波数据的垂直分量包括：指示基于激励波返回后的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
第二确定模块303，配置为根据所述被动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第二面波频散曲线；所述被动源面波数据的垂直分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
第三确定模块304，配置为根据所述第一面波频散曲线和所述第二面波频散曲线，预测所述目标地理区域的地层速度结构；
第四确定模块305，配置为关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。
在一些实施例中，所述目标地理区域等间距布置有多个检波器；所述第一获取模块301，还配置为：通过所述检波器对所述目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据。
在一些实施例中，所述第二面波频散曲线，包括：第三面波频散曲线，为：从按列所述检波器的所述被动源面波数据的垂直分量提取的；第四面波频散曲线，为：按预设连线检波器之间不同连线的所述被动源面波数据的垂直分量提取到；所述预设连线为列以外的检波器的连续。
在一些实施例中，所述第三确定模块304，还配置为：根据所述第一面波频散曲线与所述第三面波频散曲线，得到第一剖面地层速度结构；根据所述第四面波频散曲线，得到第二剖面地层速度结构。
在一些实施例中，所述第四确定模块305，还配置为：所述目标地理区域内分布有多个测点，根据所述不同剖面的地层速度结构，得到各个所述测点所在位置的速度结构模型作为初始速度结构模型，根据所述不同剖面的地层速度结构，得到各个所述测点所在位置的速度结构模型作为初始速度结构；根据所述被动源面波数据的水平分量和垂直分量，得到实测水平分量到垂直分量的谱比曲线，根据地层深度以及所述不同剖面的地层速度结构，求取得到理论水平分量到垂直分量的谱比曲线，将所述理论水平分量到垂直分量的谱比曲线到所述实测水平分量到垂直分量的谱比曲线进行拟合以修正各个所述测点的所述初始速度结构，所述被动源面波数据的水平分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在水平方向上的面波数据；各个所述测点的所述初始速度结构被所述修正后，为各个所述测点的速度结构，根据各个所述测点的速度结构以及空间位置，求取得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
如图13所示，提供了一种地层速度结构的探测装置500，所述地层速度结构的探测装置500包括：
处理器501；
用于存储处理器501可执行指令的存储器502；
其中，所述处理器被配置为：执行所述可执行指令以实现本公开任意实施例所述的地层速度结构的探测方法中的步骤。
可选地，地层速度结构的探测装置500还包括通信接口以及总线系统。
在一些实施例中，本发明实施例中的存储器502可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器 (Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM， EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器 (Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM， SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DoubleData Rate SDRAM， DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。本文描述的装置和方法的存储器502旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
而处理器501可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器501中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器501可以是通用处理器、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。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器502，处理器501读取存储器 502中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
在一些实施例中，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器 (DigitalSignal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable Logic Device，PLD)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable GateArray，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
本发明又一实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机可读存储介质存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器501执行时，当所述存储介质的指令由地层速度结构的探测装置执行时，使得地层速度结构的探测装置能够执行一种探测方法，所述方法包括：
对目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据；
根据所述主动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第一面波频散曲线；所述主动源面波数据的垂直分量包括：指示基于激励波返回后的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
根据所述被动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第二面波频散曲线；所述被动源面波数据的垂直分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
根据所述第一面波频散曲线和所述第二面波频散曲线，预测所述目标地理区域的地层速度结构；
关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。
在一些实施例中，所述计算机存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种地层速度结构的探测方法，其特征在于，所述方法包括：
对目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据；
根据所述主动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第一面波频散曲线；所述主动源面波数据的垂直分量包括：指示基于激励波返回后的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
根据所述被动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第二面波频散曲线；所述被动源面波数据的垂直分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
根据所述第一面波频散曲线和所述第二面波频散曲线，预测所述目标地理区域的地层速度结构；
关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构；其中，所述关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构包括：
所述目标地理区域内分布有多个测点，根据所述不同剖面的地层速度结构，得到各个所述测点所在位置的速度结构模型作为初始速度结构；
根据所述被动源面波数据的水平分量和垂直分量，得到实测水平分量到垂直分量的谱比曲线；
根据地层深度以及所述不同剖面的地层速度结构，求取得到理论水平分量到垂直分量的谱比曲线；
将所述理论水平分量到垂直分量的谱比曲线和所述实测水平分量到垂直分量的谱比曲线进行拟合以修正各个所述测点的所述初始速度结构；所述被动源面波数据的水平分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在水平方向上的面波数据；
各个所述测点的所述初始速度结构被所述修正后，为各个所述测点的速度结构，根据各个所述测点的速度结构以及空间位置，求取得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。
2.根据权利要求1所述的地层速度结构的探测方法，其特征在于，
所述目标地理区域等间距布置有多个检波器；
所述对目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据，包括：
通过所述检波器对所述目标地理区域采集被动源面波数据以及所述主动源面波数据。
3.根据权利要求2所述的地层速度结构的探测方法，其特征在于，所述第二面波频散曲线，包括：
第三面波频散曲线，为：从按列所述检波器的所述被动源面波数据的垂直分量提取的；
第四面波频散曲线，为：按预设连线检波器之间不同连线的所述被动源面波数据的垂直分量提取到；所述预设连线为列以外的检波器的连续。
4.根据权利要求3所述的地层速度结构的探测方法，其特征在于，
所述关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构包括：
根据所述第一面波频散曲线和所述第三面波频散曲线，得到第一剖面的地层速度结构；根据所述第四面波频散曲线，得到第二剖面的地层速度结构。
5.一种地层速度结构的探测装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，配置为获取目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据；
第一确定模块，配置为根据所述主动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第一面波频散曲线；所述主动源面波数据的垂直分量包括：指示基于激励波返回后的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
第二确定模块，配置为根据所述被动源面波数据的垂直分量，得到被测波在垂直方向上的第二面波频散曲线；所述被动源面波数据的垂直分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在垂直方向上的面波数据；
第三确定模块，配置为根据所述第一面波频散曲线和所述第二面波频散曲线，预测所述目标地理区域的地层速度结构；
第四确定模块，配置为关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构；其中，所述关联所述目标地理区域的不同剖面的所述地层速度结构，得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构包括：
所述目标地理区域内分布有多个测点，根据所述不同剖面的地层速度结构，得到各个所述测点所在位置的速度结构模型作为初始速度结构；
根据所述被动源面波数据的水平分量和垂直分量，得到实测水平分量到垂直分量的谱比曲线；
根据地层深度以及所述不同剖面的地层速度结构，求取得到理论水平分量到垂直分量的谱比曲线；
将所述理论水平分量到垂直分量的谱比曲线和所述实测水平分量到垂直分量的谱比曲线进行拟合以修正各个所述测点的所述初始速度结构；所述被动源面波数据的水平分量包括：指示探测的地面辐射的所述被测波在水平方向上的面波数据；
各个所述测点的所述初始速度结构被所述修正后，为各个所述测点的速度结构，根据各个所述测点的速度结构以及空间位置，求取得到所述目标地理区域在三维空间内的速度结构。
6.根据权利要求5所述的地层速度结构的探测装置，其特征在于，
所述目标地理区域等间距布置有多个检波器；
所述第一获取模块，还配置为：通过所述检波器对所述目标地理区域采集被动源面波数据以及主动源面波数据。
7.根据权利要求6所述的地层速度结构的探测装置，其特征在于，所述第二面波频散曲线，包括：
第三面波频散曲线，为：从按列所述检波器的所述被动源面波数据的垂直分量提取的；
第四面波频散曲线，为：按预设连线检波器之间不同连线的所述被动源面波数据的垂直分量提取到；所述预设连线为列以外的检波器的连续。
8.根据权利要求7所述的地层速度结构的探测装置，其特征在于，所述第三确定模块，还配置为：
根据所述第一面波频散曲线与所述第三面波频散曲线，得到第一剖面地层速度结构；根据所述第四面波频散曲线，得到第二剖面地层速度结构。
9.一种地层速度结构的探测装置，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：执行所述可执行指令以实现权利要求1至4任一项所述的地层速度结构的探测方法中的步骤。
10.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至4任一项所述的地层速度结构的探测方法中的步骤。
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