CN112255668A - 混叠地震数据的采集系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混叠地震数据的采集系统及方法，该方法包括：根据震源的坐标信息，确定震源间距；根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式；其中，震源的激发方式包括：滑动扫描激发或独立激发；获得检波器排列的状态信息，根据检波器排列的状态信息，确定震源的激发状态为可激发或不可激发；根据震源的激发方式，对激发状态为可激发的震源进行激发；在激发震源后，对采集到的地震数据进行实时质量监控，本发明满足了混叠地震数据分离对激发方式和激发间距的间隔需求，在极大提高生产效率的同时能够获得质量较高的混叠地震数据。
Description
技术领域
本发明涉及地震资料采集技术领域，特别涉及一种混叠地震数据的采集系统及方法。
背景技术
陆上可控震源作业的成本取决于每炮数据记录所需的时间长度以及搬点所需要的时间。每炮数据记录所需的时间长度取决于扫描次数，扫描长度，以及听时间。例如，如果每炮4次扫描、扫描长度8秒、各有一个7秒听时间，那么至少60秒才能完成一炮。另外还得加上典型的数据采集系统记录准备时长，大约需要3至5秒。
现有技术包括一种串联可控震源扫描方法，用于消除非生产性的听时间，该方法包含一系列的增量相位旋转扫描段，利用不同串联的这种扫描来抑制谐波干扰。例如，想要压制四阶谐波，那么4个扫描段的相位旋转角度可以分别为0、90、180和270度，如果8秒扫描长度和7秒听时间，那么总记录时间是39秒。相比之下，一个标准的4次扫描和听的时间为7秒的60秒一炮，提高了效率同时压制了谐波干扰，还有一种使地震子波具有最小的旁瓣能量的方法，然而，这些改进的地震数据仍然存在较强的谐波噪音和组合效应。
现有技术还包括一种分离邻炮数据和消除谐波的高保真可控震源地震方法(HFVS)，该方法包括了使用矩阵反演进行独立激发数据的分离。矩阵求逆要求扫描信号的数量M大于或等于震源数量N，以求解决N个振动信号的线性方程组。信号的分离需要任何独立激发的两台震源的扫描信号互不相同。一种典型的实现方式是对M个扫描进行相位编码，通常的做法是一个信号与另一个扫描信号之间加上一个相位的变化。那么为了实现从M次扫描中分离N张记录就需要设计M×N个扫描信号来满足分离反演滤波矩阵，用这种方法分离的独立激发数据分离度可以到达60分贝，资料品质没有明显的下降。
HFVS的方法可以用来记录震源同时激发的多个激发记录，但如果需要更多的震源进行激发就需要更多的独立扫描信号，而每个信号都有自己的听时间。这就不能消除听时间，因为M张扫描记录必须独立无关才能求解这一组线性方程，即，随着N的增大M个方程就不会独立。如果采用没有听时间的串联扫描，那么一个段反射资料将干扰后续的扫描段。此外，记录的数据与震源的力信号就不会有一对一的关系，因此谐波干扰就得不到正确的处理。同时所使用的相位编码的互不相关的扫描数量本身也存在很大的限制。
进一步的，还包括一种用N个震源在相同或不同的炮点用连续的扫描信号同时激发并将每一台震源地震响应分离的方法，这种方法用充填的手段实现多个连续扫描不需要听时间就能对谐波干扰进行压制，但是对混叠干扰没有较好的解决方案，并且计算工作大幅增加。
进一步的，还包括利用一个伪随机扫描信号作为驱动信号来实现激发信号的互不相关。在这种方法中，每张记录需要相关多次，然后叠加形成分离记录，其效率不高。同时由于震源对随机信号的响应存在较大的畸变，激发效果不理想。
此外，距离分离同步扫描技术的局限性在于占用装备量大，该技术需要巨大的空间来满足独立激发或独立激发信噪分离的条件；随机独立激发技术的特点是震源之间的距离与激发时间是一种随机的状态，可以获得极高的效率，它的缺点在于信噪分离效果不好。
综上所述，现有技术采集到的混叠地震数据，在进行混叠地震数据分离时存在较强的混叠干扰，导致混叠地震数据的质量较差。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供一种混叠地震数据的采集系统，用于获得高质量的混叠地震数据，该系统包括：
震源激发方式确定装置，用于获得震源的坐标信息；根据震源的坐标信息，确定震源间距；根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式；其中，震源的激发方式包括：滑动扫描激发或独立激发；
检波器控制装置，用于获得检波器排列的状态信息，根据检波器排列的状态信息，确定震源的激发状态为可激发或不可激发；
震源控制装置，用于根据震源的激发方式，对激发状态为可激发的震源进行激发；
质量控制模块，用于在激发震源后，对采集到的地震数据进行实时质量监控。
本发明实施例提供一种混叠地震数据的采集方法，用于获得高质量的混叠地震数据，该方法包括：
获得震源的坐标信息；根据震源的坐标信息，确定震源间距；根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式；其中，震源的激发方式包括：滑动扫描激发或独立激发；
获得检波器排列的状态信息，根据检波器排列的状态信息，确定震源的激发状态为可激发或不可激发；
根据震源的激发方式，对激发状态为可激发的震源进行激发；
在激发震源后，对采集到的地震数据进行实时质量监控。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述混叠地震数据的采集方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述混叠地震数据的采集方法的计算机程序。
本发明实施例通过：获得震源的坐标信息；根据震源的坐标信息，确定震源间距；根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式；其中，震源的激发方式包括：滑动扫描激发或独立激发，从而可以根据震源间距确定震源的激发方式，满足了混叠地震数据分离对激发方式和激发间距的间隔需求，能够有效消除混叠干扰，获得质量较高的混叠地震数据，获得检波器排列的状态信息，根据检波器排列的状态信息，确定震源的激发状态为可激发或不可激发；根据震源的激发方式，对激发状态为可激发的震源进行激发；在激发震源后，对采集到的地震数据进行实时质量监控，实现了地震数据采集过程中的实时质量监控，进一步提高了混叠地震数据的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中混叠地震数据的采集系统结构的示意图；
图2为本发明实施例中震源间距与震源的激发方式之间的关联关系的示意图；
图3为本发明实施例中混叠地震数据的采集系统整体框架的示意图；
图4为本发明实施例中导航单元结构的示意图；
图5为本发明实施例中质量控制模块的实时监控界面的示意图；
图6为本发明实施例中断排列监控参数设置的示意图；
图7为本发明实施例中力信号提取输入信息的示意图；
图8为本发明实施例中力信号的检测界面的示意图；
图9为本发明实施例中激发时刻检测的示意图；
图10为本发明实施例中状态码检测的示意图；
图11为本发明实施例中出力幅值检测的示意图；
图12为本发明实施例中时窗数量检测的示意图；
图13为本发明实施例中数据量检测输入界面的示意图；
图14为本发明实施例中数据量检测结果统计的示意图；
图15为本发明实施例中力信号道异常检测的示意图；
图16为本发明实施例中SPS文件输入界面的示意图；
图17为本发明实施例中震源激发数据检测的示意图；
图18为本发明实施例中震源属性显示界面的示意图；
图19为本发明实施例中震源的状态码统计的示意图；
图20为本发明实施例中震源的过载信息统计的示意图；
图21为本发明实施例中震源的告警信息统计的示意图；
图22为本发明实施例中震源的水平精度因子统计的示意图；
图23为本发明实施例中工作量统计输入界面的示意图；
图24为本发明实施例中工作量统计结果的示意图；
图25为本发明实施例中文件转换参数设置的示意图；
图26为本发明实施例中混叠地震数据的采集方法流程的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
为了解决现有技术采集到的混叠地震数据存在较强的混叠干扰，导致混叠地震数据的质量较差的技术问题，本发明实施例提供一种混叠地震数据的采集系统，用于获得高质量的混叠地震数据，图1为本发明实施例中混叠地震数据的采集系统结构的示意图，如图1所示该系统包括：
震源激发方式确定装置01，用于获得震源的坐标信息；根据震源的坐标信息，确定震源间距；根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式；其中，震源的激发方式包括：滑动扫描激发或独立激发；
检波器控制装置02，用于获得检波器排列的状态信息，根据检波器排列的状态信息，确定震源的激发状态为可激发或不可激发；
震源控制装置03，用于根据震源的激发方式，对激发状态为可激发的震源进行激发；
质量控制模块04，用于在激发震源后，对采集到的地震数据进行实时质量监控。
如图1所示，本发明实施例通过：获得震源的坐标信息；根据震源的坐标信息，确定震源间距；根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式；其中，震源的激发方式包括：滑动扫描激发或独立激发，从而可以根据震源间距确定震源的激发方式，满足了混叠地震数据分离对激发方式和激发间距的间隔需求，能够有效消除混叠干扰，获得质量较高的混叠地震数据，获得检波器排列的状态信息，根据检波器排列的状态信息，确定震源的激发状态为可激发或不可激发；根据震源的激发方式，对激发状态为可激发的震源进行激发；在激发震源后，对采集到的地震数据进行实时质量监控，实现了地震数据采集过程中的实时质量监控，进一步提高了混叠地震数据的质量。
在一个实施例中，震源激发方式确定装置01具体用于：
在震源间距大于零且小于或等于第一预设阈值时，确定震源的激发方式为滑动扫描激发且激发的间隔时长为固定值；
在震源间距大于第一预设阈值且小于或等于第二预设阈值时，确定震源的激发方式为滑动扫描激发且激发的间隔时长与震源间距呈反比；
在震源间距大于第二预设阈值时，确定震源的激发方式为独立激发且激发的间隔时长为零。
具体实施时，可以根据混叠数据之间相互分离所需的隔离度，以及可用设备的投入情况，通过震源激发方式确定装置01确定震源的激发方式，具体的，可以首先获得震源的坐标信息，根据震源的坐标信息，确定震源间距，根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式，震源的激发方式可以表征震源的激发时刻，发明人通过对大量历史数据的分析，得到了混叠数据之间相互分离所需的隔离度，进而通过对历史数据进行拟合，得到了震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，图2为本发明实施例中震源间距与震源的激发方式之间的关联关系的示意图，如图2所示，震源间距大于0米且小于或等于500米时，激发方式可以采用7秒滑动扫描；震源间距大于750米时，可以采用独立激发，独立激发即为自主激发，激发间隔时长为零，不受时间限制，随到随放；震源间距大于500米且小于或等于750米时，可以根据反比线性关系，基于不同的震源间距采用不同的间隔时长，如图2所示，反比线性关系起于500米7秒，终于750米0秒，如果有足够的设备，震源间距都可以大于750米，这样所有震源都可以采用独立激发(自主激发)，生产效率达到最大，同时满足分离方法对扫描时间的随机性需求。这样基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，通过震源间距确定震源的激发方式(即激发时刻)，可以同时满足满足混叠地震数据分离对震源的激发时刻和激发间距的间隔需求，有效消除混叠干扰，获得质量较高的混叠地震数据。
在一个实施例中，检波器控制装置02具体用于：
在检波器排列的各项状态信息均在各项状态信息对应的预设取值范围之内时，确定震源的激发状态为可激发；
在检波器排列的任一项状态信息在该项状态信息对应的预设取值范围之外时，确定震源的激发状态为不可激发。
在一个实施例中，检波器控制装置02具体用于：在检波器排列的状态信息发生变更时，实时调整震源的激发状态。
在一个实施例中，还包括：通讯设备，用于建立震源控制装置03与检波器控制装置02之间的通讯连接，通讯设备包括：无线设备和移动中继站。
图3为本发明实施例中混叠地震数据的采集系统整体框架的示意图，如图3所示，震源控制装置03可以对震源的位置进行实施监测，实现震源激发的动态控制，具体可以包括：
可以基于通讯设备建立震源控制装置03与检波器控制装置02之间的网络通讯连接，如图3所示，震源激发方式确定装置01和震源控制装置03可以组成控制中心(DSC)，检波器控制装置02可以是仪器车，通讯设备可以是无线设备和移动中继站，仪器车可以实时监控检波器排列的状态信息，状态信息可以包括：各接收道是否工作正常，数据传输是否正确，采集站电池是否正常，检波器埋置是否合规，排列是否满足各震源激发所需的观测系统活道要求等，根据检波器排列的状态信息，可以确定震源的激发状态为可激发或不可激发，通过DSC与仪器车之间的网络连接，DSC可以根据震源的激发方式，对激发状态为可激发的震源进行激发，进而实现震源的激发控制。此外，在监测到检波器排列的状态信息变更时，仪器车可以实时调整震源的激发状态，DSC可以根据调整后的震源的激发状态，调整相关震源的放炮计划，例如：当不正常工作道超过预设数目时，DSC会发送震源进入待命状态的命令，并将故障道位置发送至就近的查道人员进行故障排除，当震源的下一个炮点没有足够的排列进行接收时，DSC可以实时根据当前的震源分布和地形情况，重新进行该震源的生产规划计算和搬点路径建议，通知该震源搬迁到规划后的位置，并重新确定震源的方式后激发震源。这样通过震源激发方式确定装置确定震源的激发方式，通过检波器控制装置实时控制检波器排列，通过震源控制装置实时控制震源，基于高效的通讯网络建立了震源控制装置和检波器控制装置之间的数据交互，实现了震源与检波器排列的分散控制，效率高，灵活性强。
DSC还具备精确的毫秒级别放炮时间管理，在震源根据导航单元(DSG)，移动到炮点位置后，由高速判定模式判定震源的可执行操作。高速判定模式的各个环节计算精确到毫秒，极大保证了生产的高效。
高速判定模式下分为2个子选项，一个是滑动扫描，另外一个是Autonomous(独立激发)：
1)在滑动扫描选项时，控制中心根据各可控震源的位置，按照预设的滑动扫描间隔时长进行放炮，每3秒给各震源发送一个是否可以放炮的状态指令，如震源接到DSC的放炮指令是可放炮状态，震源到位后，DSG可以随震源压力传感器的状态实时向震源电控箱体发送激发指令起震震源，不再需要DSC发送激发指令给DSG。
2)在Autonomous选项时，震源一直处于可放炮状态，不再遵循滑动扫描间隔时长的限制。除非仪器车监控到排列异常或者其他异常状态，DSC发送停炮指令给其控制的所有震源，让处于Autonomous选项下震源停止放炮。
此外，在震源上还配备有纳秒级的时间控制器，能够精确捕捉震源箱体启动信号并将其记录下来。震源箱体是将扫描信号转化成控制震源震动的装置，可以记录震源的启动时间(TB)，以便将该震点的地震记录切分。纳秒级的时间控制能力是通过导航单元(DSG)实现的，图4为本发明实施例中导航单元结构的示意图，如图4所示，导航单元包括Pusher平板和Pusher服务器两部分，Pusher平板用于显示震源监控界面，Pusher服务器用于接收震源电台信息。正常工作时，Pusher平板通过WIFI连接到Pusher服务器，接收震源通过电台发送的所有信息，包括震源放炮报告、震源位置信息、震源报警信息以及Pusher车本身的GPS位置信息。当需要同步震源的任务和炮点状态时，需要将平板的WIFI连接到需要的震源，并同步震源任务数据，同步完成后，再切换到Pusher通信服务器WIFI，继续监控震源进度。
DSC还提供了实时震源生产任务的编辑和调整功能，可以根据不同震源的生产效率，灵活地进行任务切割和转移，最大化实现生产效率。
在一个实施例中，质量控制模块04具体用于：
实时显示采集到的地震数据，以及检波器排列的状态信息。
具体实施时，高效的通讯网络确保了震源控制装置03、检波器控制装置02与震源的信息交换和同步，由于采集到的地震数据是海量的，并且地震采集采用连续记录的方式，人工判别每一时刻的地震数据的品质是不可能的，为此质量控制模块04，可以对采集到的地震数据进行实时质量监控，对不合格的数据进行提醒。
图5为本发明实施例中质量控制模块的实时监控界面的示意图，如图5所示，质量控制模块04可以实现连续记录显示、排列监控显示、监控属性柱状图、排列监控统计和检波器超标坏道统计等多种功能模块，其中，排列监控显示主要用于显示异常道、掉排列、检波器超标道等，异常的道可以采用橙色或其他颜色显示。连续记录显示用于显示连续记录数据，对于异常道也可以进行标记显示。图5中，实时监控评价表对可以监控的所有属性以表格的形式进行实时显示，对于不合格的连续记录数据，评价表可以采用红色底进行突出显示，对检波器超标道进行统计并进行显示。图5中，最右侧为监控的属性柱状图，对于有异常的属性可以采用异常颜色进行显示并声音示警。
质量控制模块04的实时监控可以实现以下功能：
(1)混叠采集排列状态实时质控；
(2)连续记录数据显示；
(3)监控属性柱状图显示；
(4)实时监控评价表；
(5)异常道监控：断排列、掉排列、弱振幅道、极值道、串接道；
(6)排列状态监控：显示排列异常的具体位置；
(7)QC log：显示断排列具体范围；
(8)排列异常，实时颜色和声音报警。
其中，监控的异常道包括掉排列、极值道、串接道、弱振幅道。当异常道超标时，属性柱状图会采用异常颜色显示，点击柱状图右键菜单上的断排列、异常道按钮，可以显示详细的断排列和异常道信息。监控出的异常道可以显示在排列监控图中，如图5所示，可以采用异常颜色显示在空间位置上，排列监控图的横纵坐标分别为接收点号和线号。
对于连续出现若干道(道数门槛值通过参数进行设置，通常为3道)的掉排列道判定为断排列道。断排列作为单独的监控项，不计算在异常道内。由于有些断排列的道头中会以空道的形式进行标识，在断排列监控中增加了空道列表，图6为本发明实施例中断排列监控参数设置的示意图，如图6所示，对于添加到空道列表内的道，将其从断排列道中剔除，避免真正的空道被误识别成断排列道。断排列问题是影响野外采集效率的重要因素，为此对断排列信息增加了质量控制日志(QC log)功能，如果发生断排列，在QC log中实时显示断排列的具体信息，其中包括断排列总道数、最大连续道数、断排列段数、每段断排列的线号、起始接收点号和结束接收点号等信息。方便仪器操作员更方便快捷定位断排列位置，及时进行分析和整改。
极值道是将每道的振幅最大值与预设值进行比较，超过预设值即判定为极值道。串接道通过对比相邻两道的符号位是否相同来判定是否为串接道。弱振幅道通过判定当前道振幅与相邻道振幅比值大小来确定是否是弱振幅道。
在一个实施例中，质量控制模块04包括：力信号检测单元041，用于：
从地震数据中提取力信号；
对力信号的多项指标参数进行检测，其中，多项指标参数包括：力信号的激发时刻、状态码、出力幅值、时窗数量、数据量，以及力信号道的其中之一或任意组合；
在任一项指标参数在该指标参数对应的预设取值范围之外时，确定该项指标信息异常，并显示。
具体实施时，震源箱体能够记录每一个力信号，并存储为Segd格式文件，一般包含4道，分别是重锤加速度、平板加速度、力信号、参考信号。力信号检测单元041可以首先从Segd文件中的头块中提取力信号，还可以提取对应的震源号、WGS84坐标、转换后的大地坐标等，提取完成后输出到文本文件中，图7为本发明实施例中力信号提取输入信息的示意图。
常规的震源属性指标不能对力信号进行有效质控，本发明实施例中力信号检测单元041可以根据扩展质量控制(QC)文件，进行异常力信号的检测，图8为本发明实施例中力信号的检测界面的示意图，如图8所示，检测项目可以包括激发时刻(TB)、状态码、出力幅值、时窗数量(time inhibit)、数据量、力信号道异常以及GPS信号丢失等多种项目。
下面介绍各个检测项目的具体检测方法。
在一个实施例中，力信号检测单元041具体用于按如下方式对力信号的激发时刻进行检测：
将激发时刻与重锤平板的升起时刻之间的差值，确定为第一差值；
将激发时刻与重锤平板的落板时刻之间的差值，确定为第二差值；
在第一差值与第二差值之间的差值大于预设差值阈值时，确定力信号的激发时刻异常。
激发时刻(TB)检测：主要检测震源箱体在跨天记录力信号时是否存在时间信息错误，图9为本发明实施例中激发时刻检测的示意图，如图9所示，检测方法是通过获取扩展QC文件中的重锤平板的升起时刻、重锤平板的落板时刻和TB时刻，计算TB时刻分别减去重锤平板的升起时刻和落板时刻的差值的绝对值，如果这两个差值之差大于86400s,则表示TB时刻信息错误，对应的力信号异常。
状态码检测：图10为本发明实施例中状态码检测的示意图，如图10所示，可以预设正常状态码，如果实际状态码不在预设正常状态码列表中，则状态码错误，对应的力信号异常。
出力幅值检测：图11为本发明实施例中出力幅值检测的示意图，如图11所示，可以预设正常出力幅值，如果实际出力幅值和预设正常出力幅值不一致，则出力幅值错误，对应的力信号异常。
时窗数量检测，图12为本发明实施例中时窗数量检测的示意图，如图12所示，可以预设正常的Time inhibit值，如果实际Time inhibit值和预设正常Time inhibit值不一致，则Time inhibit值错误，对应的力信号异常。
数据量检测，由于震源箱体记录的力信号可能不是100％记录，所以扩展QC文件中有的力信号在力信号文件中可能不存在，图13为本发明实施例中数据量检测输入界面的示意图，图14为本发明实施例中数据量检测结果统计的示意图，如图13和图14所示，通过统计扩展QC文件和力信号文件的数量，可以检测力信号的数据量是否正确，快速识别力信号的遗漏情况。
力信号道异常检测，力信号道异常检测是各项指标和检查都正常，但是力信号道不正常，图15为本发明实施例中力信号道异常检测的示意图。
在一个实施例中，力信号检测单元041具体用于按如下方式对力信号道进行检测：
获取任意时窗内的参考信号和力信号的样点值，确定该时窗内参考信号和力信号的均方根值；
根据参考信号和力信号的均方根值，确定参考信号和力信号的均方根值之间的比值；
在参考信号和力信号的均方根之间的比值小于预设比值阈值时，确定该时窗内力信号道异常。
具体实施时，可以按照如下方式对力信号道进行检测：
第一步：分别对参考信号和力信号进行归一化处理，
ri＝ri/rmax (1)
fi＝fi/fmax (2)
其中，ri表示参考信号的样点值，rmax表示全部参考信号的最大值，fi表示力信号的样点值，fmax表示全部力信号的最大值。
第二步：从零时刻开始，取一个时窗长度内的参考信号和力信号样点值；
第三步，分别计算该时窗内参考信号和力信号的均方根能量：
其中，Er表示参考信号在时窗内的均方根能量，ri表示参考信号在时窗内的样点值，Ef表示力信号在时窗内的均方根能量，fi表示力信号在时窗内的样点值,n表示时窗内样点个数；
第四步：计算时窗内力信号的能量和参考信号能量的比值p；
第五步：判断能量是否正常，如果p小于设定的阈值，则说明力信号能量不正常，发出警告消息，要求震源重振，否则进行下一个时窗能量检查，重复第二至第五步，如果所有时窗内力信号能量都正常，则说明全部的力信号能量正常。
在一个实施例中，质量控制模块04包括：
文件生成单元042，用于生成预设格式的地震数据文件。
具体实施时，质量控制模块04还可以生成高效混采SPS文件，在高效混采中，对最终的SPS文件有特殊的要求，最终S和X文件并不是标准格式。在S文件中，点索引范围在1-99，位置在23-24列，每个炮点对应的力信号文件名，要从第82列开始追加到后面。在X文件中，对于同一点的多个力信号，要用索引号区别。
最终SPS文件的头块可以从外部文件导入，S文件中的坐标通过力信号文件中的WGS84坐标转换获取，S文件中高程根据阿曼测量组提供的方法计算，如果不输入高程模型文件，则按WGS84高程替代。阿曼测量组提供的高程计算方法为：
a)计算WGS84的椭球高＝海拔高-震源天线高+椭球面到水准面的距离
b)PSD93海拔高＝WGS84的椭球高-高程模型校正值
在读取力信号文件后，将无效力信号剔除。
炮点和力信号匹配方法是计算炮点坐标和力信号中坐标之间距离，如果距离小于设定阈值(12.5m),则认为匹配上，将其和炮点信息进行合并，如果一个炮点匹配上多个力信号文件，则用索引号区分。
图16为本发明实施例中SPS文件输入界面的示意图，如图16所示，最终生成4个文件，R、S、X和没有匹配上正常力信号的炮点信息文件。
在一个实施例中，质量控制模块04具体用于：
对于激发方式为滑动扫描激发的多个震源，将采集到的各个震源的激发时刻之间的差值，与各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长进行比较；
若各个震源的激发时刻之间的差值大于或等于各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长，确定采集到的震源激发数据合格；
若各个震源的激发时刻之间的差值小于各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长，确定采集到的震源激发数据不合格；
统计合格的震源激发数据与不合格的震源激发数据的数据量，并显示；
对不合格的震源激发数据对应的炮点进行重新激发。
具体实施时，对于激发方式为滑动扫描激发的多个震源，还可以基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，对震源激发数据进行检测，图17为本发明实施例中震源激发数据检测的示意图，如图17所示，可以包括：首先基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定时刻-距离点和坐标原点构成的多边形区域，然后，从VAPS文件中读取每个震源的激发时刻、坐标，并按时间升序排序；接着，计算后一个震源和前面各个震源的激发时刻之间的差值和空间上的间距，并构造对应的时刻-距离点，如果两个震源的激发时刻之间的差值大于两个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长，即时刻-距离点在定义的多边形区域以外，则表示对应的震源激发数据有效，如果两个震源的激发时刻之间的差值小于两个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长，即时刻-距离点在定义的多边形区域以内，则表示对应的震源激发数据无效，然后，统计合格的震源激发数据与不合格的震源激发数据的数据量，并显示，最后，对不合格的震源激发数据对应的炮点进行重新激发。
在一个实施例中，质量控制模块04包括：
数据合并单元043，用于基于用户需求，将不同批次的地震数据合并；
震源属性确定单元044，用于确定地震数据平均相位、峰值相位、平均畸变、峰值畸变、平均出力和峰值出力，并显示；
统计单元045，用于统计震源的状态码、过载信息、告警信息和水平精度因子，并显示。
具体实施时，质量控制模块04还可以基于扩展QC文件，对震源箱体相关数据进行质量控制，其中，数据合并单元043可以基于用户需求，将不同批次的地震数据合并，每台震源箱体在记录扩展QC数据时，按GPS时间(格林尼治时间)从00:00到24：00，每天会记录一个文件，根据用户需求，需要按当地时间整理上交，方便使用和管理，例如：当地时间与GPS时间有4个小时的时差(以阿曼为例)，数据合并单元043可以将前一天20:00到后一天20:00之间的扩展QC数据进行合并，输出到一个文件中。
图18为本发明实施例中震源属性显示界面的示意图，如图18所示，震源属性确定单元044可以根据扩展QC文件，确定地震数据平均相位、峰值相位、平均畸变、峰值畸变、平均出力和峰值出力等多种数据，并显示，还可以根据预设阈值统计超限的数量和比例。震源属性确定方式包括：
出力幅值范围：从出力非0开始，到非0结束；
平均相位：各个时刻相位绝对值的平均值，四舍五入；
峰值相位：各个时刻相位中的峰值，可能为正，也可能为负；
平均畸变：各个时刻畸变的平均值，四舍五入；
峰值畸变：各个时刻畸变的峰值；
平均出力：各个时刻出力的平均值，四舍五入；
峰值出力：各个时刻出力的峰值。
统计单元045可以统计震源的状态码、过载信息、告警信息和水平精度因子，并显示，图19为本发明实施例中震源的状态码统计的示意图，如图19所示，可以根据扩展QC文件中状态码，统计各台震源的状态码数量和比例；图20为本发明实施例中震源的过载信息统计的示意图，如图20所示，可以根据扩展QC文件中过载信息，统计各台震源的过载数量和比例；图21为本发明实施例中震源的告警信息统计的示意图，如图21所示，可以根据扩展QC文件中重锤警告和平板警告信息，统计各台震源的告警数量和比例；图22为本发明实施例中震源的水平精度因子统计的示意图，如图22所示，可以根据扩展QC文件中水平精度因子，统计各台震源的水平精度因子，图22中，不同深度的颜色代表不同的震源。图23为本发明实施例中工作量统计输入界面的示意图，图24为本发明实施例中工作量统计结果的示意图，如图23和图24所示，还可以统计扩展QC文件中有效工作量和无效工作量的数量。
具体实施时，质量控制模块04还可以进行文件格式的转换，可以将扩展QC文件转换为VAPS文件，由于VAPS文件中的部分信息在扩展QC文件中不存在，例如线号、点号可能都为0，需要进行重置，图25为本发明实施例中文件转换参数设置的示意图，图25中，坐标转换参数一般为测量的WKT文件，若勾选重置选项，则按设置的起始线点号进行重置、线号按天增加，增量为1，点号按增加，增量为1，若果勾选Digital Fleet No，则Digital Fleet No被重置为震源号，如果不够选重置选项，则按扩展QC中实际内容输出。
具体的格式转换方法是：读入的扩展QC文件(可能包含多台震源和多天的文件)；坐标转换；GPS时间转换；按GPS时间排序；按照VAPS文件格式输出，每天输出一个VAPS文件，文件名按照年月日命名，例如：yyyyMMdd.vaps。
本发明实施例在一具体的实施例中，12-14台震源施工，平均日效超过2.2万炮，最高日效超过31686炮，在节点采集试验中，最高日效达到52444炮，大幅提高了生产效率。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种混叠地震数据的采集方法，如下面的实施例。由于混叠地震数据的采集方法解决问题的原理与混叠地震数据的采集系统相似，因此方法的实施可以参见系统的实施，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供一种混叠地震数据的采集方法，用于获得高质量的混叠地震数据，图26为本发明实施例中混叠地震数据的采集方法流程的示意图，如图26所示，该方法包括：
步骤101：获得震源的坐标信息；根据震源的坐标信息，确定震源间距；根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式；其中，震源的激发方式包括：滑动扫描激发或独立激发；
步骤102：获得检波器排列的状态信息，根据检波器排列的状态信息，确定震源的激发状态为可激发或不可激发；
步骤103：根据震源的激发方式，对激发状态为可激发的震源进行激发；
步骤104：在激发震源后，对采集到的地震数据进行实时质量监控。
在一个实施例中，步骤101中，根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式，包括：
在震源间距大于零且小于或等于第一预设阈值时，确定震源的激发方式为滑动扫描激发且激发的间隔时长为固定值；
在震源间距大于第一预设阈值且小于或等于第二预设阈值时，确定震源的激发方式为滑动扫描激发且激发的间隔时长与震源间距呈反比；
在震源间距大于第二预设阈值时，确定震源的激发方式为独立激发。
在一个实施例中，步骤104包括：
对于激发方式为滑动扫描激发的多个震源，将采集到的各个震源的激发时刻之间的差值，与各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长进行比较；
若各个震源的激发时刻之间的差值大于或等于各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长，确定采集到的震源激发数据合格；
若各个震源的激发时刻之间的差值小于各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长，确定采集到的震源激发数据不合格；
统计合格的震源激发数据与不合格的震源激发数据的数据量，并显示；
对不合格的震源激发数据对应的炮点进行重新激发。
在一个实施例中，步骤102包括：
在检波器排列的各项状态信息均在各项状态信息对应的预设取值范围之内时，确定震源的激发状态为可激发；
在检波器排列的任一项状态信息在该项状态信息对应的预设取值范围之外时，确定震源的激发状态为不可激发。
在一个实施例中，还包括：在检波器排列的状态信息发生变更时，实时调整震源的激发状态。
在一个实施例中，步骤104包括：
从地震数据中提取力信号；
对力信号的多项指标参数进行检测，其中，多项指标参数包括：力信号的激发时刻、状态码、出力幅值、时窗数量、数据量，以及力信号道的其中之一或任意组合；
在任一项指标参数在该指标参数对应的预设取值范围之外时，确定该项指标信息异常，并显示。
在一个实施例中，步骤104包括：按如下方式对力信号的激发时刻进行检测：
将激发时刻与重锤平板的升起时刻之间的差值，确定为第一差值；
将激发时刻与重锤平板的落板时刻之间的差值，确定为第二差值；
在第一差值与第二差值之间的差值大于预设差值阈值时，确定力信号的激发时刻异常。
在一个实施例中，步骤104包括：按如下方式对力信号道进行检测：
获取任意时窗内的参考信号和力信号的样点值，确定该时窗内参考信号和力信号的均方根值；
根据参考信号和力信号的均方根值，确定参考信号和力信号的均方根值之间的比值；
在参考信号和力信号的均方根之间的比值小于预设比值阈值时，确定该时窗内力信号道异常。
在一个实施例中，步骤104包括：生成预设格式的地震数据文件。
在一个实施例中，步骤104包括：基于用户需求，将不同批次的地震数据合并。
在一个实施例中，步骤104包括：确定地震数据平均相位、峰值相位、平均畸变、峰值畸变、平均出力和峰值出力，并显示。
在一个实施例中，步骤104包括：统计震源的状态码、过载信息、告警信息和水平精度因子，并显示。
在一个实施例中，步骤104包括：实时显示采集到的地震数据，以及检波器排列的状态信息。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述混叠地震数据的采集方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述混叠地震数据的采集方法的计算机程序。
综上所述，本发明实施例提供的混叠地震数据的采集系统及方法具有如下优点：
(1)通过获得震源的坐标信息；根据震源的坐标信息，确定震源间距；根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式；其中，震源的激发方式包括：滑动扫描激发或独立激发，从而可以根据震源间距确定震源的激发方式，满足了混叠地震数据分离对激发方式和激发间距的间隔需求，能够有效消除混叠干扰，获得质量较高的混叠地震数据；
(2)通过检波器控制装置实时控制检波器排列，通过震源控制装置实时控制震源，基于高效的通讯网络建立了震源控制装置和检波器控制装置之间的数据交互，实现了震源与检波器排列的分散控制，效率高，灵活性强；
(3)在激发震源后，基于扩展质量控制文件，对采集到的地震数据进行实时质量监控，实现了地震数据采集过程中的连续记录显示、排列监控显示、监控属性柱状图、排列监控统计和检波器超标坏道统计；实现力信号的激发时刻、状态码、出力幅值、时窗数量、数据量、力信号道异常以及GPS信号丢失等多项参数的检测；通过震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，实现了震源激发数据有效性的检测；实现震源箱体的多项数据的检测，进一步提高了混叠地震数据的质量。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种混叠地震数据的采集系统，其特征在于，包括：
震源激发方式确定装置，用于获得震源的坐标信息；根据震源的坐标信息，确定震源间距；根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式；其中，震源的激发方式包括：滑动扫描激发或独立激发；
检波器控制装置，用于获得检波器排列的状态信息，根据检波器排列的状态信息，确定震源的激发状态为可激发或不可激发；
震源控制装置，用于根据震源的激发方式，对激发状态为可激发的震源进行激发；
质量控制模块，用于在激发震源后，对采集到的地震数据进行实时质量监控。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，震源激发方式确定装置具体用于：
在震源间距大于零且小于或等于第一预设阈值时，确定震源的激发方式为滑动扫描激发且激发间隔时长为固定值；
在震源间距大于第一预设阈值且小于或等于第二预设阈值时，确定震源的激发方式为滑动扫描激发且激发间隔时长与震源间距呈反比；
在震源间距大于第二预设阈值时，确定震源的激发方式为独立激发。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，质量控制模块具体用于：
对于激发方式为滑动扫描激发的多个震源，将采集到的各个震源的激发时刻之间的差值，与各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长进行比较；
若各个震源的激发时刻之间的差值大于或等于各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长，确定采集到的震源激发数据合格；
若各个震源的激发时刻之间的差值小于各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长，确定采集到的震源激发数据不合格；
统计合格的震源激发数据与不合格的震源激发数据的数据量，并显示；
对不合格的震源激发数据对应的炮点进行重新激发。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，检波器控制装置具体用于：
在检波器排列的各项状态信息均在各项状态信息对应的预设取值范围之内时，确定震源的激发状态为可激发；
在检波器排列的任一项状态信息在该项状态信息对应的预设取值范围之外时，确定震源的激发状态为不可激发。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，检波器控制装置具体用于：在检波器排列的状态信息发生变更时，实时调整震源的激发状态。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：通讯设备，用于建立震源控制装置与检波器控制装置之间的通讯连接，通讯设备包括：无线设备和移动中继站。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，质量控制模块包括：力信号检测单元，用于：
从现场的震源箱体实时回传数据或地震数据中提取力信号；
对力信号的多项指标参数进行检测，其中，多项指标参数包括：力信号的激发时刻、状态码、出力幅值、时窗数量、数据量，以及力信号道的其中之一或任意组合；
在任一项指标参数在该指标参数对应的预设取值范围之外时，确定该项指标信息异常，并显示。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，力信号检测单元具体用于按如下方式对力信号的激发时刻进行检测：
将激发时刻与重锤平板的升起时刻之间的差值，确定为第一差值；
将激发时刻与重锤平板的落板时刻之间的差值，确定为第二差值；
在第一差值与第二差值之间的差值大于预设差值阈值时，确定力信号的激发时刻异常。
9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，力信号检测单元具体用于按如下方式对力信号道进行检测：
获取任意时窗内的参考信号和力信号的样点值，确定该时窗内参考信号和力信号的均方根值；
根据参考信号和力信号的均方根值，确定参考信号和力信号的均方根值之间的比值；
在参考信号和力信号的均方根之间的比值小于预设比值阈值时，确定该时窗内力信号道异常。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，质量控制模块包括：
文件生成单元，用于生成预设格式的地震数据文件；
数据合并单元，用于基于用户需求，将不同批次的地震数据合并；
震源属性确定单元，用于确定地震数据平均相位、峰值相位、平均畸变、峰值畸变、平均出力和峰值出力，并显示；
统计单元，用于统计震源的状态码、过载信息、告警信息和水平精度因子，并显示。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，质量控制模块用于：
实时显示采集到的地震数据，以及检波器排列的状态信息。
12.一种混叠地震数据的采集方法，其特征在于，该方法包括：
获得震源的坐标信息；根据震源的坐标信息，确定震源间距；根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式；其中，震源的激发方式包括：滑动扫描激发或独立激发；
获得检波器排列的状态信息，根据检波器排列的状态信息，确定震源的激发状态为可激发或不可激发；
根据震源的激发方式，对激发状态为可激发的震源进行激发；
在激发震源后，对采集到的地震数据进行实时质量监控。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，根据震源间距，基于震源间距与震源的激发方式之间的关联关系，确定震源的激发方式，包括：
在震源间距大于零且小于或等于第一预设阈值时，确定震源的激发方式为滑动扫描激发，滑动扫描激发的间隔时长为固定值；
在震源间距大于第一预设阈值且小于或等于第二预设阈值时，确定震源的激发方式为滑动扫描激发，滑动扫描激发的间隔时长与震源间距呈反比；
在震源间距大于第二预设阈值时，确定震源的激发方式为独立激发。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在激发震源后，对采集到的地震数据进行实时质量监控，包括：
对于激发方式为滑动扫描激发的多个震源，将采集到的各个震源的激发时刻之间的差值，与各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长进行比较；
若各个震源的激发时刻之间的差值大于或等于各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长，确定采集到的震源激发数据合格；
若各个震源的激发时刻之间的差值小于各个震源的滑动扫描激发对应的激发间隔时长，确定采集到的震源激发数据不合格；
统计合格的震源激发数据与不合格的震源激发数据的数据量，并显示；
对不合格的震源激发数据对应的炮点进行重新激发。
15.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求12至14任一所述方法。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求12至14任一所述方法的计算机程序。
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