CN112379411A - 拓展地震勘探采集信号动态范围的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拓展地震勘探采集信号动态范围的方法及装置，该方法包括：获取对同一地震激发信号在同一采集点分别采用采集设备的第一增益、第二增益和第三增益同时进行采集得到地震数据；根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据。本发明在不额外增加地震勘探设备生产厂商原件采集成本的前提下，使得地震勘探采集生产作业能够获得更大动态范围的反射信号，增加单次勘探获得的数据精度，在同等数据质量的前提下，减少相同地区勘探作业次数，降低地震勘探采集投入。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理勘探采集领域，具体而言，涉及一种拓展地震勘探采集信号动态范围的方法及装置。
背景技术
目前地震勘探采集仪器的模拟采集设备大多采取成熟的24位或32位模数转换器芯片(以下简称ADC)加含有前置放大器的信号调理电路作为采集通道。前置放大器设计了不同参数设置对应对原始信号不同的放大倍数。采集通道接收模拟检波器在机械振动时磁钢与线圈相对运动时造成的电压差，模拟-数字转换后记录为反应振动速度的电压数据。最终数据作为反映速度-频率的信息参与处理、解释工作。
地震仪器的信号调理电路和模数转换芯片加电后会产生一定的本底热噪声，专业称之为等效输入噪声，由于等效输入噪声为随机噪声，含有全频段的信息，因而小于等效输入噪声的数据不能被有效记录和识别。此外，模数转换芯片也有其输入最大信号的限制，专业称之为最大输入信号。等效输入噪声与最大输入信号的比即为动态范围，反应了系统能识别的最小信号至能接受的最大信号的比例范围。
在实际生产应用中，由于部分有效信号能量很低，尤其是反应深层地质目标的信号经过多次折射、反射后仅有极微弱的能量能够达到地面。其信号蕴含能量带来振动产生的电压已低于地震仪器等效输入噪声，即在地震仪器的热噪声背景下，无法有效识别。为了获取这部分信号，仪器生产厂家在模数转换器与检波器间加入了前置放大器，将检波器输入的全部信号依照一定比例进行放大，即将微弱的、低于等效输入噪声而无法识别的信号放大至高于等效输入噪声能够在处理解释工序进行识别。但由此带来了大能量信号的损失，由于全部信号都进行了放大，高能量信息在放大后输入模数转换芯片，超过了模数转换芯片的最大输入信号限制，系统对其进行了削峰处理，即超过最大输入信号的输入全部输出记录为等于最大输入信号的数据，因此在大于最大输入信号之外的能量信息细节全部丢失。在后继对采集到的数据进行处理解释时，更关注信号的频率，而不关注信号的幅度，因此在低能量区域和被削峰部分信号的细节也是有效资料的一部分。不同仪器在不同增益下的等效输入噪声、最大输入信号和动态范围见下表1。
表1常见地震勘探采集设备动态范围参数
由此可见，为了兼顾成本，当前地震勘探采集仪器无法兼顾表层(大能量)与深层(微弱能量)信号，因此在地震勘探采集过程中，即便针对同一地区的不同地质目标，需要使用不同激发能量，不同采集参数多次施工才可获得，而难以充分利用以往勘探生产的老资料。尤其是井炮激发能量动态范围大，需要在避免采集通道作为近炮点的信号超调(削峰)之外，兼顾通道作为远炮点时采集经过地表大地和大地底层衰减后的微弱信号的能力。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中的至少一个技术问题，提出了一种拓展地震勘探采集信号动态范围的方法及装置。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种拓展地震勘探采集信号动态范围的方法，该方法包括：
获取对同一地震激发信号在同一采集点分别采用采集设备的第一增益、第二增益和第三增益同时进行采集得到地震数据；
根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据。
可选的，所述根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据，包括：
在采集开始时，取用第一增益对应的地震数据，其中，所述第一增益大于所述第二增益，所述第二增益大于所述第三增益；
当所述地震激发信号的输入能量大于所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例时，开始取用所述第二增益对应的地震数据；
当所述输入能量大于所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例时，开始取用所述第三增益对应的地震数据；
当所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例时，开始取用所述第二增益对应的地震数据；
最后，当所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例时，取用所述第一增益对应的地震数据，得到取用的地震数据。
可选的，所述根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据，还包括：
根据所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述取用的地震数据进行数据筛选处理，得到最终采集数据。
可选的，所述根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据，包括：
从所述第一增益对应的地震数据中提取从采集开始至所述地震激发信号的输入能量到达所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例这一段时间内的数据，得到第一数据段，其中，所述第一增益大于所述第二增益，所述第二增益大于所述第三增益；
从所述第二增益对应的地震数据中提取从所述输入能量到达所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例至所述输入能量到达所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例这一段时间内的数据，得到第二数据段；
从所述第三增益对应的地震数据中提取从所述输入能量到达所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例至所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例这一段时间内的数据，得到第三数据段；
从所述第二增益对应的地震数据中提取从所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例至所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例这一段时间内的数据，得到第四数据段；
从所述第一增益对应的地震数据中提取从所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例至采集结束这一段时间内的数据，得到第五数据段。
可选的，所述根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据，还包括：
根据所述第一数据段、所述第二数据段、所述第三数据段、所述第四数据段和所述第五数据段组合生成取用的地震数据；
根据所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述取用的地震数据进行数据筛选处理，得到最终采集数据。
可选的，所述根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据，还包括：
根据所述第一增益对应的数据筛选对所述第一数据段和所述第五数据段进行数据筛选处理，根据所述第二数据段对应的数据筛选对所述第二数据段和所述第四数据段进行数据筛选处理，根据所述第三数据段对应的数据筛选对所述第三数据段进行数据筛选处理；
根据数据筛选处理后的所述第一数据段、所述第二数据段、所述第三数据段、所述第四数据段和所述第五数据段组合生成最终采集数据。
可选的，所述数据筛选规则包括：去除低于等效输入噪音的数据以及去除高于最大输入信号的数据。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种拓展地震勘探采集信号动态范围的装置，该装置包括：
数据获取单元，用于获取对同一地震激发信号在同一采集点分别采用采集设备的第一增益、第二增益和第三增益同时进行采集得到地震数据；
数据处理单元，用于根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，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，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述拓展地震勘探采集信号动态范围的方法中的步骤。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在计算机处理器中执行时实现上述拓展地震勘探采集信号动态范围的方法中的步骤。
本发明的有益效果为：本发明在不额外增加地震勘探设备生产厂商原件采集成本的前提下，使得地震勘探采集生产作业能够获得更大动态范围的反射信号，增加单次勘探获得的数据精度，在同等数据质量的前提下，减少相同地区勘探作业次数，降低地震勘探采集投入。
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是原始激发能量图；
图2是原始激发能量频谱；
图3是0dB采集能量图；
图4是0dB采集能量频谱；
图5是12dB采集能量图；
图6是12dB采集能量频谱；
图7是24dB采集能量图；
图8是24dB采集能量频谱；
图9是本发明0dB、12dB、24dB采集处理后能量图；
图10是本发明0dB、12dB、24dB采集处理后频谱；
图11是当前地震勘探采集设备通道模块示意图；
图12是本发明方法设计的地震勘探采集设备采集通道示意图；
图13是常规地震勘探采集设备应用本发明的采集方法示意图；
图14是本发明实施例拓展地震勘探采集信号动态范围的方法的流程图；
图15是本发明实施例数据处理流程图；
图16是本发明实施例计算机设备示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明的目的在于提供一种能够基于现有地震勘探采集设备或现有地震勘探采集设备元器件，不额外增加地震勘探设备生产厂商原件采集成本的前提下，使得地震勘探采集生产作业能够获得更大动态范围的反射信号的方法和装置，增加单次勘探获得的数据精度，在同等数据质量的前提下，减少相同地区勘探作业次数，降低地震勘探采集投入。
图14是本发明实施例拓展地震勘探采集信号动态范围的方法的流程图，如图14所示，本实施例的拓展地震勘探采集信号动态范围的方法包括步骤S101至步骤S102。
步骤S101，获取对同一地震激发信号在同一采集点分别采用采集设备的第一增益、第二增益和第三增益同时进行采集得到地震数据。
在本发明实施例中，地震激发信号的能量图和能量频谱图可以如图1和图2所示。
在本发明实施例中，采集设备包含三个增益，其中第一增益为最大增益，第一增益为次大增益，第三增益为最小增益。
在本发明实施例中，本发明采用采集设备的第一增益、第二增益和第三增益同时进行采集分别得到第一增益对应的地震数据、第二增益对应的地震数据和第三增益对应的地震数据。
步骤S102，根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据。
在本发明一个可选实施例中，本发明根据地震激发信号的输入能量的大小将地震激发信号划分为多个时间区间，进而选取每个时间区间对应的增益的地震数据进行组合，得到组合出的地震数据。进一步根据所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述组合出的地震数据进行处理，得到最终采集数据。
在本发明一个实施例中，所述数据筛选规则包括：去除低于等效输入噪音的数据以及去除高于最大输入信号的数据。
图15是本发明实施例数据处理流程图，如图15所示，上述步骤S102具体包括步骤S201至步骤S205。
步骤S201，在采集开始时，取用第一增益对应的地震数据，其中，所述第一增益大于所述第二增益，所述第二增益大于所述第三增益。
在本发明实施例中，本步骤在采集初始阶段，激发能量未传播至采集点，此段时间内从及的三个增益对应的地震数据中取用最高增益(第一增益)对应的地震数据。在激发能量未传播至采集点时，此段时间的地震数据为环境噪音。
步骤S202，当所述地震激发信号的输入能量大于所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例时，开始取用所述第二增益对应的地震数据。
在本发明实施例中，本步骤地震激发信号传输至采集点，输入能量大幅上涨，当输入能量大于最高增益最大输入信号范围的第一预设比例(如90％)后的时间，取用次高增益(第二增益)对应的地震数据。
在本发明实施例中，输入能量的单位为福特V。
步骤S203，当所述输入能量大于所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例时，开始取用所述第三增益对应的地震数据。
在本发明实施例中，本步骤输入能量继续上涨至峰值，当输入能量大于次高增益最大输入信号范围的第二预设比例(如90％)后的时间，取用最低增益(第三增益)对应的地震数据。
步骤S204，当所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例时，开始取用所述第二增益对应的地震数据。
在本发明实施例中，峰值能量通过后，逐渐衰减，当输入能量连续第一预设数量个样点(如100个)低于次高增益最大输入信号的第三预设比例(如80％)后的时间，取用次高增益(第二增益)对应的地震数据。
步骤S205，最后，当所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例时，取用所述第一增益对应的地震数据，得到取用的地震数据。
在本发明一个实施例中，在上述步骤S205得到取用的地震数据之后，本发明还根据所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述取用的地震数据进行数据筛选处理，得到最终采集数据。
在本发明实施例中，在得到所述取用的地震数据之后，本发明对全部3增益对应的数据分别高于各自等效输入噪音、低于最大输入信号(未削峰)的数据进行对比校验。如出现取用的数据与其余2增益的数据存在较大差异(如样点真值差距大于10％)，则可以取用其余两通道平均值。
在本发明实施例中，以上方法可由现有采集设备通过一定参数设置和特殊铺设采集获得，也可由现有多通道采集设备通过一定装置直接采集获得。
此外，还可直接设计适应该方法的地震勘探采集设备：利用现有模数转换芯片和前置放大器，三个增益通道同时接入同一采集检波器通道，设置不同前放参数同时采集，获得的数据经过控制芯片按照本发明实施例的步骤的规则抛弃无效数据后直接计算获得最终高动态范围数据。
在本发明另一个实施例中，上述步骤S102具体包括以下步骤：
从所述第一增益对应的地震数据中提取从采集开始至所述地震激发信号的输入能量到达所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例这一段时间内的数据，得到第一数据段，其中，所述第一增益大于所述第二增益，所述第二增益大于所述第三增益；
从所述第二增益对应的地震数据中提取从所述输入能量到达所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例至所述输入能量到达所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例这一段时间内的数据，得到第二数据段；
从所述第三增益对应的地震数据中提取从所述输入能量到达所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例至所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例这一段时间内的数据，得到第三数据段；
从所述第二增益对应的地震数据中提取从所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例至所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例这一段时间内的数据，得到第四数据段；
从所述第一增益对应的地震数据中提取从所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例至采集结束这一段时间内的数据，得到第五数据段。
在本发明一个实施例中，在得到上述五个数据段后，本发明可以根据所述第一数据段、所述第二数据段、所述第三数据段、所述第四数据段和所述第五数据段组合生成取用的地震数据。进而可以根据所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述取用的地震数据进行数据筛选处理，得到最终采集数据。
在本发明一个实施例中，在得到上述五个数据段后，本发明可以根据所述第一增益对应的数据筛选对所述第一数据段和所述第五数据段进行数据筛选处理，根据所述第二数据段对应的数据筛选对所述第二数据段和所述第四数据段进行数据筛选处理，根据所述第三数据段对应的数据筛选对所述第三数据段进行数据筛选处理。进而根据数据筛选处理后的所述第一数据段、所述第二数据段、所述第三数据段、所述第四数据段和所述第五数据段组合生成最终采集数据。
下面结合两个具体的实施例对本发明的方法进行介绍。
实施例1：
如地震勘探采集激发反射信号(地震激发信号)实际为图1，频谱为图2。
在当前地震勘探采集设备设置的较小增益时，等效输入噪声较大，因此在较小能量部分细节丢失，仅得到图3数据，频谱为图4。
在当前地震勘探采集设备设置的中增益时，部分信号大于最大输入信号，因此在大能量部分被削峰，部分信号小于等效输入噪声，大小能量都有部分细节丢失，仅得到图5数据，频谱为图6。
在当前地震勘探采集设备设置的大增益时，部分信号大于最大输入信号，因此在大能量部分被削峰，细节丢失，仅得到图7数据，频谱为图8。
应用本发明方法，对于实际激发反射信号在不同增益下同时进行多次采集，即对图3，图5，图7对应的数据首先分别将低能量部分抛弃，再将削峰部分抛弃，由此获得的数据交叉校验，获得最终数据，如图9，频谱为图10，相比图4，图6，图8，更大程度还原了原始激发反射信号，即更大程度还原了图2中所蕴含的频谱信息。如使用加拿大某公司节点采集设备的0db、18db、30db同时进行采集后依照本发明方法进行处理，可获得147dB动态范围的有效地震勘探原始数据。以上方法可由现有采集设备通过一定参数设置和特殊铺设采集获得，也可由现有多通道采集设备通过一定装置直接采集获得，如图13所示。
实施例2
图11为当前地震勘探采集设备通道模块示意图，图12为应用本发明方法设计的地震勘探采集设备采集通道示意图。
对同一信号使用不同增益同时采集，产生的数据通过控制模块，抛弃无效信号后获得高动态范围的最终信号。
所述控制模块的作用为：
在采集初始阶段，激发能量未传播至采集点，此段时间内取用最高增益采集环境噪音，如通道1的资料1；
激发能量传输至采集点，输入能量大幅上涨，当输入能量大于最高增益最大输入信号范围的一定门槛值(如90％)后的时间，取用次高增益采集数据，如通道2的资料2；
能量继续上涨至峰值，当输入能量大于次高增益最大输入信号范围的一定门槛值(如90％)后的时间，取用最低增益采集数据，如通道3的资料3；
峰值能量通过后，逐渐衰减，当输入信号范围连续若干样点(如100个)低于次高增益最大输入信号范围一定门槛值(如80％)后的时间，取用次高增益采集数据，如通道2的资料4；
能量继续衰减，当输入信号范围连续若干样点(如100个)低于最高增益最大输入信号范围一定门槛值(80％)后的时间，取用最高增益采集输入，如通道1的资料5；
缓存采集时间范围内的资料1-5，最终对全部3通道数据分别高于各自等效输入噪音、低于最大输入信号范围(未削峰)的数据进行对比校验，如出现依照规则1-5取用的数据与其余2通道数据存在较大差异(如样点真值差距大于10％)，则取用其余两通道平均值。
依照时间顺序将修正后的资料1，资料2，资料3，资料4，资料5合成最终提交资料。
如使用加拿大某公司有线采集设备相同芯片在0dB、12dB、24dB三增益下同时进行采集处理，可一次获得145dB动态范围的有效地震勘探原始数据。
由以上实施例可以看出，本发明的优势在于：
1.可利用现有设备或材料，不再增加额外设备投资；
2.在不损失大能量信号细节的前提下获得小能量信号，单次勘探获取更大动态范围的地震勘探数据；
3.在同等数据质量的前提下，同时获得浅层与深层地震反射信号；
4.减少相同地区勘探作业次数，降低地震勘探采集投入。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种拓展地震勘探采集信号动态范围的装置，可以用于实现上述实施例所描述的拓展地震勘探采集信号动态范围的方法，如下面的实施例所述。由于拓展地震勘探采集信号动态范围的装置解决问题的原理与拓展地震勘探采集信号动态范围的方法相似，因此拓展地震勘探采集信号动态范围的装置的实施例可以参见拓展地震勘探采集信号动态范围的方法的实施例，重复之处不再赘述。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。
在本发明一个实施例中，本发明实施例拓展地震勘探采集信号动态范围的装置包括：
数据获取单元，用于获取对同一地震激发信号在同一采集点分别采用采集设备的第一增益、第二增益和第三增益同时进行采集得到地震数据；
数据处理单元，用于根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据。
在本发明一个实施例中，所述数据处理单元包括：
第一数据取用模块，用于在采集开始时，取用第一增益对应的地震数据，其中，所述第一增益大于所述第二增益，所述第二增益大于所述第三增益；
第二数据取用模块，用于当所述地震激发信号的输入能量大于所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例时，开始取用所述第二增益对应的地震数据；
第三数据取用模块，用于当所述输入能量大于所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例时，开始取用所述第三增益对应的地震数据；
第四数据取用模块，用于当所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例时，开始取用所述第二增益对应的地震数据；
第五数据取用模块，用于当所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例时，取用所述第一增益对应的地震数据，得到取用的地震数据。
在本发明一个实施例中，所述数据处理单元还包括：
数据筛选处理模块，用于根据所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述取用的地震数据进行数据筛选处理，得到最终采集数据。
在本发明一个实施例中，所述数据处理单元包括：
第一数据提取模块，用于从所述第一增益对应的地震数据中提取从采集开始至所述地震激发信号的输入能量到达所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例这一段时间内的数据，得到第一数据段，其中，所述第一增益大于所述第二增益，所述第二增益大于所述第三增益；
第二数据提取模块，用于从所述第二增益对应的地震数据中提取从所述输入能量到达所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例至所述输入能量到达所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例这一段时间内的数据，得到第二数据段；
第三数据提取模块，用于从所述第三增益对应的地震数据中提取从所述输入能量到达所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例至所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例这一段时间内的数据，得到第三数据段；
第四数据提取模块，用于从所述第二增益对应的地震数据中提取从所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例至所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例这一段时间内的数据，得到第四数据段；
第五数据提取模块，用于从所述第一增益对应的地震数据中提取从所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例至采集结束这一段时间内的数据，得到第五数据段。
在本发明一个实施例中，所述数据处理单元还包括：
数据组合模块，用于根据所述第一数据段、所述第二数据段、所述第三数据段、所述第四数据段和所述第五数据段组合生成取用的地震数据；
数据筛选处理模块，用于根据所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述取用的地震数据进行数据筛选处理，得到最终采集数据。
在本发明一个实施例中，所述数据处理单元还包括：
筛选处理模块，用于根据所述第一增益对应的数据筛选对所述第一数据段和所述第五数据段进行数据筛选处理，根据所述第二数据段对应的数据筛选对所述第二数据段和所述第四数据段进行数据筛选处理，根据所述第三数据段对应的数据筛选对所述第三数据段进行数据筛选处理；
组合模块，用于根据数据筛选处理后的所述第一数据段、所述第二数据段、所述第三数据段、所述第四数据段和所述第五数据段组合生成最终采集数据。
在本发明一个实施例中，所述数据筛选规则包括：去除低于等效输入噪音的数据以及去除高于最大输入信号的数据。
为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，还提供了一种计算机设备。如图16所示，该计算机设备包括存储器、处理器、通信接口以及通信总线，在存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例方法中的步骤。
处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(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、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及单元，如本发明上述方法实施例中对应的程序单元。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及作品数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个单元存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行上述实施例中的方法。
上述计算机设备具体细节可以对应参阅上述实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在计算机处理器中执行时实现上述拓展地震勘探采集信号动态范围的方法中的步骤。本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述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)
1.一种拓展地震勘探采集信号动态范围的方法，其特征在于，包括：
获取对同一地震激发信号在同一采集点分别采用采集设备的第一增益、第二增益和第三增益同时进行采集得到地震数据；
根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据。
2.根据权利要求1所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的方法，其特征在于，所述根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据，包括：
在采集开始时，取用第一增益对应的地震数据，其中，所述第一增益大于所述第二增益，所述第二增益大于所述第三增益；
当所述地震激发信号的输入能量大于所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例时，开始取用所述第二增益对应的地震数据；
当所述输入能量大于所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例时，开始取用所述第三增益对应的地震数据；
当所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例时，开始取用所述第二增益对应的地震数据；
最后，当所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例时，取用所述第一增益对应的地震数据，得到取用的地震数据。
3.根据权利要求2所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的方法，其特征在于，所述根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据，还包括：
根据所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述取用的地震数据进行数据筛选处理，得到最终采集数据。
4.根据权利要求1所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的方法，其特征在于，所述根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据，包括：
从所述第一增益对应的地震数据中提取从采集开始至所述地震激发信号的输入能量到达所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例这一段时间内的数据，得到第一数据段，其中，所述第一增益大于所述第二增益，所述第二增益大于所述第三增益；
从所述第二增益对应的地震数据中提取从所述输入能量到达所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例至所述输入能量到达所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例这一段时间内的数据，得到第二数据段；
从所述第三增益对应的地震数据中提取从所述输入能量到达所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例至所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例这一段时间内的数据，得到第三数据段；
从所述第二增益对应的地震数据中提取从所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例至所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例这一段时间内的数据，得到第四数据段；
从所述第一增益对应的地震数据中提取从所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例至采集结束这一段时间内的数据，得到第五数据段。
5.根据权利要求4所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的方法，其特征在于，所述根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据，还包括：
根据所述第一数据段、所述第二数据段、所述第三数据段、所述第四数据段和所述第五数据段组合生成取用的地震数据；
根据所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述取用的地震数据进行数据筛选处理，得到最终采集数据。
6.根据权利要求4所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的方法，其特征在于，所述根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据，还包括：
根据所述第一增益对应的数据筛选对所述第一数据段和所述第五数据段进行数据筛选处理，根据所述第二数据段对应的数据筛选对所述第二数据段和所述第四数据段进行数据筛选处理，根据所述第三数据段对应的数据筛选对所述第三数据段进行数据筛选处理；
根据数据筛选处理后的所述第一数据段、所述第二数据段、所述第三数据段、所述第四数据段和所述第五数据段组合生成最终采集数据。
7.根据权利要求1所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的方法，其特征在于，所述数据筛选规则包括：去除低于等效输入噪音的数据以及去除高于最大输入信号的数据。
8.一种拓展地震勘探采集信号动态范围的装置，其特征在于，包括：
数据获取单元，用于获取对同一地震激发信号在同一采集点分别采用采集设备的第一增益、第二增益和第三增益同时进行采集得到地震数据；
数据处理单元，用于根据所述地震激发信号以及所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述地震数据进行处理，得到最终采集数据。
9.根据权利要求8所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的装置，其特征在于，所述数据处理单元包括：
第一数据取用模块，用于在采集开始时，取用第一增益对应的地震数据，其中，所述第一增益大于所述第二增益，所述第二增益大于所述第三增益；
第二数据取用模块，用于当所述地震激发信号的输入能量大于所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例时，开始取用所述第二增益对应的地震数据；
第三数据取用模块，用于当所述输入能量大于所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例时，开始取用所述第三增益对应的地震数据；
第四数据取用模块，用于当所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例时，开始取用所述第二增益对应的地震数据；
第五数据取用模块，用于当所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例时，取用所述第一增益对应的地震数据，得到取用的地震数据。
10.根据权利要求9所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的装置，其特征在于，所述数据处理单元还包括：
数据筛选处理模块，用于根据所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述取用的地震数据进行数据筛选处理，得到最终采集数据。
11.根据权利要求8所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的装置，其特征在于，所述数据处理单元包括：
第一数据提取模块，用于从所述第一增益对应的地震数据中提取从采集开始至所述地震激发信号的输入能量到达所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例这一段时间内的数据，得到第一数据段，其中，所述第一增益大于所述第二增益，所述第二增益大于所述第三增益；
第二数据提取模块，用于从所述第二增益对应的地震数据中提取从所述输入能量到达所述第一增益的最大输入信号的第一预设比例至所述输入能量到达所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例这一段时间内的数据，得到第二数据段；
第三数据提取模块，用于从所述第三增益对应的地震数据中提取从所述输入能量到达所述第二增益的最大输入信号的第二预设比例至所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例这一段时间内的数据，得到第三数据段；
第四数据提取模块，用于从所述第二增益对应的地震数据中提取从所述输入能量连续第一预设数量个样点低于所述第二增益的最大输入信号的第三预设比例至所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例这一段时间内的数据，得到第四数据段；
第五数据提取模块，用于从所述第一增益对应的地震数据中提取从所述输入能量连续第二预设数量个样点低于所述第一增益的最大输入信号的第四预设比例至采集结束这一段时间内的数据，得到第五数据段。
12.根据权利要求11所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的装置，其特征在于，所述数据处理单元还包括：
数据组合模块，用于根据所述第一数据段、所述第二数据段、所述第三数据段、所述第四数据段和所述第五数据段组合生成取用的地震数据；
数据筛选处理模块，用于根据所述第一增益、所述第二增益以及所述第三增益各自对应的数据筛选规则对所述取用的地震数据进行数据筛选处理，得到最终采集数据。
13.根据权利要求11所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的装置，其特征在于，所述数据处理单元还包括：
筛选处理模块，用于根据所述第一增益对应的数据筛选对所述第一数据段和所述第五数据段进行数据筛选处理，根据所述第二数据段对应的数据筛选对所述第二数据段和所述第四数据段进行数据筛选处理，根据所述第三数据段对应的数据筛选对所述第三数据段进行数据筛选处理；
组合模块，用于根据数据筛选处理后的所述第一数据段、所述第二数据段、所述第三数据段、所述第四数据段和所述第五数据段组合生成最终采集数据。
14.根据权利要求8所述的拓展地震勘探采集信号动态范围的装置，其特征在于，所述数据筛选规则包括：去除低于等效输入噪音的数据以及去除高于最大输入信号的数据。
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1至7任一项所述的方法。
16.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在计算机处理器中执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的方法。
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