CN115793073B - 一种基于断层图像的能源预测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于断层图像的能源预测方法及系统，为了解决数据源本身存在的噪声以及数据源输入到模型生成断层图像中产生的噪声，一方面对由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，即原始数据源进行噪声的调整；另一方面对断层图像中存在的噪声进行调整；利用特征点在原始数据源和断层图像中理应一致的特性，通过电磁波信号的分布情况对断层图像进行噪声过滤，以克服数据源采集的过程中出现噪声以及由于数据处理设备或其他因素，导致断层图像出现噪声的情况，解决双重噪声的问题，实现为能源探测开采工作提供有力数据支撑。

Description

一种基于断层图像的能源预测方法及系统

技术领域

本发明涉及地理数据处理技术领域，尤其涉及一种基于断层图像的能源预测方法及系统。

背景技术

能源对人类的发展起到至关重要的作用，随着技术的发展，人类对能源的开采也掀起了一股热浪。断层，简称断裂；是指利用信号发射装置向地震剖面发送电磁波信号，其信号经过地层的反射，最后回到地面；将地面接收到的回射数据形成三维地震数据后进行图像处理，可以生成断层图像并根据断层图像中地震剖面情况对能源地层带进行预测。

当面对同一开采区域中出现多种土地类型时，例如：盆地、高原、平原、丘陵和山地。由于多种土地类型在同一区域会发现地层分裂明显和断层的情况，电磁波经过地层后出现“被吸收”和“反复反射”的情况会加剧。当利用传统的三维地震数据探测策略进行断层图像采集的过程中，数据源会出现噪声过大，甚至导致显示错误断层断裂图像的情况，并且当电磁波输入到模型进行断层图像生成过程中，由于数据处理设备或其他因素，也会导致断层图像出现噪声；在双重噪声叠加下而形成的断层图像，无法为能源探测开采工作提供有力的数据支撑。

然而，随着资源开采的程度加深，资源衰竭的情况越发严重。目前人类面临着更多的对同一开采区域中出现多种土地类型的特殊开采区域进行资源开采的计划，但上述断层图像的错误问题依然影响着众多项目的进行。基于此，目前市面上亟需一种基于断层图像的能源预测策略，以解决现有技术在面对同一开采区域中出现多种土地类型时，通过传统的三维地震数据探测策略进行断层图像采集的过程中数据源出现噪声过大、甚至显示错误断层断裂图像的情况，并解决由于数据处理设备或其他因素，导致断层图像出现噪声，而由于双重噪声无法为能源探测开采工作提供有力数据支撑的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种基于断层图像的能源预测方法及系统，克服数据源采集的过程中出现噪声以及由于数据处理设备或其他因素，导致断层图像出现噪声的情况，解决双重噪声的问题，实现为能源探测开采工作提供有力数据支撑。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于断层图像的能源预测方法，包括：

获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，根据地层深度范围对所述电磁波信号进行划分，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量；

接收断层图像，对所述断层图像中的每一个断层区域进行识别并划分，得到多个断层区域图像；

根据所述断层区域图像中的电磁波分布情况，标记出每一个断层区域图像中的关键点；

根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，计算出每一个所述关键点在所述断层区域图像中的瞬时电磁波信号量；

根据所述关键点及其相邻关键点所对应的瞬时电磁波信号量，确定所述关键点是否为突变点，当确定为突变点时，对所述关键点及其预设范围内所对应的电磁波信号量进行调整；

根据每一个所述突变点在所述断层图像上的位置，确定所述突变点在地层断裂中形成的断层轨迹，根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，对所述断层轨迹进行调整；

对所有突变点进行电磁波信号量调整和断层轨迹调整之后，生成最终的断层图像并根据所述最终的断层图像对能源资源进行预测。

作为优选方案，所述获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，根据地层深度范围对所述电磁波信号进行划分，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量的步骤，具体为：

获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，对所述电磁波信号进行分解，对同一时间段内发射的电磁波信号进行分类集合，得到多个信号集；

对每个信号集的信号峰值和谷值进行确定，形成所述信号集所对应的信号轨迹；

根据各个信号轨迹相交而形成封闭的轨迹区域作为断层区域，同时，将没有形成封闭的轨迹区域作为重复反射信号进行过滤；

将地层深度划分为多个深度范围，对每一个深度范围内的断层区域所对应的电磁波信号量进行加和计算，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量。

作为优选方案，所述接收断层图像，对所述断层图像中的每一个断层区域进行识别并划分，得到多个断层区域图像的步骤，具体为：

接收断层图像，对所述断层图像进行二值化和归一化处理后，得到预处理图像；

对所述预处理图像进行边缘特征识别，提取所述预处理图像中形成的边界形状特征；

判断所述边界形状特征是否形成封闭区域，当确定形成封闭区域时，确定所述边界形状特征为断层区域的边界；同时，对没有形成封闭区域所对应的边界形状特征进行过滤；

根据已经确定的断层区域的边界，确定每一个断层区域，并划分为多个断层区域图像。

作为优选方案，所述根据所述断层区域图像中的电磁波分布情况，标记出每一个断层区域图像中的关键点的步骤，具体为：

对每一个断层区域图像生成对应的外接圆，将所述外接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第一交点；

对每一个断层区域图像生成对应的内接圆，将所述内接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第二交点；

根据断层区域图像对应的电磁波信号量，计算在所述断层区域图像的横截面积的平均信号量；

在所述第一交点和所述第二交点中，选择瞬时电磁波信号量超过所述平均信号量所对应的相交点作为关键点。

作为优选方案，所述根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，计算出每一个所述关键点在所述断层区域图像中的瞬时电磁波信号量的步骤，具体为：

根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，确定关键点在断层区域上的信号峰值，作为关键点的初始信号量；

确定关键点在地层中断层区域所在的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第一权重值；

根据所述第一权重值对所述初始信号量进行扩大或缩小，得到所述关键点对应的瞬时电磁波信号量。

作为优选方案，所述根据所述关键点及其相邻关键点所对应的瞬时电磁波信号量，确定所述关键点是否为突变点，当确定为突变点时，对所述关键点及其预设范围内所对应的电磁波信号量进行调整的步骤，具体为：

根据每个关键点在同一个断层区域图像中横截面的位置，对同一断层区域图像上的所有关键点进行依次排列；

确定当前关键点在同一断层区域图像上相邻排列的上一个关键点；

计算当前关键点与上一个关键点的瞬时电磁波信号量之差，当差值的绝对值超过预设阈值时，确定当前关键点为突变点；

根据所述突变点在地层中断层区域所在的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第二权重值；

在断层区域图像确定所述突变点在预设横截面长度范围内的突变区域，并根据所述第二权重值对所述突变区域进行扩大或缩小，形成新的封闭轨迹区域作为新的断层区域，完成对突变区域所对应的电磁波信号量调整。

作为优选方案，所述根据每一个所述突变点在所述断层图像上的位置，确定所述突变点在地层断裂中形成的断层轨迹，根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，对所述断层轨迹进行调整的步骤，具体为：

确定每一个突变点所在的封闭区域的边界，对相邻的边界进行连接后生成突变点在地层断裂中形成的断层轨迹；

根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第三权重值；

根据所述第三权重值，对所述断层轨迹在断层图像的横截方向上进行扩大或缩小，形成新的封闭轨迹区域作为新的断层区域，完成对断层轨迹调整。

作为优选方案，所述对所有突变点进行电磁波信号量调整和断层轨迹调整之后，生成最终的断层图像并根据所述最终的断层图像对能源资源进行预测的步骤，具体为：

在对所有突变点进行电磁波信号量调整和断层轨迹调整之后，生成最终的断层图像；

确定所述最终的断层图像中每一个封闭轨迹区域的井区发育位置，并根据封闭轨迹区域的电磁波信号量，确定井区的发育程度；

根据所述井区的发育程度和预设规则，选择发育程度在预设规则的发育区间内所对应的井区作为能源资源预测结果。

相应地，本发明另一实施例还提供了一种基于断层图像的能源预测系统，包括：信号接收模块、图像划分模块、图像标记模块、瞬时信号模块、信号调整模块、轨迹调整模块和资源预测模块；

所述信号接收模块，用于获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，根据地层深度范围对所述电磁波信号进行划分，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量；

所述图像划分模块，用于接收断层图像，对所述断层图像中的每一个断层区域进行识别并划分，得到多个断层区域图像；

所述图像标记模块，用于根据所述断层区域图像中的电磁波分布情况，标记出每一个断层区域图像中的关键点；

所述瞬时信号模块，用于根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，计算出每一个所述关键点在所述断层区域图像中的瞬时电磁波信号量；

所述信号调整模块，用于根据所述关键点及其相邻关键点所对应的瞬时电磁波信号量，确定所述关键点是否为突变点，当确定为突变点时，对所述关键点及其预设范围内所对应的电磁波信号量进行调整；

所述轨迹调整模块，用于根据每一个所述突变点在所述断层图像上的位置，确定所述突变点在地层断裂中形成的断层轨迹，根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，对所述断层轨迹进行调整；

所述资源预测模块，用于对所有突变点进行电磁波信号量调整和断层轨迹调整之后，生成最终的断层图像并根据所述最终的断层图像对能源资源进行预测。

作为优选方案，所述信号接收模块具体用于：获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，对所述电磁波信号进行分解，对同一时间段内发射的电磁波信号进行分类集合，得到多个信号集；对每个信号集的信号峰值和谷值进行确定，形成所述信号集所对应的信号轨迹；根据各个信号轨迹相交而形成封闭的轨迹区域作为断层区域，同时，将没有形成封闭的轨迹区域作为重复反射信号进行过滤；将地层深度划分为多个深度范围，对每一个深度范围内的断层区域所对应的电磁波信号量进行加和计算，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量。

作为优选方案，所述图像划分模块具体用于：接收断层图像，对所述断层图像进行二值化和归一化处理后，得到预处理图像；对所述预处理图像进行边缘特征识别，提取所述预处理图像中形成的边界形状特征；判断所述边界形状特征是否形成封闭区域，当确定形成封闭区域时，确定所述边界形状特征为断层区域的边界；同时，对没有形成封闭区域所对应的边界形状特征进行过滤；根据已经确定的断层区域的边界，确定每一个断层区域，并划分为多个断层区域图像。

作为优选方案，所述图像标记模块具体用于：对每一个断层区域图像生成对应的外接圆，将所述外接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第一交点；对每一个断层区域图像生成对应的内接圆，将所述内接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第二交点；根据断层区域图像对应的电磁波信号量，计算在所述断层区域图像的横截面积的平均信号量；在所述第一交点和所述第二交点中，选择瞬时电磁波信号量超过所述平均信号量所对应的相交点作为关键点。

作为优选方案，所述瞬时信号模块具体用于：根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，确定关键点在断层区域上的信号峰值，作为关键点的初始信号量；确定关键点在地层中断层区域所在的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第一权重值；根据所述第一权重值对所述初始信号量进行扩大或缩小，得到所述关键点对应的瞬时电磁波信号量。

作为优选方案，所述信号调整模块具体用于：根据每个关键点在同一个断层区域图像中横截面的位置，对同一断层区域图像上的所有关键点进行依次排列；确定当前关键点在同一断层区域图像上相邻排列的上一个关键点；计算当前关键点与上一个关键点的瞬时电磁波信号量之差，当差值的绝对值超过预设阈值时，确定当前关键点为突变点；根据所述突变点在地层中断层区域所在的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第二权重值；在断层区域图像确定所述突变点在预设横截面长度范围内的突变区域，并根据所述第二权重值对所述突变区域进行扩大或缩小，形成新的封闭轨迹区域作为新的断层区域，完成对突变区域所对应的电磁波信号量调整。

作为优选方案，所述轨迹调整模块具体用于：确定每一个突变点所在的封闭区域的边界，对相邻的边界进行连接后生成突变点在地层断裂中形成的断层轨迹；根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第三权重值；根据所述第三权重值，对所述断层轨迹在断层图像的横截方向上进行扩大或缩小，形成新的封闭轨迹区域作为新的断层区域，完成对断层轨迹调整。

作为优选方案，所述资源预测模块具体用于：在对所有突变点进行电磁波信号量调整和断层轨迹调整之后，生成最终的断层图像；确定所述最终的断层图像中每一个封闭轨迹区域的井区发育位置，并根据封闭轨迹区域的电磁波信号量，确定井区的发育程度；根据所述井区的发育程度和预设规则，选择发育程度在预设规则的发育区间内所对应的井区作为能源资源预测结果。

本发明实施例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包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如上述任一项所述的基于断层图像的能源预测方法。

本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的基于断层图像的能源预测方法。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明技术方案为了解决数据源本身存在的噪声以及数据源输入到模型生成断层图像中产生的噪声，一方面对由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，即原始数据源进行噪声的调整；另一方面对断层图像中存在的噪声进行调整；利用特征点在原始数据源和断层图像中理应一致的特性，通过电磁波信号的分布情况对断层图像进行噪声过滤，以克服数据源采集的过程中出现噪声以及由于数据处理设备或其他因素，导致断层图像出现噪声的情况，解决双重噪声的问题，实现为能源探测开采工作提供有力数据支撑。

附图说明

图1 ：为本发明实施例提供的一种基于断层图像的能源预测方法的步骤流程图；

图2 ：为本发明实施例提供的一种基于断层图像的能源预测系统的结构示意图；

图3 ：为本发明实施例提供的终端设备的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参照图1，为本发明实施例提供的一种基于断层图像的能源预测方法的步骤流程图。本实施例为了解决现有的利用断层图像进行能源预测过程中由于采集的数据源本身，以及将数据源输入到设备进行图像生成的过程中，出现的双重噪声的问题；本方法巧妙地对采集的电磁波信息进行去噪，同时，对生成的断层图像进行对应调整，利用了“在无噪声情况下，数据源预测的断层理应与断层图像判断所得的断层保持一致”的思路，通过对数据源和断层图像进行对应调整，解决了上述技术问题。

本实施例方法包括步骤101至步骤107，各步骤具体如下：

步骤101，获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，根据地层深度范围对所述电磁波信号进行划分，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量。

在本实施例中，所述步骤101具体包括四个子步骤：步骤1011，获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，对所述电磁波信号进行分解，对同一时间段内发射的电磁波信号进行分类集合，得到多个信号集。步骤1012，对每个信号集的信号峰值和谷值进行确定，形成所述信号集所对应的信号轨迹。步骤1013，根据各个信号轨迹相交而形成封闭的轨迹区域作为断层区域，同时，将没有形成封闭的轨迹区域作为重复反射信号进行过滤。步骤1014，将地层深度划分为多个深度范围，对每一个深度范围内的断层区域所对应的电磁波信号量进行加和计算，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量。

具体地，在地面设置的电磁波回收器可以实现在地面接收因反射回来的电磁波信号。为了识别断层区域，我们首先需要对不同范围的电磁波信号进行划分。在通过电磁波信号进行区域划分的过程中，我们通过识别不同时间段内发射的电磁波信号进行分类，可以得到多个不同的集合。这些电磁波在同一个时间段中发射，经过地层中不同折叠层的反射，最后回到地面。我们通过对同一时间段发射的电磁波信号进行峰值和谷值的计算，可以形成该信号集所对应的信号轨迹。在形成的众多轨迹中，由于各个区域所处的土地类型或折叠层的深度不同，电磁波经反射的程度也会不同，此时会形成噪声轨迹；也就是存在一些虚假的轨迹。在研究中发现，虚假的信号轨迹往往是单独存在的，因为信号在反复反射过程中，噪声轨迹已经偏离了正常的反射轨迹，不能够与正常的轨迹形成封闭区域。所以在此步骤中，需要将偏离正常轨迹（也就是没有形成封闭的轨迹区域）进行过滤，也就是去噪的动作。最后，根据预先设置的地层深度不同，对深度范围内的电磁波信号量进行统计，可以得到每一个断层区域所对应的电磁波信号量。

步骤102，接收断层图像，对所述断层图像中的每一个断层区域进行识别并划分，得到多个断层区域图像。

在本实施例中，所述步骤102具体包括四个子步骤：步骤1021，接收断层图像，对所述断层图像进行二值化和归一化处理后，得到预处理图像。步骤1022，对所述预处理图像进行边缘特征识别，提取所述预处理图像中形成的边界形状特征。步骤1023，判断所述边界形状特征是否形成封闭区域，当确定形成封闭区域时，确定所述边界形状特征为断层区域的边界；同时，对没有形成封闭区域所对应的边界形状特征进行过滤。步骤1024，根据已经确定的断层区域的边界，确定每一个断层区域，并划分为多个断层区域图像。

具体地，在上一步骤101的过程实现对数据源的去噪之后，我们需要继续对断层图像进行去噪。此处的断层图像是指正常采集电磁波信号输入到模型设备中自动生成的断层图像，通过现有的常规策略即可生成，此处不作限定。在拿到断层图像之后，为了对断层图像中的边界形状进行识别，需要先做预处理。处理完之后需要识别图像中带有边界形状的位置并进行识别标记。接着判断这些边界形状有没有相互形成封闭区域（类似于上一步骤101中根据电磁波信号形成的轨迹是否形成封闭区域的思路一样），如果没有形成封闭区域的，则认为此时生成的断层图像是存在噪声的，需要对没有形成封闭区域所对应的边界形状特征进行过滤。

步骤103，根据所述断层区域图像中的电磁波分布情况，标记出每一个断层区域图像中的关键点。

在本实施例中，所述步骤103具体包括四个子步骤：步骤1031，对每一个断层区域图像生成对应的外接圆，将所述外接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第一交点。步骤1032，对每一个断层区域图像生成对应的内接圆，将所述内接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第二交点。步骤1033，根据断层区域图像对应的电磁波信号量，计算在所述断层区域图像的横截面积的平均信号量。步骤1034，在所述第一交点和所述第二交点中，选择瞬时电磁波信号量超过所述平均信号量所对应的相交点作为关键点。

具体地，在实际应用中，断层图像中还有可能由于电磁波信号在单位时间内的突然暴增或下降（遇到了地层断层），在图像中出现突变点。而这些突变点中，如果是出现在断层图像中的边界区域上，则会对能源层的预测带来影响。为了进一步提高断层图像的准确性，我们还需要找出突变点。首先需要对关键点进行识别，通过研究发现，对边界影响最大的噪点往往存在与内接圆和外接圆与区域边界的交点上（因为边界交点上的位置涉及多个地层或裂缝容易发生突变）。因此，我们需要确定出每一个断层区域图像与外接圆和内接圆的边界交点，通过计算这些交点的瞬时电磁波信号量，如果超过平均信号量的话，则进一步预测这些交点为关键点。

步骤104，根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，计算出每一个所述关键点在所述断层区域图像中的瞬时电磁波信号量。

在本实施例中，所述步骤104具体包括三个子步骤：步骤1041，根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，确定关键点在断层区域上的信号峰值，作为关键点的初始信号量。步骤1042，确定关键点在地层中断层区域所在的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第一权重值。步骤1043，根据所述第一权重值对所述初始信号量进行扩大或缩小，得到所述关键点对应的瞬时电磁波信号量。

具体地，虽然在步骤103中确定了关键点，但我们得到的点仍然不够准确。因为步骤103是基于断层图像进行的关键点确定，不排除有图像本身还存在噪声的影响。所以需要在数据源，也就是电磁波信号的基础上对这些关键点进行提炼。我们首先利用步骤103中确定的关键点，根据这些关键单在断层区域的位置，利用地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，计算出每一个关键点在断层区域图像中的瞬时电磁波信号量。在本步骤中，还需要根据土地类型的不同，克服土地类型的不同对数据源带来的噪声影响。以便在后续步骤中，根据瞬时电磁波信号量是否突变来确定关键点的正确性。

步骤105，根据所述关键点及其相邻关键点所对应的瞬时电磁波信号量，确定所述关键点是否为突变点，当确定为突变点时，对所述关键点及其预设范围内所对应的电磁波信号量进行调整。

在本实施例中，所述步骤105具体包括五个子步骤：步骤1051，根据每个关键点在同一个断层区域图像中横截面的位置，对同一断层区域图像上的所有关键点进行依次排列。步骤1052，确定当前关键点在同一断层区域图像上相邻排列的上一个关键点。步骤1053，计算当前关键点与上一个关键点的瞬时电磁波信号量之差，当差值的绝对值超过预设阈值时，确定当前关键点为突变点。步骤1054，根据所述突变点在地层中断层区域所在的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第二权重值。步骤1055，在断层区域图像确定所述突变点在预设横截面长度范围内的突变区域，并根据所述第二权重值对所述突变区域进行扩大或缩小，形成新的封闭轨迹区域作为新的断层区域，完成对突变区域所对应的电磁波信号量调整。

具体地，通过上述步骤104确定了关键点的瞬时电磁波信号量之后，我们需要判断在同一断层区域图像上相邻关键点的电磁波信号量情况，如果与上一个关键点的信号量相差过大的，则基本上可以确定该关键点就是突变出来的了。在实际应用中，由于受土地类型的影响，我们面对确定的关键点还需要考虑土地类型的不同，给与不同情况的增幅或减幅，以达到合理的情况。

步骤106，根据每一个所述突变点在所述断层图像上的位置，确定所述突变点在地层断裂中形成的断层轨迹，根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，对所述断层轨迹进行调整。

在本实施例中，所述步骤106具体包括三个子步骤：步骤1061，确定每一个突变点所在的封闭区域的边界，对相邻的边界进行连接后生成突变点在地层断裂中形成的断层轨迹。步骤1062，根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第三权重值。步骤1063，根据所述第三权重值，对所述断层轨迹在断层图像的横截方向上进行扩大或缩小，形成新的封闭轨迹区域作为新的断层区域，完成对断层轨迹调整。

具体地，根据步骤105所得的突变点基本上再数据源电磁波信号的基础上已经消除所有的噪声了。此时，我们利用无噪声的数据源电磁波信号计算出来的突变点反向推理出断层图像中的轨迹即可。由于突变点在步骤105中被调整，相应地，这些突变点在断层图像上的位置理应也相应调整。我们首先确定这些突变点形成的断层轨迹（相当于步骤105中的突变区域），利用土地类型对信号量的影响，对断层轨迹进行调整即可完成对断层图像的无噪声处理了。

步骤107，对所有突变点进行电磁波信号量调整和断层轨迹调整之后，生成最终的断层图像并根据所述最终的断层图像对能源资源进行预测。

在本实施例中，所述步骤107具体包括三个子步骤：步骤1071，在对所有突变点进行电磁波信号量调整和断层轨迹调整之后，生成最终的断层图像。步骤1072，确定所述最终的断层图像中每一个封闭轨迹区域的井区发育位置，并根据封闭轨迹区域的电磁波信号量，确定井区的发育程度。步骤1073，根据所述井区的发育程度和预设规则，选择发育程度在预设规则的发育区间内所对应的井区作为能源资源预测结果。

具体地，通过上述步骤对断层图像进行无噪声调整之后，生成了完美的断层图像，是无噪声的，可以提供准确预测能源资源的。我们对其封闭轨迹区域中的井区发育程度进行判断，即可知道那个区域发育良好，用于能源开采。

本发明技术方案为了解决数据源本身存在的噪声以及数据源输入到模型生成断层图像中产生的噪声，一方面对由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，即原始数据源进行噪声的调整；另一方面对断层图像中存在的噪声进行调整；利用特征点在原始数据源和断层图像中理应一致的特性，通过电磁波信号的分布情况对断层图像进行噪声过滤，以克服数据源采集的过程中出现噪声以及由于数据处理设备或其他因素，导致断层图像出现噪声的情况，解决双重噪声的问题，实现为能源探测开采工作提供有力数据支撑。

实施例二

参照图2，为本发明另一实施例提供的一种基于断层图像的能源预测系统的结构示意图，包括：信号接收模块、图像划分模块、图像标记模块、瞬时信号模块、信号调整模块、轨迹调整模块和资源预测模块。

所述信号接收模块，用于获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，根据地层深度范围对所述电磁波信号进行划分，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量。

在本实施例中，所述信号接收模块具体用于：获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，对所述电磁波信号进行分解，对同一时间段内发射的电磁波信号进行分类集合，得到多个信号集；对每个信号集的信号峰值和谷值进行确定，形成所述信号集所对应的信号轨迹；根据各个信号轨迹相交而形成封闭的轨迹区域作为断层区域，同时，将没有形成封闭的轨迹区域作为重复反射信号进行过滤；将地层深度划分为多个深度范围，对每一个深度范围内的断层区域所对应的电磁波信号量进行加和计算，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量。

所述图像划分模块，用于接收断层图像，对所述断层图像中的每一个断层区域进行识别并划分，得到多个断层区域图像。

在本实施例中，所述图像划分模块具体用于：接收断层图像，对所述断层图像进行二值化和归一化处理后，得到预处理图像；对所述预处理图像进行边缘特征识别，提取所述预处理图像中形成的边界形状特征；判断所述边界形状特征是否形成封闭区域，当确定形成封闭区域时，确定所述边界形状特征为断层区域的边界；同时，对没有形成封闭区域所对应的边界形状特征进行过滤；根据已经确定的断层区域的边界，确定每一个断层区域，并划分为多个断层区域图像。

所述图像标记模块，用于根据所述断层区域图像中的电磁波分布情况，标记出每一个断层区域图像中的关键点。

在本实施例中，所述图像标记模块具体用于：对每一个断层区域图像生成对应的外接圆，将所述外接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第一交点；对每一个断层区域图像生成对应的内接圆，将所述内接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第二交点；根据断层区域图像对应的电磁波信号量，计算在所述断层区域图像的横截面积的平均信号量；在所述第一交点和所述第二交点中，选择瞬时电磁波信号量超过所述平均信号量所对应的相交点作为关键点。

所述瞬时信号模块，用于根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，计算出每一个所述关键点在所述断层区域图像中的瞬时电磁波信号量。

在本实施例中，所述瞬时信号模块具体用于：根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，确定关键点在断层区域上的信号峰值，作为关键点的初始信号量；确定关键点在地层中断层区域所在的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第一权重值；根据所述第一权重值对所述初始信号量进行扩大或缩小，得到所述关键点对应的瞬时电磁波信号量。

所述信号调整模块，用于根据所述关键点及其相邻关键点所对应的瞬时电磁波信号量，确定所述关键点是否为突变点，当确定为突变点时，对所述关键点及其预设范围内所对应的电磁波信号量进行调整。

在本实施例中，所述信号调整模块具体用于：根据每个关键点在同一个断层区域图像中横截面的位置，对同一断层区域图像上的所有关键点进行依次排列；确定当前关键点在同一断层区域图像上相邻排列的上一个关键点；计算当前关键点与上一个关键点的瞬时电磁波信号量之差，当差值的绝对值超过预设阈值时，确定当前关键点为突变点；根据所述突变点在地层中断层区域所在的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第二权重值；在断层区域图像确定所述突变点在预设横截面长度范围内的突变区域，并根据所述第二权重值对所述突变区域进行扩大或缩小，形成新的封闭轨迹区域作为新的断层区域，完成对突变区域所对应的电磁波信号量调整。

所述轨迹调整模块，用于根据每一个所述突变点在所述断层图像上的位置，确定所述突变点在地层断裂中形成的断层轨迹，根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，对所述断层轨迹进行调整。

在本实施例中，所述轨迹调整模块具体用于：确定每一个突变点所在的封闭区域的边界，对相邻的边界进行连接后生成突变点在地层断裂中形成的断层轨迹；根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第三权重值；根据所述第三权重值，对所述断层轨迹在断层图像的横截方向上进行扩大或缩小，形成新的封闭轨迹区域作为新的断层区域，完成对断层轨迹调整。

所述资源预测模块，用于对所有突变点进行电磁波信号量调整和断层轨迹调整之后，生成最终的断层图像并根据所述最终的断层图像对能源资源进行预测。

在本实施例中，所述资源预测模块具体用于：在对所有突变点进行电磁波信号量调整和断层轨迹调整之后，生成最终的断层图像；确定所述最终的断层图像中每一个封闭轨迹区域的井区发育位置，并根据封闭轨迹区域的电磁波信号量，确定井区的发育程度；根据所述井区的发育程度和预设规则，选择发育程度在预设规则的发育区间内所对应的井区作为能源资源预测结果。

实施例三

本发明实施例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包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一实施例所述的基于断层图像的能源预测方法。

实施例四

请参照图3，是本发明实施例提供的终端设备的一种实施例的结构示意图，所述终端设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的基于断层图像的能源预测方法。

优选地，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元（如计算机程序、计算机程序），所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。

所述处理器可以是中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），还可以是其他通用处理器、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、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器也可以是任何常规的处理器，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。

所述存储器主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡（SmartMedia Card，SMC）、安全数字（Secure Digital，SD）卡和闪存卡（Flash Card）等，或所述存储器也可以是其他易失性固态存储器件。

需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，上述终端设备仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于断层图像的能源预测方法，其特征在于，包括：

获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，根据地层深度范围对所述电磁波信号进行划分，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量；

接收断层图像，对所述断层图像中的每一个断层区域进行识别并划分，得到多个断层区域图像；

根据所述断层区域图像中的电磁波分布情况，标记出每一个断层区域图像中的关键点；

根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，计算出每一个所述关键点在所述断层区域图像中的瞬时电磁波信号量；

根据所述关键点及其相邻关键点所对应的瞬时电磁波信号量，确定所述关键点是否为突变点，当确定为突变点时，对所述关键点及其预设范围内所对应的电磁波信号量进行调整；

根据每一个所述突变点在所述断层图像上的位置，确定所述突变点在地层断裂中形成的断层轨迹，根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，对所述断层轨迹进行调整；

对所有突变点进行电磁波信号量调整和断层轨迹调整之后，生成最终的断层图像并根据所述最终的断层图像对能源资源进行预测；

所述根据所述断层区域图像中的电磁波分布情况，标记出每一个断层区域图像中的关键点的步骤，具体为：

对每一个断层区域图像生成对应的外接圆，将所述外接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第一交点；

对每一个断层区域图像生成对应的内接圆，将所述内接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第二交点；

根据断层区域图像对应的电磁波信号量，计算在所述断层区域图像的横截面积的平均信号量；

在所述第一交点和所述第二交点中，选择瞬时电磁波信号量超过所述平均信号量所对应的相交点作为关键点。

2.如权利要求1所述的基于断层图像的能源预测方法，其特征在于，所述获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，根据地层深度范围对所述电磁波信号进行划分，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量的步骤，具体为：

获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，对所述电磁波信号进行分解，对同一时间段内发射的电磁波信号进行分类集合，得到多个信号集；

对每个信号集的信号峰值和谷值进行确定，形成所述信号集所对应的信号轨迹；

根据各个信号轨迹相交而形成封闭的轨迹区域作为断层区域，同时，将没有形成封闭的轨迹区域作为重复反射信号进行过滤；

将地层深度划分为多个深度范围，对每一个深度范围内的断层区域所对应的电磁波信号量进行加和计算，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量。

3.如权利要求2所述的基于断层图像的能源预测方法，其特征在于，所述接收断层图像，对所述断层图像中的每一个断层区域进行识别并划分，得到多个断层区域图像的步骤，具体为：

接收断层图像，对所述断层图像进行二值化和归一化处理后，得到预处理图像；

对所述预处理图像进行边缘特征识别，提取所述预处理图像中形成的边界形状特征；

判断所述边界形状特征是否形成封闭区域，当确定形成封闭区域时，确定所述边界形状特征为断层区域的边界；同时，对没有形成封闭区域所对应的边界形状特征进行过滤；

根据已经确定的断层区域的边界，确定每一个断层区域，并划分为多个断层区域图像。

4.如权利要求3所述的基于断层图像的能源预测方法，其特征在于，所述根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，计算出每一个所述关键点在所述断层区域图像中的瞬时电磁波信号量的步骤，具体为：

根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，确定关键点在断层区域上的信号峰值，作为关键点的初始信号量；

确定关键点在地层中断层区域所在的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第一权重值；

根据所述第一权重值对所述初始信号量进行扩大或缩小，得到所述关键点对应的瞬时电磁波信号量。

5.如权利要求4所述的基于断层图像的能源预测方法，其特征在于，所述根据所述关键点及其相邻关键点所对应的瞬时电磁波信号量，确定所述关键点是否为突变点，当确定为突变点时，对所述关键点及其预设范围内所对应的电磁波信号量进行调整的步骤，具体为：

根据每个关键点在同一个断层区域图像中横截面的位置，对同一断层区域图像上的所有关键点进行依次排列；

确定当前关键点在同一断层区域图像上相邻排列的上一个关键点；

计算当前关键点与上一个关键点的瞬时电磁波信号量之差，当差值的绝对值超过预设阈值时，确定当前关键点为突变点；

根据所述突变点在地层中断层区域所在的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第二权重值；

在断层区域图像确定所述突变点在预设横截面长度范围内的突变区域，并根据所述第二权重值对所述突变区域进行扩大或缩小，形成新的封闭轨迹区域作为新的断层区域，完成对突变区域所对应的电磁波信号量调整。

6.如权利要求5所述的基于断层图像的能源预测方法，其特征在于，所述根据每一个所述突变点在所述断层图像上的位置，确定所述突变点在地层断裂中形成的断层轨迹，根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，对所述断层轨迹进行调整的步骤，具体为：

确定每一个突变点所在的封闭区域的边界，对相邻的边界进行连接后生成突变点在地层断裂中形成的断层轨迹；

根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，根据预设规则对不同的土地类型选择对应的第三权重值；

根据所述第三权重值，对所述断层轨迹在断层图像的横截方向上进行扩大或缩小，形成新的封闭轨迹区域作为新的断层区域，完成对断层轨迹调整。

7.一种基于断层图像的能源预测系统，其特征在于，包括：信号接收模块、图像划分模块、图像标记模块、瞬时信号模块、信号调整模块、轨迹调整模块和资源预测模块；

所述信号接收模块，用于获取由地面接收到的经地层反射回来的电磁波信号，根据地层深度范围对所述电磁波信号进行划分，得到地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量；

所述图像划分模块，用于接收断层图像，对所述断层图像中的每一个断层区域进行识别并划分，得到多个断层区域图像；

所述图像标记模块，用于根据所述断层区域图像中的电磁波分布情况，标记出每一个断层区域图像中的关键点；

所述瞬时信号模块，用于根据所述地层中每一个断层区域所对应的电磁波信号量，计算出每一个所述关键点在所述断层区域图像中的瞬时电磁波信号量；

所述信号调整模块，用于根据所述关键点及其相邻关键点所对应的瞬时电磁波信号量，确定所述关键点是否为突变点，当确定为突变点时，对所述关键点及其预设范围内所对应的电磁波信号量进行调整；

所述轨迹调整模块，用于根据每一个所述突变点在所述断层图像上的位置，确定所述突变点在地层断裂中形成的断层轨迹，根据所述断层轨迹所在断层区域所对应的土地类型，对所述断层轨迹进行调整；

所述资源预测模块，用于对所有突变点进行电磁波信号量调整和断层轨迹调整之后，生成最终的断层图像并根据所述最终的断层图像对能源资源进行预测；

所述图像标记模块具体用于：对每一个断层区域图像生成对应的外接圆，将所述外接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第一交点；对每一个断层区域图像生成对应的内接圆，将所述内接圆与断层区域图像中封闭区域的边界相交点作为第二交点；根据断层区域图像对应的电磁波信号量，计算在所述断层区域图像的横截面积的平均信号量；在所述第一交点和所述第二交点中，选择瞬时电磁波信号量超过所述平均信号量所对应的相交点作为关键点。

8.一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包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1-6中任一项所述的基于断层图像的能源预测方法。

9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的基于断层图像的能源预测方法。

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