CN117519610B - 一种叠后地震数据创建cmp数据体的方法、装置及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叠后地震数据创建CMP数据体的方法、装置及介质，该方法包括内存直接处理的方法及临时文件转存的方法；当数据文件小于计算机可用内存大小时，采用内存直接处理的方法，当数据文件大于计算机可用内存大小时，采用临时文件转存的方法处理，以实现将按CMP Line顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，基于转换后的CMP数据体的crossline方向数据读取由随机访问变为顺序访问；该装置包括内存直接处理创建CMP数据体模块和临时文件转存创建CMP数据体模块。该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时能实现上述叠后地震数据创建CMP数据体的方法。
Description
技术领域
本发明涉及三维地球物理勘探数据处理技术,具体地说是一种叠后地震数据创建CMP数据体的方法、装置及介质。
背景技术
三维地震数据广泛的应用于层位追踪、断层解释、属性分析等典型交互解释场景中，三维地震数据是以线号CMP Line、道号CMP以及时间或深度等三个维度将数据加以组织形成的空间数据体，其中每个线道号上的所有数据样点值以及相关的道头信息组成了一个地震道，进而组成了地震数据体。
为了方便对指定地震数据道的快速访问，业内常为每个地震道建立相应索引来快速定位相关数据道，根据该索引可以确定每道数据在磁盘文件中偏移量，从而对每道数据进行定位和访问。当前，随着海洋勘探的逐步深入，叠后地震数据的数据量呈现向TB级增长的趋势，对于叠后地震数据，当前通常以CMP Line、CMP为第一、第二关键字的索引和以CMP、CMP Line为第一、第二关键字的两种索引方式，其中以CMP Line、CMP为关键字索的索引用于沿inline方向的叠后地震数据访问，而以CMP、CMP Line为关键字的索引用于沿crossline方向的叠后地震数据访问。
GeoEast格式的地震数据将道头和数据体以独立文件的形式分开存储在物理磁盘上，其中数据体在磁盘中为按照线号CMP Line顺序逐道连续存储,连续存储的数据体在数据访问时可以一次读取多道数据体，适用于沿inline方向访问数据。而对于访问crossline方向的数据，由于不同CMP道数据在磁盘上的不连续存储，需要借助索引确定同一CMP上不同道的偏移量，基于物理磁盘磁头寻址与跳转进行随机数据访问，高频次的磁头跳转会带来大量的性能损失，造成crossline方向数据访问速度低，进而导致地震数据解释的效率低，这将使基于crossline方向的数据访问构建的实时交互解释场景会给用户带来不好的用户体验。
发明内容
为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种叠后地震数据创建CMP数据体的方法、装置及介质，以达到提高crossline方向数据访问速度的目的。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种叠后地震数据创建CMP数据体的方法，包括内存直接处理的方法及临时文件转存的方法；
当数据文件小于计算机可用内存大小时，采用内存直接处理的方法以实现将按CMP Line顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，基于转换后的CMP数据体的crossline方向数据读取由随机访问变为顺序访问；
当数据文件大于计算机可用内存大小时，采用临时文件转存的方法处理，实现将按CMP Line顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，基于转换后的CMP数据体的crossline方向数据读取由随机访问变为顺序访问。
作为本发明的限定，所述的内存直接处理的方法包括以下步骤：
步骤A：为原始地震数据设置以CMP、CMP Line为关键字的索引，索引关键字值为相应的CMP号和CMP Line号，并读取每道索引至索引集合；
步骤B：在内存中申请一块数据缓冲区，数据缓冲区大小等于所有数据道对应数据体大小，并初始化数据缓冲区；
步骤C：顺序读取原始地震数据文件单道数据至临时缓冲区，基于当前道索引获取当前道的CMP、CMP Line号，采用下式计算当前道转换后在CMP体中的道顺序号，
Pf = (Ccur– Cmin) / Cinc × Lcount+ ( Lcur– Lmin) / Linc
其中，Pf为当前道在转换后的CMP体中道顺序号，Ccur为当前道的CMP号，Cmin为工区范围内最小的CMP号，Cinc为CMP增量值，Lcount为工区范围内CMP数量,Lcur为当前道的CMPLine号，Lmin为工区范围内最小的CMP Line号，Linc为CMP Line增量值；
步骤D：基于步骤C中的道顺序号从临时缓冲区中拷贝当前道数据至数据缓冲区指定位置；
步骤E：重复步骤C和步骤D至所有道数据全部拷贝至缓冲区对应位置；
步骤F：完成所有道数据的拷贝后，将数据缓冲区中的内容写入CMP数据体文件中。
作为本发明的限定，所述的临时文件转存的方法包括以下步骤：
步骤a：为原始地震数据设置以CMP、CMP Line为关键字的索引，索引关键字值为相应的CMP号和CMP Line号，并读取每道索引至索引集合；
步骤b：基于所有线内CMP最大值、CMP最小值和指定的临时文件数量，为每个临时文件分配CMP的起止范围；
步骤c：为每个临时文件申请对应的临时文件缓冲区，并建立缓冲区与对应临时文件的映射关系；
步骤d：顺序读取原始地震数据文件单道数据，基于该道数据的索引关键字中CMP值定位所属的临时文件缓冲区；当缓冲区满时，基于缓冲区与临时文件的映射关系获取相应的临时文件，将缓冲区的数据一次性写入对应的临时文件中并清空缓冲区；
步骤e：重复步骤d至所有道数据全部写入临时文件，释放所有临时文件缓冲区；
步骤f：对每个临时文件中的道索引重新分配顺序号，并按索引关键字对索引集合重新排序；
步骤g：申请一个临时文件大小的读缓冲区与一个CMP大小的写缓冲区；
步骤h：按顺序读取一个临时文件的数据至读缓冲区，基于索引中的道顺序号确定该道数据在读缓冲区的字节偏移量，从该字节偏移位置拷贝单道字节数的数据至写缓冲区中，待一个CMP中数据拷贝完成，将写缓冲区中数据写入CMP数据体文件并重置缓冲区；
步骤i：重复步骤h至所有临时文件中的数据全部在缓冲区内重新排序并写入CMP数据体文件中。
本发明还提供了一种叠后地震数据创建CMP数据体装置，该创建CMP数据体装置能实现上述任意一项所述的一种叠后地震数据创建CMP数据体的方法；该创建CMP数据体装置包括：
内存直接处理创建CMP数据体模块，将数据文件小于可用内存大小的数据中的按CMP Line顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，以实现CMP数据体的创建；
临时文件转存创建CMP数据体模块，将数据文件大于可用内存大小的数据中的按CMP Line顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，以实现CMP数据体的创建。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时能实现上述任意一项所述的一种叠后地震数据创建CMP数据体的方法。
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果是：本发明可以将按线号CMP Line存储的大数据量叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，在沿crossline方向访问数据时，可以在CMP数据体中一次性访问多道数据，避免了磁头跳转带来的性能损失，实现了连续存储顺序读取的效果，提高了crossline方向的数据访问效率，提升了用户体验。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。
图1为本发明实施例1中采用内存直接处理的方法创建CMP数据体的流程示意图；
图2为本发明实施例1中采用临时文件转存的方法创建CMP数据体的流程示意图；
图3为本发明实施例1中地震数据mig1在磁盘存储顺序示意图；
图4为本发明实施例1中CMP数据体数据磁盘存储顺序示意图；
图5为本发明实施例1中采用临时文件转存的方法创建CMP数据体示意图；
图6为本发明实施例1中临时文件数据道索引与按CMP排序索引位置对应示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本发明，并不用于限定本发明。
实施例1 一种叠后地震数据创建CMP数据体的方法
本实施例1包括内存直接处理的方法及临时文件转存的方法。
如图1所示，当数据文件小于计算机可用内存大小时，采用内存直接处理的方法以实现将按CMP Line顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，基于转换后的CMP数据体的crossline方向数据读取由随机访问变为顺序访问。具体的，在本实施例1中，该内存直接处理的方法包括以下步骤：
步骤A：为原始地震数据设置以CMP、CMP Line为关键字的索引，索引关键字值为相应的CMP号和CMP Line号，并读取每道索引至索引集合；
步骤B：在内存中申请一块数据缓冲区，数据缓冲区大小等于所有数据道对应数据体大小，并初始化数据缓冲区；
步骤C：顺序读取原始地震数据文件单道数据至临时缓冲区，基于当前道索引获取当前道的CMP、CMP Line号，采用下式计算当前道转换后在CMP体中的道顺序号，
Pf= (Ccur– Cmin) / Cinc × Lcount+ ( Lcur– Lmin) / Linc
其中，Pf为当前道在转换后的CMP体中道顺序号，Ccur为当前道的CMP号，Cmin为工区范围内最小的CMP号，Cinc为CMP增量值，Lcount为工区范围内CMP数量,Lcur为当前道的CMPLine号，Lmin为工区范围内最小的CMP Line号，Linc为CMP Line增量值；
步骤D：基于步骤C中的道顺序号从临时缓冲区中拷贝当前道数据至数据缓冲区指定位置；
步骤E：重复步骤C和步骤D至所有道数据全部拷贝至缓冲区对应位置；
步骤F：完成所有道数据的拷贝后，将数据缓冲区中的内容写入CMP数据体文件中。
如图2、图5所示，当数据文件大于计算机可用内存大小时，采用临时文件转存的方法处理，实现将按CMP Line顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，基于转换后的CMP数据体的crossline方向数据读取由随机访问变为顺序访问。具体的，在本实施例1中，该临时文件转存的方法包括以下步骤：
步骤a：为原始地震数据设置以CMP、CMP Line为关键字的索引，索引关键字值为相应的CMP号和CMP Line号，并读取每道索引至索引集合；
步骤b：基于所有线内CMP最大值、CMP最小值和指定的临时文件数量，为每个临时文件分配CMP的起止范围；
步骤c：为每个临时文件申请对应的临时文件缓冲区，并建立缓冲区与对应临时文件的映射关系；
步骤d：顺序读取原始地震数据文件单道数据，基于该道数据的索引关键字中CMP值定位所属的临时文件缓冲区；当缓冲区满时，基于缓冲区与临时文件的映射关系获取相应的临时文件，将缓冲区的数据一次性写入对应的临时文件中并清空缓冲区；
步骤e：重复步骤d至所有道数据全部写入临时文件，释放所有临时文件缓冲区；
步骤f：对每个临时文件中的道索引重新分配顺序号，并按索引关键字对索引集合重新排序；
步骤g：申请一个临时文件大小的读缓冲区与一个CMP大小的写缓冲区；
步骤h：按顺序读取一个临时文件的数据至读缓冲区，基于索引中的道顺序号确定该道数据在读缓冲区的字节偏移量，从该字节偏移位置拷贝单道字节数的数据至写缓冲区中，待一个CMP中数据拷贝完成，将写缓冲区中数据写入CMP数据体文件并重置缓冲区；
步骤i：重复步骤h至所有临时文件中的数据全部在缓冲区内重新排序并写入CMP数据体文件中。
应用示例
为便于理解本发明实施例1的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
本应用示例分别对采用内存直接处理的方法创建CMP数据体和采用临时文件转存的方法创建CMP数据体进行说明。
1、采用内存直接处理的方法创建CMP数据体
某工区的叠后地震数据mig1在磁盘中的存储顺序如图3所示，按照线号CMP Line的顺序从小到大顺序存储，CMP Line内的所有CMP道按照CMP号从小到大顺序存储。
对于具体的叠后地震数据mig1，其CMP Line范围为501-1000,CMP范围为101-200，线道增量分别为1，总道数为49800道，每道数据具有3000样点，则该地震数据大小为49800×3000×4 = 597600000字节。以计算机可用内存2G=2048×1024×1024 = 2147483648字节为标准，数据mig1小于计算机可用内存，因此自动采用内存直接处理的方法创建CMP数据体。
步骤A：为地震数据设置以CMP、CMP Line为第一、第二关键字的索引，读取所有道索引至索引集合indexs中；
步骤B：从内存中申请完整数据量大小的数据缓冲区，完整数据量大小等于补齐空道后所有道数据大小，数据补齐空道后的总道数为工区范围内线数与道数之积（（1000-501）/1+1）×（（200-101）/1+1）=50000道，申请的内存大小为50000×3000×4 = 600000000字节，并对缓冲区值初始化为无效值；
步骤C：读取第一道数据（12000字节）至内存临时存储中，基于当前道索引获取当前道的CMP号和CMP Line号，本数据中当前道的CMP号为111，CMP Line为501，经计算当前道在以CMP顺序存储的数据体中道顺序为（111-101）/1×500+（501-501）=5000道；
步骤D：将当前道的数据拷贝至数据缓冲区字节偏移量为5000×12000 =60000000的位置；
步骤E：同理重复步骤C和步骤D的操作，直至所有道数据全部拷贝至缓冲区指定位置；
步骤F：新建CMP数据体文件，将数据缓冲区数据一次性写入CMP文件中，写入后的数据在磁盘中存储方式如图4所示。
2、采用临时文件转存的方法创建CMP数据体
对于一个具体的地震数据mig2，其CMP Line范围为1001-2000，CMP范围为3001-4000,线道增量均为1，数据总道数为980000道，则该地震数据工区范围内共包含1000条测线和1000个CMP，工区线道网格铺满情况下满道含有1000000道，含空道20000道；自动检测数据文件大小，确定创建CMP体采用的方法。该地震数据总大小为980000×3000×4 =11760000000字节（约11G），以计算机可用内存2G为标准，数据mig2大于计算机可用内存，自动采用临时文件转存方式。
步骤a：为地震数据设置以CMP、CMP Line为第一、第二关键字的索引，并读取每道索引至索引集合；
步骤b：基于预先确定的每个临时文件中道数，为每个临时文件分配CMP范围，并按顺序编号，临时文件中实际道数为CMP范围内道数，不超过指定的临时文件最大存储道数。如指定每个临时文件至多存储10万道数据，则需要的临时文件数量为10，第一个临时文件CMP范围为3001-3100，第二个临时文件CMP范围为3101-3200，最后一个临时文件中CMP范围为3901-4000；
步骤c：内存中为每个临时文件申请一个对应的临时文件缓冲区，建立临时缓冲区与对应临时文件的映射关系。如指定每个临时文件缓冲区大小为50M，则每个临时文件缓冲区可存储的最大道数为4369道；
步骤d：按CMP Line方式顺序遍历读取mig2数据中每一道，对于每道数据，基于当前道索引获取当前道的线道号，并根据CMP号确定当前道所属的临时文件，拷贝该道数据至对应的临时文件缓冲区。如第一道数据的CMP Line号为1001，CMP号为3101，其CMP号对应于第二个临时文件，拷贝该道数据至第二个文件缓冲区。当缓冲区满时，将缓冲区数据一次性写入对应的临时文件中，并重置缓冲区；
步骤e：重复步骤d，待原始数据中所有道数据全部分配至指定的临时文件后，释放所有的缓冲区；
步骤f：对每个临时文件中的道索引重新分配道顺序号，并按CMP、CMP Line为索引第一、二关键字对临时文件中所有道索引重新排序；重新分配的道顺序号为0-(Ntrace-1),Ntrace为临时文件中的道数；
步骤g：申请可容纳临时文件最大道数的读缓冲区，同时申请一个CMP大小1000×12000=12000000字节的写缓冲区，并将写缓冲区中的数据初始化为无效值，按临时文件编号顺序读入一个临时文件数据至读缓冲区；
步骤h：基于关键字对索引进行排序后，遍历临时文件所有道索引，基于索引排序前后道顺序对应关系确定当前索引道数据在读缓冲区中的字节偏移量，索引排序前后道顺序对应关系如图6所示，偏移量等于道顺序与每道字节数之积，由读缓冲区中对应偏移量位置起拷贝一道字节数的数据至写缓冲区；当索引Line为当前CMP内最大值时，将当前的写缓冲区数据写入至CMP数据体文件中。
步骤i：重复步骤g和步骤h，当所有临时文件中数据全部在读缓冲区重新排序并写入文件后，CMP数据体创建完成。
实施例2 一种叠后地震数据创建CMP数据体装置
本实施例2包括内存直接处理创建CMP数据体模块和临时文件转存创建CMP数据体模块。其中内存直接处理创建CMP数据体模块能将数据文件小于可用内存大小的数据中的按CMP Line顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，以实现CMP数据体的创建。临时文件转存创建CMP数据体模块能将数据文件大于可用内存大小的数据中的按CMP Line顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，以实现CMP数据体的创建。需要补充说明的是直接处理创建CMP数据体模块和临时文件转存创建CMP数据体模块均相应采用实施例1中的方法以实现相应的功能。
实施例3 一种计算可读存储介质
本实施例3中该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时能实现上述一种叠后地震数据创建CMP数据体的方法。具体的，该计算机可读存储介质上存储有非暂时性计算机可读指令，当该非暂时性计算机可读指令由处理器运行时，执行前述的本公开各实施例方法的全部或部分步骤。计算机可读存储介质包括但不限于：光存储介质(例如：CD－ROM和DVD)、磁光存储介质(例如：MO)、磁存储介质(例如：磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如：存储卡)和具有内置ROM的媒体(例如：ROM盒)。
需要说明的是，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，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (3)
1.一种叠后地震数据创建CMP数据体的方法，其特征在于：包括内存直接处理的方法及临时文件转存的方法；
当数据文件小于计算机可用内存大小时，采用内存直接处理的方法以实现将按CMPLine顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，基于转换后的CMP数据体的crossline方向数据读取由随机访问变为顺序访问；
当数据文件大于计算机可用内存大小时，采用临时文件转存的方法处理，实现将按CMPLine顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，基于转换后的CMP数据体的crossline方向数据读取由随机访问变为顺序访问；
所述的内存直接处理的方法包括以下步骤：
步骤A：为原始地震数据设置以CMP、CMP Line为关键字的索引，索引关键字值为相应的CMP号和CMP Line号，并读取每道索引至索引集合；
步骤B：在内存中申请一块数据缓冲区，数据缓冲区大小等于所有数据道对应数据体大小，并初始化数据缓冲区；
步骤C：顺序读取原始地震数据文件单道数据至临时缓冲区，基于当前道索引获取当前道的CMP、CMP Line号，采用下式计算当前道转换后在CMP体中的道顺序号，
Pf = (Ccur – Cmin) / Cinc × Lcount + ( Lcur – Lmin) / Linc
其中，Pf为当前道在转换后的CMP体中道顺序号，Ccur为当前道的CMP号，Cmin为工区范围内最小的CMP号，Cinc为CMP增量值，Lcount为工区范围内CMP数量,Lcur为当前道的CMP Line号，Lmin为工区范围内最小的CMP Line号，Linc为CMP Line增量值；
步骤D：基于步骤C中的道顺序号从临时缓冲区中拷贝当前道数据至数据缓冲区指定位置；
步骤E：重复步骤C和步骤D至所有道数据全部拷贝至缓冲区对应位置；
步骤F：完成所有道数据的拷贝后，将数据缓冲区中的内容写入CMP数据体文件中；
所述的临时文件转存的方法包括以下步骤：
步骤a：为原始地震数据设置以CMP、CMP Line为关键字的索引，索引关键字值为相应的CMP号和CMP Line号，并读取每道索引至索引集合；
步骤b：基于所有线内CMP最大值、CMP最小值和指定的临时文件数量，为每个临时文件分配CMP的起止范围；
步骤c：为每个临时文件申请对应的临时文件缓冲区，并建立缓冲区与对应临时文件的映射关系；
步骤d：顺序读取原始地震数据文件单道数据，基于该道数据的索引关键字中CMP值定位所属的临时文件缓冲区；当缓冲区满时，基于缓冲区与临时文件的映射关系获取相应的临时文件，将缓冲区的数据一次性写入对应的临时文件中并清空缓冲区；
步骤e：重复步骤d至所有道数据全部写入临时文件，释放所有临时文件缓冲区；
步骤f：对每个临时文件中的道索引重新分配顺序号，并按索引关键字对索引集合重新排序；
步骤g：申请一个临时文件大小的读缓冲区与一个CMP大小的写缓冲区；
步骤h：按顺序读取一个临时文件的数据至读缓冲区，基于索引中的道顺序号确定该道数据在读缓冲区的字节偏移量，从该字节偏移量的位置拷贝单道字节数的数据至写缓冲区中，待一个CMP中数据拷贝完成，将写缓冲区中数据写入CMP数据体文件并重置缓冲区；
步骤i：重复步骤h至所有临时文件中的数据全部在缓冲区内重新排序并写入CMP数据体文件中。
2.一种叠后地震数据创建CMP数据体装置，其特征在于：该创建CMP数据体装置能实现权利要求1所述的一种叠后地震数据创建CMP数据体的方法；该创建CMP数据体装置包括：
内存直接处理创建CMP数据体模块，将数据文件小于可用内存大小的数据中的按CMPLine顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，以实现CMP数据体的创建；
临时文件转存创建CMP数据体模块，将数据文件大于可用内存大小的数据中的按CMPLine顺序存储的原始叠后数据体转换为按CMP顺序存储的CMP数据体，以实现CMP数据体的创建。
3.一种计算机可读存储介质，其特征在于：该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时能实现权利要求1所述的一种叠后地震数据创建CMP数据体的方法。
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