DE2021989B2 - Verfahren und Vorrichtung zur farbigen Darstellung geophysikalischer, insbesondere seismischer Daten - Google Patents

Description

einen bestimmten Frequenzbereich jeweils auf einsn quente bzw. mittelfrequente bzw. hochfrequente

Aufzeichnungsträger in Schwarzweiß, in Form dün- Komponenten. Die Frequenzbänder der Filter 5,6

ner, im wesentlichen senkrecht zur Zeiiachse sich er- und 7 sind in diesem Fall so aufgeteilt, daß dieselben

streckender Linien gleicher Intensität und Länge auf- 5 bis 30 bzw. 30 bis 55 bzw. 55 bis 80 Phasen pro

gebracht werden, derart, daß diö sich ergebende 5 Sekunde (Hz) besitzen. Es können auch verschiedene

Dichte der Linien proportional zur Amplitude des andere Frequenzbereiche in Abhängigkeit von den

gefilterten Ausgangssignals ist, und daß die auf die- speziellen zu verarbeitenden Daten angewandt wer-

sen Aufzeichnungsträger aufgebrachten Aufzeich- den. Die den Filters,6 und7 in diesem Speziellen

nungen in ihrem Frequenzbereich entsprechende Fall zugeführten Signale sind in der F i g. 4 a photo-

Farben umgesetzt werden. io graphisch wiedergegeben. Das von dem Niederpaßfil-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den ter kommende Signal ist schematisch in der F i g. 2

Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden nä- wiedergegeben,

her beschrieben. Es zeigt Der Gleichrichter 8 ist ein Rechenautomat, der

F i g. 1 eine schematische Darstellung für die Ver- den numerischen Wert des Signals gegen den absolu-

arbeitung geophysikalischer Daten, 15 ten Wert austauscht. Dieser Übergang ist schema-

F i g. 2 eine Darstellung eines Teils eines gefilter- tisch in der F i g. 2 gezeigt, wo die negativen Anteile

ten Signals und die Wirkung einer vollständigen WeI- des Signals B in deren Absolutwert umgewandelt

lengieichrichtung (oder Aufzeichnen des Absolutwer- werden, um so das Signal C zu ergeben, das schema-

tesfdes Signals, tisch das von dem Gleichrichter 8 kommende Signal

F i g. 3 eine Darstellung eines Teils eines gleichge- 20 wiedergibt.

richteten Signals und zeigt punktiert die Umhüllende Das Niederpaßfilter 9 ist vermittels Rechenauto-

des Signals, wie sie nach der Demodulation vorliegt, mat so programmiert, daß dasselbe den Maxima des

Fig. 4a eine (Schwarzweiß) photographische Re- Vollwellen gleichgerichteten Signals6 folgt. H:er-

produktion seismischer Signale nach einer typischen, durch wird die »Umhüllende« des Signals 6 gebildet,

herkömmlichen, geophysikalischen Datenverarbei- 25 die in der F i g. 3 schematisch durch D wiedergege-

tung einschließlich Stapeln, ben ist. Diese Umhüllende gibt die Intensität des Si-

Fig.4b eine Schwarzweiß-Darstellung einer als gnals in dem niederfrequenten Band wieder als

farbig zu dekenden Aufzeichnung der niederfrequen- Durchschnittswert über ein kleines, sich bewegendes

ten Komponente des Signals nach der F i g. 4 a nach Zeitfenster,

der Verarbeitung. 30 Der Konverter 10 ist vermittels Rechenautomat so

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 wird im folgen- programmiert, daß die gefilterten Signale spurweise

den das Verfahren beispielsweise beschrieben. Geo- jeweils für einen bestimmten Frequenzbereich auf

phone 1 stellen Erdbewegungen fest, die durch eine einen Aufzeichnungsträger in Schwarzweiß, in Form

der Erde 2 an einer entfernten Stelle vermittelten Er- dünner, im wesentlichen senkrecht zur Zeitachse sich

schütterung verursacht werden. An Stelle der Geo- 35 erstreckender Linien gleicher Intensität und Länge

phone können auch zahlreiche andere Fühlelemente aufgebracht werden. Vergleiche hierzu insbesondere

für das Feststellen der in der Erde auftretenden phy- F i g. 4 b.

sikalischen, insbesondere seismischen Vorgänge an- Die Kamera 12 ist eine herkömmliche Kamera, die

gewandt werden, z. B. akustische oder Strahlungs- einen Schwarzweißnegativfilm enthält,

meßvorrichtungen, Widerstandselektroden für die 40 Der Drucker 13 ist ein herkömmlicher photogra-

clektrische Vermessung, Präzisions-Magnetometer phischer Drucker, z.B. ein nach Diazo-Reproduk-

für das Feststellen von Veränderungen in dem Ma- tionsverfahren arbeitender Drucker, der in der Lage

gnetfeld od. dgl. ist, gefärbte durchscheinende Materialien zu handha-

Die Aufzeichnungsvorrichtung 3 zeichnet die von ben.

den Geophone kommenden Signale auf. Wenn auch 45 Das Licht 14 ist eine herkömmliche Lichtquelle

die Aufzeichnungsvorrichtung hier als ein Mehrka- für das Betrachten einer fertigen, durch Überlage-

nal-Streifenkartenaufzeichnungsgerät gezeigt ist, rung entstandenen, durchsichtigen Anzeige,

dürfte es noch empfehlenswerter sein, eine Magnet- Bei dem Betrieb übertragen die sich durch die

band-Aufzeichnungsvorrichtung anzuwenden, die Erde 2 fortpflanzenden Erschütterungen ein Signal

entweder ein analoges (oder praktisch kontinuierli- 50 auf die Geophone 1, die ihrerseits elektrische Im-

ches Signal oder ein digitales (diskret genommenes) pulse an die Aufzeichnungsvorrichtung 3 abgeben,

Signal aufzeichnen kann. die das von Geophonen kommende Signal digitali-

Die Datenvciarbeitungsvorrichtung4 ist vermittels siert und auf einem Magnetband aufzeichnet. Das

Rechenautomaten so programmiert, daß statische von der Aufzeichnungsvorrichtung 3 kommende auf-

und dynamische Zeitkorrekturen an den aufgezeich- 55 gezeichnete Signal wird sodann in der Datenverarbei-

netcn Signalen vorgenommen werden. Durch ein tungsvorrichtung 4 verarbeitet, die die verschiedenen

Bandpaßfilter zwecks Ausschalten von Geräuschen, Arbeitsgänge ausführt, wie sie oben angegeben wur-

Ordnen der Daten, Stapeln der Signale von den ein- den. Das von der Datenverarbeitungsvorrichtung 4

zelnen Gruppen der Geophone vermittels Ausrichten kommende Signal wird sodann den Filtern 5,6 und 7

und Vereinigen derselben wird eine Verbesserung 60 zugeführt, die dasselbe in Signale mit niederfrequen-

der Aufzeichnung der physikalischen, insbesondere ter, mittelfrequenter und hochfrequenter Kompo-

scismischen Vorgänge, erreicht. Natürlich können nente umwandeln.

einige dieser Vorgänge manuell ausgeführt werden, Das von der Datenverarbeitungsvorrichtung 4

jedoch ist die herkömmliche, mit Rechenautomaten kommende Signal wird ebenfalls der veränderlichen

ausgeführte, geophysikalische Datenverarbeitung be- 65 Flächenaufzeichnungsvorrichtung 15 zugeführt, die

vorzugt. das Signal in der in der F i g. 4 a gezeigten Form auf-

Die Filter S, 6 und 7 trennen das die Datenverar- zeichnet. Es ist zu beachten, daß diese Veränderliche

bcitungsvorrichtung verlassende Signal in niederfre- Flächenaufzeichnungsvorrichtung die Fläche über

und/oder unter der Nullinie ausführt. Das von der gefilterten Signale visuell hervorzuheben, da der Freveränderlichen Flächenaufzeichnungsvorrichtung 15 quenzgehalt der seismischen Einsätze sehr deutlich kommende Signal wird sodann der Kamera 16 züge- wird, ohne daß deren Schärfe verlorengeht. Die die führt, die die veränderliche Flächenaufzeichnung Frequenzverteilung anzeigenden Farben unterstützen photographiert und hierdurch ein Dianegativ (vor- 5 eine Korrelation der Ereignisse von seismischer Aufzugsweise Schwarzweiß) ausbildet, das als das erste zeichnung zu seismischer Aufzeichnung, wie sie in Element der fertigen Komponente angewandt wird, der Diapositivanzeige wiedergegeben ist, sowie für wie es an dem unteren Ende der F i g. 1 gezeigt ist. das Beobachten von Veränderungen der von der Fre-

Die von den Filtern 5,6 und 7 kommenden Signale quenz abhängenden Schwächung der durch die Erde

werden jeweils in ähnlicher Weise behandelt zwecks io gelaufenen Wellen. Ku'i umrissen ergibt sich somit

deutlicher Darstellung, jedoch werden im folgenden für den Beobachter ein sehr wirksames Werkzeug für

die einzelnen Verarbeitungen des lediglich von dem die geologische Interpretation.

Filter 5 kommenden Signals erläutert. Es versteht sich, daß eine Vielzahl von Abwand-

Das von dem niederfrequenten Filter 5 kommende lungen und Modifizierungen des Ausführungsbei-

Signal ist vollwellig gleichgerichtet in dem Gleich- 15 spiels möglich ist. Zum Beispiel können zwei oder

richter-Flächenautomaten 8 und wird sodann dem vier oder sogar mehr Farben angewandt werden, die

Niederpaßfilter 9 zugeführt, das das »Umhüllungs«- in der fertigen Anzeige kombiniert werden sollen.

Signal entfernt, das das vollwellig gleichgerichtete Man kann auch sterisch arbeiten, z. B. kann man im

Ausgangssignal des niederfrequenten Filters aufweist. Abstandsverhältnis angeordnete, polarisierte Projek-

Das Verfahren des Gleichrichtens und Niederpaßfil- so toren zusammen mit polarisierten Betrachtungsglä-

terns ist als »Demodulation« bekannt und schema- sern anwenden, um so zusätzliche Variable abzubil-

tisch in den F i g. 2 und 3 gezeigt, wobei die Signa- den, z. B. die topographische Höhe oder eine dreidi-

Ie B, C und D die Ausgangssignale des niederfrequen- mensionale, stereographische Farbprojektion, bei der

ten Filters 5, des Vollwellen-Gleichrichters 8 und des ein seismischer Abschnitt in Form einer gefärbten

Niederpaßfilters 9 wiedergeben. 25 dreidimensionalen Oberfläche gezeigt wird, wobei

Die gefilterten Signale werden mit gleicher Intensi- eine Dimension die Entfernung längs der Erdober-

tät und Länge derart aufgezeichnet, daß die sich er- fläche, die zweite Dimension die Zeit und die dritte

gebende Dichte der Linien proportional zur Ampli- Dimension die Signalamplitude an einer gegebenen

tude des gefilterten Ausgangssignals ist. Stelle im Raum und der Zeit wiedergibt. Die Farbe

Die Kamera 12 photographiert sodann die Auf- 30 gibt bei der bevorzugten Ausführungsform die Frezeichnung der Aufzeichnungsvorrichtung 11 auf quenzkomponenten als einen Durchschnittswert über einen Schwarzweißnegativfilm unter Ausbilden ein kleines, benachbartes Zeitfenster an einer gegebeeines Dianegativs, bei dem die Linien der Aufzeich- nen Stelle im Raum und in der Zeit wieder. Es könnung der Aufzeichnungsvorrichtung 11 hell auf nen auch weitere Mittel angewandt werden, wie z. B. einem schwarzen Untergrund erscheinen. Dieses 35 eine dreistrahlige Kathoden röhre, wobei jeder Strahl schwarzweiße Dianegativ der Kamera 12 wird so- mit einer unterschiedlichen Frequenzkomponente dann auf dem Drucker 13 auf gefärbtes Azolidpapier verbunden ist. Man kann auch nach dem Mehroder auf herkömmliches photographisches Papier fach-Belichtungsverfahren für Farbfilm arbeiten, wo-(beides mit durchscheinender Unterlage) gedruckt bei es sich um ein Mehrfach-Projektorverfahren für unter Ausbilden einer transparenten, gefärbten Ab- 40 das Projizieren von Diapositiven oder nicht durchbildung der Aufzeichnung der Aufzeichnungsvorrich- sichtige Darstellungen der Komponentsignale auf tung 11, s.hierzu die Fig.4b. Diese transparente einen einzelnen Schirm handelt, wobei unterschiedpositive Abbildung der niederfrequenten, gefilterten lieh gefärbte Abbildungen für jede Komponente vorKomponente wird sodann in dem an dem unteren liegt (mit oder ohne Filter veränderlicher Dichte an Ende der Fi g. 1 gezeigten Verbund ausgerichtet, wo 45 jedem der Projektoren, um so die Intensität der verbei dieses spezielle Diapositiv als »E« wiedergegeben schiedenen Farben zwecks optimaler Betrachtung abist. Die in ähnlicher Weise verarbeiteten (jedoch un- zugleichen). Es können auch herkömmliche Farbterschiedlich gefärbten) Diapositive, die an Hand der stoff-übertragungsmatrixverfahren der Photographic Signale mit mittelfrequenter und hochfrequenter angewandt werden. Die Erfindung kann ebenfalls auf Komponente erhalten werden, werden ebenfalls in 50 zeulich begrenzte Signale von Vollwellform, akustiden Verbund eingebracht und sind in der F i g. 1 als sehe Messungen und verschiedene andere' neuere £" bzw. E" wiedergegeben. geophysikalischen Arbeitsweisen der Vermessung,

Die Diapositive werden miteinander ausgerichtet Aufzeichnung, Verarbeitung und Anzeige einschließ- und znwammengedrückt und es liegt ein Diffusor 20 lieh Laserabtasten von Diapositiven der Komponentvor, der die Farben der Einzelkomponenten der 55 signale angewandt werden. Bei abgewandelten Ausdurchscheinenden Verbundanzeige diffus gestaltet: führungsformen kann ein ansonsten anderes her- oder geringfügig miteinander mischt. kömmliches Filtern herangezogen werden, so daß die

Die Diapositivanzeige wird betrachtet, indem die- Farbe kontinuierlch sich verändernde Parameter

selbe gegen die diffuse Lichtquelle 14 gebracht wird. wiedergibt, die nicht die Frequenz sind, z. B. kann

Für das Betrachten der fertigen Verbundanzeige 60 d;e Farbe die Geschwindigkeit durch die Erde (als

können auch andere Verfahrensweisen, wie weiter Durchschnittswert längs eines Weges) oder eine ge-

unten ausgeführt, angewandt werden. wisse Funktion hiervon, wie den Geschwinidgkeits-

D:e abschließend vorliegende Anzeige ermöglicht gTadienten, wiedergeben. Das gleiche Ergebnis kann

es somit, die prinzipiell vollständig in der herkömm- erzielt werden mit dem nicht modifizierten Verfahren

liehen Aufzeichnung nach Fig.4a enthaltene Infor- 65 nach der Fig. 1, wenn der ausgewählte Parameter in

mation durch das Überlagern mit den Farbigen Dar- die Frequenz umgewandelt und sodann, wie bezüg-

siellungen der in den einzelnen Frequenzbereichen lieh der F i g. 1 erläutert, verfahren wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 für das Ausbilden von Abbildungen angewandt wer- Patentansprüche: den, die ihre Intensität in Abhängigkeit von der Si gnalamplitude verändern, wobei eine Kombination

1. Verfahren zur farbigen Darstellung geophy- derartiger optischer Signale auf der Oberfläche des sikalischer, insbesondere seismischer Daten, bei 5 Farbtilms erfolgt. Nach der USA.-Patentschrift dem diese spurweise als elektrische Signale aufge- 2 230 541 erfolgt ein Aufzeichnen der Phaseninforzeichnet und gegebenenfalls korrigiert werden, mation eines seismischen Signals unter Anwenden bei dem einerseits die einzelnen Spuren in Ana- von Spiegelgalvanometern und photoempfiudlichen logdarstellung zur Amplitude, andererseits über Wandlern. Nach der USA.-Patentschrift 3 072 907 mehrere Filter nach Gleichrichtung und Glättung io wird Farbe für das Anzeigen der Frequenz von farbig dargestellt werden, bei dem ferner die far- »Null-Durchgängen« (zero crossings) seismischer Sibigen, den verschiedenen Frequenzbereichen ent- gnale angewandt, wobei sich verändernde Farben auf sprechenden Aufzeichnungen mit der Analogdar- eine Trommel eines photographischen Films projestellung der ungefilterten Amplituden überlagert ziert werden. Nach der USA.-Patentschrift 2 944 620 werden, dadurch gekennzeichnet, daß 15 werden veränderliche Flächenseismogramme ausgcdie gefilterten Signale spurwehe für einec be- bildet, bei denen die Farbe die Frequenz anzeigt, stimmten Frequenzbereich jeweils auf einen Auf- Nach diesem letzteien Stand der Technik erfolgt das zeichnungsträger in Schwarzweiß, in Form dün- Aufzeichnen einer ungefilterten Wiedergabe in ner, im wesentlichen senkrecht zur Zeitachse sich Schwarzweiß zusätzlich zu den gefilterten, farbig erstreckender Linien gleicher Intensität und Länge 20 dargestellten Werten, die somit auf dem Aufzeichaufgebracht werden, derart, daß die sich erge- nungsträger einen farbigen Hintergrund bilden. Diese bende Dichte der Linien proportional zur Ampli- Verfahrensweise erfordert in vorrichtungsmäßiger tude des gefilterten Ausgangssignals ist, und daß Hinsicht auch neben der Anwendung von Filtern die die auf diesen Aufzeichnungsträger aufgebrach- Verwendung v~<n Gleichrichtern und Glättungseinten Aufzeichnungen in ihrem Frequenzbereich 25 richtungen. Nach der USA.-Patentschrift 3 143 389 entsprechende Farben umgesetzt werden. werden sehmische Aufzeichnungen ausgebildet, wo-

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- bei die Farbe an einer gegebenen Stelle auf den Aufrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, zeichnungen einen Hinweis auf die Signalamplitude daß im Anschluß an eine die Aufzeichnungen auf ergibt. Hierbei werden Spiegelgalvanometer Verwendern Aufzeichnungsträger einer Aufzeichnungs- 30 det, die eine Projektion durch Farbdiapositive ausvorrichtung (11) in Schwarzweiß in Form eines führen. Nach der USA.-Patentschrift 3 193 832 wird Dianegativs photographierende Kamera (12) ein Farbe für die Wiedergabe einer Halbphasen-Breite Drucker (13) angeordnet ist, der auf einer durch- (eine Approximierung der Frequenz) vermittels sich sichtigen Unterlage die auf dem Aufzeichnungs- drehender Spiegelgalvanometer angewandt, die Teile träger aufgebrachten Aufzeichnungen farbig ent- 35 einer Farbskala auf eine sich drehende Farbfilmsprechend dem Frequenzbereich druckt in Form trommel projizieren. Nach der USA.-Patentschrift von Diapositiven. 3 281 852 wird eine Farbmaske zusammen mit einem

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeich- farbempfindlichen photographischen Film angenei. durch eine Anordnung in Form eines Diffu- wandt, der sich auf einer sich drehenden Trommel sors (20) und einer Lichtquelle (14) für die Be- 40 bewegt. Nach der USA.-Patentschrift 3 050731 wird trachtung der einzelnen Diapositive in übereinan- ein Film für das getrennte Aufzeichnen der von dergelegtem Zustand unter entsprechender Mi- einem Niederpaß- und einem Hochpaßfilter komschung und diffuser Gestaltung des Diapositivfar- menden Signale angewandt, und es erfolgt sodann ben. eine Vereinigung dieser Filme auf einen einzigen

45 Farbfilm. Es sind verschiedene Verfahren zum Tren-

nen kurzlebiger elektrischer Signale in verschiedene

Frequenzkomponenten vermittels einiger der oben angegebenen USA.-Patentschriften und ebenfalls vermittels der USA.-Patentschrift 2 951 736 angewandt

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine vor- 50 worden. Verfahren nach dem Stand der Technik, bei teilhafte Ausbildung einer VorricWng zur Durch- denen breite Bänder angewandt wurden, deren Farbe führung desselben zur farbigen Darstellung geophysi- sich in Abhängigkeit von der Frequenz (oder Amplikalischer, insbesondere seismischer Daten, bei dem tude) des Signals verändert, haben dazu geneigt einen diese spurweise als elektrische Signale aufgezeichnet Verdunkelungs- und Schmiereffekt zu zeigen, wound gegebenenfalls korrigiert werden, bei dem einer- 55 durch es schwierig oder unmöglich wird, diese Darseits die einzelneu Spuren in Analogdarstellung zur Stellungen mit dem ursprünglichen Signal zu kombi-Amplitude, andererseits über mehrere Filter nach nieren, und zwar auf Grund eines Verlustes der Zeit-Gleichrichtung und Glättung farbig dargestellt wer- auflösung des ursprünglichen Signals und der weiteden, bei dem ferner die farbigen, den verschiedenen ren Faktoren.

Frequenzbereichen entsprechenden Aufzeichnungen 60 Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, mit der Analogdarstellung der ungefilterten Amplitu- eine Verbesserung der vorbekannten Verfahren zu den überlagert werden. schaffen, unabhängig von verschiedenfarbigen Licht-

Auf dem einschlägigen Gebiet sind verschiedene quellen zu arbeiten und eine höhere Auflösung zu er-Verfahren der Farbdarsteilung für das Anzeigen von zielen, d. h. gegenüber dem Stand der Technik in bestimmten Eigenschaften elektrischer Signale ver- 65 qualitativer und quantitativer Hinsicht verläßlichere mittels Farbwiedergabe angewandt worden. Derar- Aussagen machen zu können. Diese Aufgabe wird tige Verfahren sind z. B. in der USA-Patentschrift nun in kennzeichnender Weise erfindungsgemäß da-363 258 beschrieben, wonach Spiegelgalvanometer durch gelöst, daß die gefilterten Signale spurweise für