JP4105139B2 - Three-dimensional image generation method and program - Google Patents
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Description
本発明は、弾性波探査における地下地質構造の3次元画像生成方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a method and program for generating a three-dimensional image of an underground geological structure in elastic wave exploration.
従来から弾性波探査を行うことにより地下の断面図のデータを複数の地点で測定し、その断面図のデータに基づいて擬似データを生成することにより、データの存在しない領域に擬似データを内挿して、地下構造を調査する技術が知られている。以下に、この従来の技術に用いられる3次元画像生成方法の処理の流れについて、図22に示すフローチャートを参照して説明する。
従来の3次元画像生成方法では、始めに複数の2次元の地下断面図のデータを測定し(ステップS01)、その地下断面図のデータに基づいて、地下に存在する傾斜面の構造を推定する「ホライゾン解釈」の処理、又は、測定した断面図において対応する位置を検出し、その2地点間の傾斜を求める「傾斜読みとり」の処理を行うことにより、「構造傾斜モデル」の構築を行っていた(ステップS02)。
Conventionally, by performing elastic wave exploration, underground cross section data is measured at multiple points, and pseudo data is generated based on the cross section data, thereby interpolating the pseudo data into areas where no data exists. Therefore, techniques for investigating underground structures are known. Hereinafter, the processing flow of the three-dimensional image generation method used in this conventional technique will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In the conventional three-dimensional image generation method, first, data of a plurality of two-dimensional underground sectional views are measured (step S01), and the structure of the inclined surface existing underground is estimated based on the data of the underground sectional views. The “structural tilt model” has been constructed by performing “horizon interpretation” processing or “tilt reading” processing to detect the corresponding position in the measured cross-sectional view and obtaining the tilt between the two points. (Step S02).
ステップS02において、ステップS01で測定した2次元の断面図のデータに基づいて「ホライゾン解釈」を行うと、図23(a)に示すような地下に存在するx−y平面方向に広がる傾斜面面のデータが得られる。この「ホライゾン解釈」の処理によって得られるモデルは、x−y平面方向に関して面的な構造傾斜が得られるというメリットがある反面、地下の深さ方向を示すt軸方向の情報が疎であるというデメリットがある。
一方、ステップS02において、「傾斜読みとり」の処理を行うと、図23(b)に示すようなx−t平面、y−t平面上の断面図が合成されたデータが得られるが、地下の深さ方向を示すt軸方向の情報が密であるというメリットがある反面、x−t平面とy−t平面が交わる線上でしか構造傾斜の情報が得られないというデメリットがあった。
In step S02, when “horizon interpretation” is performed based on the data of the two-dimensional sectional view measured in step S01, an inclined surface extending in the xy plane direction as shown in FIG. Is obtained. The model obtained by the processing of the “horizon interpretation” has an advantage that a planar structural inclination can be obtained with respect to the xy plane direction, but information on the t-axis direction indicating the underground depth direction is sparse. There are disadvantages.
On the other hand, when the “tilt reading” process is performed in step S02, data in which cross-sectional views on the xt plane and the yt plane as shown in FIG. 23B are obtained is obtained. While there is a merit that the information in the t-axis direction indicating the depth direction is dense, there is a demerit that information on the structure inclination can be obtained only on a line where the xt plane and the yt plane intersect.
なお、従来用いられていた構造傾斜モデルの構築方法では、「ホライゾン解釈」の処理により得られるデータと「傾斜読みとり」の処理により得られるデータの性質が相違しており、「ホライゾン解釈」と「断面図上での傾斜読み取り」の双方を同時に扱うことができなかった。よって、作成する3次元画像の精度を向上させることができないという問題があった。
図22に戻り、「ホライゾン解釈」又は「傾斜読み取り」の処理を行うことによりステップS02で構築した構造傾斜モデルに基づいて、移動平均法などの補間法、又は、有限差分法などの外挿法を使用することにより、ステップS01で測定した2次元の断面図のデータが存在する領域以外の領域に対して、擬似データを生成する「波動場内挿」の処理を行う(ステップS03)。
最後に、ステップS03の「波動場内挿」の処理により、3次元空間が擬似データで埋められたモデルを3次元画像化することにより視覚化(イメージング)する「3Dマイグレーション」の処理を行う(ステップS04)。
In the conventional method of constructing a structural tilt model, the data obtained by the “horizon interpretation” process differs from the data obtained by the “tilt reading” process. Both of “inclination reading on the sectional view” could not be handled simultaneously. Therefore, there is a problem that the accuracy of the three-dimensional image to be created cannot be improved.
Returning to FIG. 22, an interpolation method such as a moving average method or an extrapolation method such as a finite difference method is performed based on the structural gradient model constructed in step S <b> 02 by performing the processing of “horizon interpretation” or “tilt reading”. Is used, “wave field interpolation” processing for generating pseudo data is performed on the region other than the region where the data of the two-dimensional sectional view measured in step S01 exists (step S03).
Finally, a “3D migration” process that visualizes (images) a three-dimensional image of a model in which the three-dimensional space is filled with pseudo data is performed by the “wave field interpolation” process in step S03 (step S03). S04).
しかし、従来の3次元画像生成方法では、構造傾斜モデルの構築の際に「ホライゾン解釈」又は「傾斜読みとり」のいずれか一方の処理しか行っていなかったため、あるいは、移動平均アルゴリズムを使用して波動場内挿を行う際に所定の条件を設定していなかったため、不規則な2次元データからデータを補間しきれないという問題や、外挿時に偽像が発生しやすいという問題、入力するデータに大きなギャップがあると分解能が低下するという問題、更には、3次元画像を生成する際の画像の劣化が大きいなどの問題があった。
なお、欠落したデータから元の3次元画像を生成する技術としては、非特許文献1や非特許文献2に記載されているものが知られている。しかし、これらの技術では、精度のよい擬似データを生成することができず、地下地質構造の3次元画像を正確に作成することはできなかった。
As techniques for generating an original three-dimensional image from missing data, those described in Non-Patent
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、欠落したデータから高精度な3次元画像を生成することが可能な3次元画像生成方法及びプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to provide a three-dimensional image generation method and program capable of generating a highly accurate three-dimensional image from missing data.
請求項1に記載の発明は、2次元又は3次元の弾性波探査データを入力する第1のステップと、前記第1のステップで入力した2次元又は3次元の弾性波探査データを3次元空間上に配列することによりビンニングを行う第2のステップと、前記第2のステップでビンニングを行ったデータに基づいて、構造解釈を行うことにより構造図を作成する第3のステップと、前記第2のステップでビンニングを行ったデータに基づいて、傾斜読みとりを行う第4のステップと、前記第3のステップで作成した構造図、及び、前記第4のステップで読みとった傾斜のデータに基づいて、ハイブリッド構造傾斜モデルを構築する第5のステップと、前記第2のステップでビンニングを行ったデータと、前記第5のステップで作成したハイブリッド構造傾斜モデルに基づいて、データの欠落している領域に対して移動平均アルゴリズムを使用して擬似データを生成することにより波動場内挿を行う第6のステップと、前記第6のステップにおいて波動場内挿を行うことにより得られたデータを3次元画像化することによりマイグレーションを行う第7のステップと、を有することを特徴とする3次元画像生成方法である。
The invention according to
また、請求項2に記載の発明は、前記第6のステップにおける波動場内挿を行う際の移動平均アルゴリズムの演算において、擬似データを算出する際に、指定した数以上の入力データを用いることを条件として設定することを特徴とする請求項1に記載の3次元画像生成方法である。
The invention according to
また、請求項3に記載の発明は、前記第6のステップにおける波動場内挿を行う際の移動平均アルゴリズムの演算において、擬似データを出力する点の所定の距離以内に少なくとも1つの入力データが存在することを条件として設定することを特徴とする請求項2に記載の3次元画像生成方法である。
According to a third aspect of the present invention, there is at least one input data within a predetermined distance from the point at which the pseudo data is output in the calculation of the moving average algorithm when performing wave field interpolation in the sixth step. The three-dimensional image generation method according to
また、請求項4に記載の発明は、前記所定の距離を、1格子とすることにより前記移動平均アルゴリズムの演算を行うことを特徴とする請求項3に記載の3次元画像生成方法である。
The invention according to
また、請求項5に記載の発明は、2次元又は3次元の弾性波探査データを入力する第1のステップと、前記第1のステップで入力した2次元又は3次元の弾性波探査データを3次元空間上に配列することによりビンニングを行う第2のステップと、前記第2のステップでビンニングを行ったデータに基づいて、構造解釈を行うことにより構造図を作成する第3のステップと、前記第2のステップでビンニングを行ったデータに基づいて、傾斜読みとりを行う第4のステップと、前記第3のステップで作成した構造図、及び、前記第4のステップで読みとった傾斜のデータに基づいて、ハイブリッド構造傾斜モデルを構築する第5のステップと、前記第2のステップでビンニングを行ったデータと、前記第5のステップで作成したハイブリッド構造傾斜モデルに基づいて、データの欠落している領域に対して移動平均アルゴリズムを使用して擬似データを生成することにより波動場内挿を行う第6のステップと、前記第6のステップにおいて波動場内挿を行うことにより得られたデータを3次元画像化することによりマイグレーションを行う第7のステップと、をコンピュータに実行させるための3次元画像生成プログラムである。 According to a fifth aspect of the present invention, the first step of inputting two-dimensional or three-dimensional elastic wave exploration data, and the two-dimensional or three-dimensional elastic wave exploration data input in the first step are three. A second step of binning by arranging in a dimensional space; a third step of creating a structural diagram by performing structural interpretation based on the data binned in the second step; Based on the fourth step of performing tilt reading based on the data binned in the second step, the structure diagram created in the third step, and the tilt data read in the fourth step The fifth step of building a hybrid structure gradient model, the data binned in the second step, and the hybrid created in the fifth step A sixth step of performing wave field interpolation by generating pseudo data using a moving average algorithm for a region where data is missing based on the gradient model, and in the wave field in the sixth step It is a three-dimensional image generation program for causing a computer to execute a seventh step of performing migration by converting data obtained by insertion into a three-dimensional image.
また、請求項6に記載の発明は、前記第6のステップにおける波動場内挿を行う際の移動平均アルゴリズムの演算において、擬似データを算出する際に、指定した数以上の入力データを用いることを条件として設定することを特徴とする請求項5に記載の3次元画像生成プログラムである。
The invention according to
また、請求項7に記載の発明は、前記第6のステップにおける波動場内挿を行う際の移動平均アルゴリズムの演算において、擬似データを出力する点の所定の距離以内に少なくとも1つの入力データが存在することを条件として設定することを特徴とする請求項6に記載の3次元画像生成プログラムである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is at least one input data within a predetermined distance of a point at which pseudo data is output in the calculation of the moving average algorithm when performing wave field interpolation in the sixth step. 7. The three-dimensional image generation program according to
また、請求項8に記載の発明は、前記所定の距離を、1格子とすることにより前記移動平均アルゴリズムの演算を行うことを特徴とする請求項7に記載の3次元画像生成プログラムである。
The invention according to
請求項1に記載の発明は、第3のステップで作成する構造図と第4のステップで読みとった傾斜のデータに基づいて、第5のステップにおいてハイブリッド構造傾斜モデルの構築を行うようにした。
第3のステップにより得られる構造図のデータと第4のステップで読みとる傾斜のデータではデータの性質が異なるため、従来の3次元画像生成方法ではそれらのデータを同時に取り扱うことができなかったが、それらのデータを同一の次元で合成することにより、取り扱うデータ量が増加し、より精度の高い3次元画像を生成することが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, the hybrid structure gradient model is constructed in the fifth step based on the structural diagram created in the third step and the gradient data read in the fourth step.
The data of the structure diagram obtained in the third step and the slope data read in the fourth step have different data properties, so the conventional three-dimensional image generation method could not handle the data simultaneously. By synthesizing these data in the same dimension, the amount of data to be handled is increased, and a more accurate three-dimensional image can be generated.
また、請求項2に記載の発明は、移動平均アルゴリズムの演算を行う際に、「擬似データを算出する際に、指定した数以上の入力データを用いること」に基づいて、演算を行うようにした。
これにより、第6のステップにおいて擬似データを生成する際に、第1のステップで入力する弾性波探査データの単なるコピーが大量に生成されることを防止することができるとともに、3次元画像の質を低下させる原因となる偽像の発生や繰り返しパターンの発生を防止することが可能となる。
Further, the invention according to
Thus, when generating pseudo data in the sixth step, it is possible to prevent a large amount of simple copies of the elastic wave exploration data input in the first step from being generated, and to improve the quality of the three-dimensional image. It is possible to prevent the generation of false images and the occurrence of repetitive patterns that cause a decrease in image quality.
また、請求項3に記載の発明は、移動平均アルゴリズムの演算を行う際に、「擬似データを出力する点の所定の距離以内に少なくとも1つの入力データが存在すること」に基づいて、演算を行うようにした。
これにより、データの存在しない領域に擬似データを生成する際に、1回の移動平均アルゴリズムの演算で、同じデータが大量に生成されることを防止することができ、データが滑らかに変動する質のよい3次元画像を生成することが可能となる。
In the invention according to
As a result, when generating pseudo data in an area where no data exists, it is possible to prevent a large amount of the same data from being generated by a single calculation of the moving average algorithm, and the quality of the data to fluctuate smoothly. A good three-dimensional image can be generated.
また、請求項4に記載の発明は、移動平均アルゴリズムの演算を行う際に、「擬似データを出力する点の1格子以内に少なくとも1つの入力データが存在すること」という条件を設定することにした。
これにより、1回の移動平均アルゴリズムの演算で擬似データが1格子ずつ生成されるようにすることができ、1回の移動平均アルゴリズムの演算で同じ擬似データが複数の格子に生成されることによる3次元画像の質の低下を防止することが可能となる。
The invention according to
Thereby, the pseudo data can be generated one grid at a time by the calculation of the moving average algorithm, and the same pseudo data can be generated by a single calculation of the moving average algorithm in a plurality of grids. It is possible to prevent a deterioration in the quality of the three-dimensional image.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態による3次元画像生成方法について説明する。
図2は、本発明の実施形態による3次元画像生成装置10の構成を示すブロック図である。3次元画像生成装置10は、データ入力手段1、ビンニング手段2、構造図作成手段3、傾斜読みとり手段4、ハイブリッド構造傾斜モデル構築手段5、波動場内挿手段6、マイグレーション手段7により構成される。
データ入力手段1には、弾性波探査により得られる地下断面図のデータが複数入力される。データ入力手段1に入力された地下断面図のデータはビンニング手段2に対して出力される。
Hereinafter, a three-dimensional image generation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the three-dimensional
The data input means 1 receives a plurality of data of underground sectional views obtained by elastic wave exploration. The data of the underground sectional view input to the data input means 1 is output to the
ビンニング手段2に入力された地下断面図のデータは「ビンニング」の処理が行われた後、構造図作成手段3と傾斜読みとり手段4に対して出力される。ここで、「ビンニング」とは、複数の地下断面図のデータを、それぞれの地下断面図を測定した地点に対応させて、3次元空間上の領域に配置する処理のことをいう。
The data of the underground sectional view input to the binning means 2 is output to the structural
構造図作成手段3は、ビンニング手段2から出力されるビンニングされたデータに基づいて、地下地質の構造を表す構造図を作成する。傾斜読みとり手段4は、ビンニング手段2から出力されるビンニングされたデータに基づいて、「傾斜読みとり」の処理を行う。ここで、「傾斜読みとり」とは、複数の地下断面図における相互に類似する点を検出し、その類似点を直線で結び、その直線の傾斜を求める処理のことである。
ハイブリッド構造傾斜モデル構築手段5は、構造図作成手段3により作成された構造図のデータ、及び、傾斜読みとり手段4により求められた傾斜のデータを合成することにより、ハイブリッド構造傾斜モデルの構築を行う。
Based on the binned data output from the
The hybrid structure inclination model construction means 5 constructs a hybrid structure inclination model by synthesizing the structure diagram data created by the structure drawing creation means 3 and the slope data obtained by the slope reading means 4. .
波動場内挿手段6は、ビンニング手段2により3次元空間上に配置された地下断面図のデータと、ハイブリッド構造傾斜モデル構築手段5によって構築されたモデルに基づいて、「波動場内挿」の処理を行う。ここで、「波動場内挿」とは、地下断面図のデータ又は地下断面図から生成された擬似データの存在しない領域に対して、移動平均アルゴリズムを使用することにより3次元空間上に擬似データを生成する処理のことである。
マイグレーション手段7は、波動場内挿手段6によって波動場内挿が行われたデータに対して「マイグレーション」の処理を行う。ここで、「マイグレーション」とは、3次元空間上に配置された地下断面図のデータ及び地下断面図のデータから生成された擬似データを3次元画像化する処理のことである。
The wave field interpolation means 6 performs the process of “wave field interpolation” based on the data of the underground sectional view arranged in the three-dimensional space by the binning means 2 and the model constructed by the hybrid structure tilt model construction means 5. Do. Here, “wave field interpolation” means that the pseudo-data is stored in the three-dimensional space by using the moving average algorithm for the data of the underground cross-sectional view or the area where the pseudo-data generated from the underground cross-sectional view does not exist. It is a process to generate.
The
次に、上述した3次元画像生成装置10の処理の流れを以下の、図1に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施形態の3次元画像生成方法では、始めに、地下地質構造の弾性波探査を行うことにより測定された地下断面図に関する2次元又は3次元のデータが、データ入力手段1に入力される(ステップS11)。
次に、ビンニング手段2が、ステップS11で入力された2次元又は3次元のデータを、3次元空間上の領域に配置するビンニングの処理を行う(ステップS12)。
ステップS12によって、ビンニングの処理を行うことにより、図3(a)及び(b)に示すようなx−t平面状の地下断面図とy−t平面上の地下断面図が、3次元空間上に配置されたデータが得られる。
Next, the process flow of the above-described three-dimensional
In the three-dimensional image generation method of the present embodiment, first, two-dimensional or three-dimensional data related to an underground cross-sectional view measured by performing an elastic wave exploration of an underground geological structure is input to the data input unit 1 ( Step S11).
Next, the binning means 2 performs a binning process in which the two-dimensional or three-dimensional data input in step S11 is arranged in an area on the three-dimensional space (step S12).
By performing binning processing in step S12, the underground sectional view of the xt plane shape and the underground sectional view on the yt plane as shown in FIGS. The data arranged in is obtained.
次に、構造図作成手段3が、ステップS12でビンニングにより3次元空間の領域上に配置されたデータに基づいて、地下構造の傾斜面に関する構造解釈を行い構造図を作成する(ステップS13)。
また、ステップS13の処理と並行して、傾斜読みとり手段4が、ステップS12でビンニングの処理により3次元空間上の領域に配置されたデータに基づいて、傾斜読みとりの処理を行う(ステップS14)。
その後、ハイブリッド構造傾斜モデル構築手段5が、ステップS13において構造解釈により作成した構造図のデータと、ステップS14において読みとった傾斜のデータを合成することにより、「ハイブリッド構造傾斜モデル」の構築を行う(ステップS15)。
Next, the structural
In parallel with the processing in step S13, the tilt reading means 4 performs tilt reading processing based on the data arranged in the region in the three-dimensional space by the binning process in step S12 (step S14).
Thereafter, the hybrid structure inclination model construction means 5 constructs a “hybrid structure inclination model” by synthesizing the structure diagram data created by the structure interpretation in step S13 and the inclination data read in step S14 ( Step S15).
本実施形態による3次元画像生成方法では、ステップS13により得られる構造図のデータと、ステップS14により得られる傾斜に関するデータとを合成することにより、従来のモデルよりもより高精度な「ハイブリッド構造傾斜モデル」を構築することが可能となる。
なお、「ハイブリッド構造傾斜モデル」のより詳しい構築方法については、後に図4を参照して説明する。
In the three-dimensional image generation method according to the present embodiment, the “hybrid structure tilt” is more accurate than the conventional model by combining the structure diagram data obtained in step S13 and the tilt data obtained in step S14. Model "can be constructed.
A more detailed construction method of the “hybrid structure tilt model” will be described later with reference to FIG.
その後、波動場内挿手段6が、ステップS12においてビンニングにより3次元空間上に配列したデータと、ステップS15により作成したハイブリッド構造傾斜モデルを使用して、3次元空間上でデータが存在しない領域に対して擬似データを生成することにより波動場内挿を行う(ステップS16)。この波動場内挿のより詳しい処理方法については、後に図8を参照して説明する。
最後に、マイグレーション手段7が、ステップS16で波動場内挿を行ったデータを3次元画像化することによりマイグレーションを行う(ステップS17)。
After that, the wave field interpolation means 6 uses the data arranged in the three-dimensional space by binning in step S12 and the hybrid structure gradient model created in step S15 to the region where no data exists in the three-dimensional space. Then, wave field interpolation is performed by generating pseudo data (step S16). A more detailed processing method of this wave field interpolation will be described later with reference to FIG.
Finally, the
次に、上述した図1のステップS15の「ハイブリッド構造傾斜モデル」の構築を行う処理について、より詳細に説明する。
図4は、「ハイブリッド構造傾斜モデル」の構築の流れを示すフローチャートである。
始めに、2次元又は3次元の弾性波探査データを入力する(ステップS21)。このステップS21の処理は、図1におけるステップS11の処理に対応する。
次に、ステップS21で入力された2次元又は3次元の弾性波探査データを、3次元空間上に規則正しく配列することによりビンニングの処理を行う(ステップS22)。このステップS22の処理は、図1におけるステップS12の処理に対応する。
Next, the process for constructing the “hybrid structure gradient model” in step S15 of FIG. 1 described above will be described in more detail.
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of construction of the “hybrid structure gradient model”.
First, two-dimensional or three-dimensional elastic wave exploration data is input (step S21). The process of step S21 corresponds to the process of step S11 in FIG.
Next, binning processing is performed by regularly arranging the two-dimensional or three-dimensional elastic wave exploration data input in step S21 in a three-dimensional space (step S22). The processing in step S22 corresponds to the processing in step S12 in FIG.
次に、ステップS22でビンニングされたデータに基づいて、地震探査断面図における傾斜(dt/dx,dt/dy)を算出する(ステップS23)。傾斜は、ビンニングされた複数の地震探査断面図の間で類似する点を検出し、それらの点を結ぶ直線の傾斜を求めることにより算出される。
次に、ステップS23で求められた傾斜のデータを利用して構造傾斜モデルが作成される(ステップS24)。なお、上述したステップS23、S24の処理は、図1におけるステップS13の処理に対応する。
Next, the inclination (dt / dx, dt / dy) in the seismic survey sectional view is calculated based on the data binned in step S22 (step S23). The inclination is calculated by detecting similar points between a plurality of binned seismic survey sectional views and obtaining an inclination of a straight line connecting these points.
Next, a structural inclination model is created using the inclination data obtained in step S23 (step S24). Note that the processing in steps S23 and S24 described above corresponds to the processing in step S13 in FIG.
一方、ステップS22でビンニングにより3次元空間上に配列されたデータは、地下の傾斜面の構造が解釈されることにより構造図が作成される(ステップS25)。
そして、ステップS25で作成された構造図から、「法線ベクトル」を求め、その「法線ベクトル」から「傾斜」が求められる(ステップS26)。
次に、ステップS26により求められた「傾斜」から、「法線ベクトルモデル」を作成する(ステップS27)。なお、上述したステップS25〜S27の処理は、図1におけるステップS14の処理に対応する。
On the other hand, for the data arranged in the three-dimensional space by binning in step S22, a structure diagram is created by interpreting the structure of the underground inclined surface (step S25).
Then, a “normal vector” is obtained from the structure diagram created in step S25, and “slope” is obtained from the “normal vector” (step S26).
Next, a “normal vector model” is created from the “tilt” obtained in step S26 (step S27). Note that the processing in steps S25 to S27 described above corresponds to the processing in step S14 in FIG.
図5は、図4のステップS27において作成した「法線ベクトルモデル」を図示したものである。「法線ベクトル」は、x−y平面方向に広がる傾斜面の下面側にヒゲ状に図示されている。この「法線ベクトル」は、x成分、y成分、t成分の3成分からなる。
図5に示した「法線ベクトルモデル」における「法線ベクトル」のデータを、x成分、y成分、t成分ごとに分離して図示したデータを、図6(a)、図6(b)、図6(c)にそれぞれ図示する。
FIG. 5 illustrates the “normal vector model” created in step S27 of FIG. The “normal vector” is shown in a beard shape on the lower surface side of the inclined surface extending in the xy plane direction. This “normal vector” is composed of three components: an x component, a y component, and a t component.
Data obtained by separating the data of the “normal vector” in the “normal vector model” shown in FIG. 5 for each of the x component, the y component, and the t component are shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). FIG. 6 (c) shows the respective drawings.
次に、ステップS24で作成した「構造傾斜モデル」と、ステップS27で作成した「法線ベクトルモデル」を結合する(ステップS28)。
図7(a)は、「法線ベクトルモデル」により得られるx−t平面上での法線ベクトルのデータを図示したものである。また、図7(b)は、「構造傾斜モデル」により得られるx−t平面上でのデータを図示したものである。図7(a)と図7(b)のデータを合成することにより、図7(c)に示すデータが得られる。図7(c)のデータには、点線で囲った領域に示されるように、図7(b)のデータには存在していなかった、図7(a)の「法線ベクトルモデル」により得られるデータが付加されており、従来使用されていたモデルに比べてより高精度なモデルの構築を行うことが可能となる。
上述したように「法線ベクトルモデル」と「構造傾斜モデル」とを組み合わせることにより、「ハイブリッド構造傾斜モデル」が構築される(図4のステップS29)。
なお、上述したステップS28〜S29の処理は、図1におけるステップS15の処理に対応する。
Next, the “structural gradient model” created in step S24 and the “normal vector model” created in step S27 are combined (step S28).
FIG. 7A illustrates normal vector data on the xt plane obtained by the “normal vector model”. FIG. 7B illustrates data on the xt plane obtained by the “structural gradient model”. The data shown in FIG. 7C is obtained by synthesizing the data of FIG. 7A and FIG. 7B. The data of FIG. 7C is obtained by the “normal vector model” of FIG. 7A, which was not present in the data of FIG. Therefore, it is possible to construct a model with higher accuracy than a conventionally used model.
As described above, a “hybrid structure gradient model” is constructed by combining the “normal vector model” and the “structure gradient model” (step S29 in FIG. 4).
Note that the processing in steps S28 to S29 described above corresponds to the processing in step S15 in FIG.
従来、「構造傾斜モデル」と「法線ベクトルモデル」のデータは、同時に扱うことができず別々に用いられてきた。しかし、上述した図4に示す「ハイブリッド構造傾斜モデル」の構築方法を使用すれば、図6(a)〜(c)に示したように、「法線ベクトル」のデータをx成分、y成分、t成分ごとに分離し、そのx成分、y成分、t成分を使用して傾斜(dt/dx,dt/dy)を算出して、構造傾斜モデルで算出される傾斜(dt/dx,dt/dy)と加え合わせることにより、「構造傾斜モデル」と「法線ベクトルモデル」を同時に扱うことが可能となる。これにより、従来の「構造傾斜モデル」よりも精度のよい「ハイブリッド構造傾斜モデル」を構築することが可能となる。 Conventionally, the data of “structural gradient model” and “normal vector model” cannot be handled at the same time and have been used separately. However, if the construction method of the “hybrid structure gradient model” shown in FIG. 4 is used, as shown in FIGS. 6A to 6C, the data of the “normal vector” is converted into the x component and the y component. , T component, and using the x component, y component, and t component to calculate the tilt (dt / dx, dt / dy), the tilt (dt / dx, dt) calculated by the structural tilt model / Dy), the “structural gradient model” and the “normal vector model” can be handled simultaneously. This makes it possible to construct a “hybrid structure tilt model” that is more accurate than the conventional “structure tilt model”.
次に、上述した図1のステップS16の「波動場内挿」について、図8に示した「波動場内挿」の処理の流れを示すフローチャートを参照してより詳細に説明する。
始めに、2次元又は3次元の弾性波探査データを入力する(ステップS31)。なお、このステップS31の処理は、図1におけるステップS11の処理に対応する。
次に、ステップS31で入力された2次元又は3次元の弾性波探査データを、3次元空間上に配列することによりビンニングの処理を行う(ステップS32)。なお、このステップS32の処理は、図1におけるステップS12の処理に対応する。
Next, the “wave field interpolation” in step S16 of FIG. 1 described above will be described in more detail with reference to the flowchart showing the flow of the “wave field interpolation” process shown in FIG.
First, two-dimensional or three-dimensional elastic wave exploration data is input (step S31). Note that the processing in step S31 corresponds to the processing in step S11 in FIG.
Next, binning processing is performed by arranging the two-dimensional or three-dimensional elastic wave exploration data input in step S31 in a three-dimensional space (step S32). Note that the processing in step S32 corresponds to the processing in step S12 in FIG.
次に、3次元空間上でデータが存在しない領域に対して、以下の「条件1」、「条件2」を満たす出力点に対して、擬似データを生成する。(ステップS33)。「条件1」としては、「擬似データを算出する際に、指定した数以上の入力データを用いること」という条件を設定する。ここで、入力データとしては、ステップS31で入力される弾性波探査データ、又は、ステップS34で生成される擬似データが使用される。
Next, pseudo data is generated for an output point that satisfies the following “
また、「条件2」としては、「擬似データを出力する点の所定の距離以内に少なくとも1つの入力データが存在すること」という条件が設定される。
なお、ここでは、ステップS33において「条件1」と「条件2」の両方の条件を設定して擬似データの生成する場合について説明しているが、「条件1」又は「条件2」のいずれか一方の条件だけを設定して擬似データを生成するようにしても構わない。
次に、ステップS33で上述した「条件1」、「条件2」を満たす領域が存在する場合には、出力点に対して以下の式(1)に示す計算式に基づいて擬似データを作成する(ステップS34)。
In addition, as “
Note that here, a case has been described in which pseudo data is generated by setting both “
Next, if there is a region that satisfies the above-described “
なお、上記の式(1)では、以下の式(2)に基づいて重み付けが行われる。
ここで、式(2)において、c1、c2は、以下の式(3)で定義される「傾斜」のデータである。 Here, in the formula (2), c1 and c2 are “inclination” data defined by the following formula (3).
図8に戻り、ステップS34の擬似データの生成によって、擬似データが存在しない領域がなくなったか否かの判断が行われる(ステップS35)。
データが存在しない領域のうち、擬似データが生成されていない領域が存在する場合には、ステップS35において、「NO」と判断され再度ステップS33に進む。その後、データが存在しない領域の全てに擬似データが出力されるまで、ステップS33〜S35の処理が繰り返される。
Returning to FIG. 8, it is determined whether or not there is no area in which no pseudo data exists due to the generation of the pseudo data in step S34 (step S35).
If there is an area in which no pseudo data is generated among the areas where no data exists, “NO” is determined in step S35, and the process proceeds to step S33 again. Thereafter, the processes in steps S33 to S35 are repeated until the pseudo data is output to all areas where no data exists.
データが存在しない領域の全てに、擬似データが生成された場合には、ステップS35において「YES」と判断されステップS36に進む。
ステップS36では、ステップ35において擬似データで埋め立てられた、3次元画像のデータが出力される。なお、上述したステップS33〜S36の処理は、図1におけるステップS16の処理に対応する。
If the pseudo data is generated in all the areas where no data exists, “YES” is determined in the step S35, and the process proceeds to the step S36.
In step S36, the three-dimensional image data filled with the pseudo data in step 35 is output. Note that the processing in steps S33 to S36 described above corresponds to the processing in step S16 in FIG.
次に、上述した図8のステップS33の擬似データを算出する際の演算処理について、より詳細に説明する。
ここでは、説明を簡単にするため図9に示すようにX方向に8格子、Y方向に13格子の合計104格子の領域に擬似データを生成する場合について説明する。また、図9に示した領域内に弾性波探査データに対応する初期データとして、5つのデータ(X,Y)=A(3,3)、B(5,3)、C(4,4)、D(3,5)、E(9,6)が与えられている場合について説明する。
Next, the calculation process when calculating the pseudo data in step S33 of FIG. 8 described above will be described in more detail.
Here, for the sake of simplicity of explanation, a case will be described in which pseudo data is generated in a total of 104 lattice areas of 8 lattices in the X direction and 13 lattices in the Y direction as shown in FIG. Further, five data (X, Y) = A (3, 3), B (5, 3), C (4, 4) as initial data corresponding to the elastic wave exploration data in the region shown in FIG. , D (3, 5), E (9, 6) will be described.
始めに、上述した「条件1」と「条件2」を設定せずに移動平均アルゴリズムによる演算を行って、図9のデータの存在しない格子に対して擬似データを生成する場合について、図10(a)〜図11(a)を参照して説明する。
この移動平均アルゴリズムでは、「条件1」が設定されていないため、擬似データを算出する際にいずれかの格子に存在するデータを単にコピーする処理が行われる場合がある。また、「条件2」を設定していないため、1回の移動平均アルゴリズムで複数の格子に同じ擬似データを生成する処理が行われる場合がある。以下に、この移動平均アルゴリズムを使用して波動場内挿を行う場合について説明する。
First, with respect to the case where pseudo data is generated for a lattice in which no data exists in FIG. 9 by performing an operation using the moving average algorithm without setting the above-mentioned “
In this moving average algorithm, since “
図9で与えられている初期データに対して、移動平均アルゴリズムを用いて演算を1回行うと、図10(a)に示す「1世代目」のデータが生成される。
なお、図10(a)のデータ「a」、「b」、「c」、「d」、「e」は、それぞれデータ「A」、「B」、「C」、「D」、「E」の単なるコピーであることを示している。一方、☆印で示さたデータは、異なる2種類以上の格子のデータに基づいて生成されたデータであることを表している。
When the initial data given in FIG. 9 is calculated once using the moving average algorithm, the “first generation” data shown in FIG. 10A is generated.
The data “a”, “b”, “c”, “d”, and “e” in FIG. 10A are the data “A”, “B”, “C”, “D”, and “E”, respectively. "Is just a copy of". On the other hand, the data indicated by ☆ indicates that the data is generated based on data of two or more different types of lattices.
図10(a)に示すデータに基づいて2回目の演算を行うと、図10(b)に示す「2世代目」のデータが生成される。以下、同様にして移動平均アルゴリズムの演算を繰り返すと、「3世代目」(図10(c))、「4世代目」(図10(d))、「5世代目」(図11(a))というように、次第にデータの欠落している格子に擬似データが生成されていく。
従来用いられていた移動平均アルゴリズムを用いると、図11(a)に示すように演算を5回繰り返した「5世代目」において、8格子×13格子の領域は全て擬似データにより埋められる。
When the second calculation is performed based on the data shown in FIG. 10A, the “second generation” data shown in FIG. 10B is generated. Thereafter, when the calculation of the moving average algorithm is repeated in the same manner, “third generation” (FIG. 10C), “fourth generation” (FIG. 10D), “fifth generation” (FIG. 11A )), The pseudo data is gradually generated in the lattice where data is missing.
If the moving average algorithm used conventionally is used, as shown in FIG. 11A, in the “fifth generation” in which the calculation is repeated five times, the area of 8 lattices × 13 lattices is all filled with pseudo data.
しかし、「5世代目」のデータは、図11(a)に示すように、もとのデータ「A」の周囲の領域は、データ「A」を単にコピーしたデータである「a」により占有されている。これと同様に、初期データ「B」、「C」、「D」、「E」の周囲の領域についても、データ「B」、「C」、「D」、「E」を単にコピーしたデータである「b」、「c」、「d」、「e」によりそれぞれ占有されている。 However, in the “fifth generation” data, as shown in FIG. 11A, the area around the original data “A” is occupied by “a” which is a copy of the data “A”. Has been. Similarly, data obtained by simply copying the data “B”, “C”, “D”, and “E” in the areas around the initial data “B”, “C”, “D”, and “E”. Are occupied by “b”, “c”, “d”, and “e”, respectively.
また、データ「a」、「b」、「c」、「d」、「e」により占有される領域の境界には、2つ以上の入力データに基づいて生成された擬似データであることを示す☆印のデータが存在している。しかし、横方向パターン(X,Y)=(1,4)、(2,4)、(3,4)、上下方向パターン(4,1)、(4,2)、(4,3)、斜め方向パターン(4,6)、(5,5)、(6,4)、(7,3)、(8,2)、(9,1)のように、規則的なパターンが発生しており、質の良いデータが生成されているとはいえない。 Further, the boundary of the area occupied by the data “a”, “b”, “c”, “d”, “e” is pseudo data generated based on two or more input data. The data marked with ☆ is present. However, the horizontal pattern (X, Y) = (1,4), (2,4), (3,4), the vertical pattern (4,1), (4,2), (4,3), Regular patterns such as diagonal direction patterns (4, 6), (5, 5), (6, 4), (7, 3), (8, 2), (9, 1) are generated. Therefore, it cannot be said that high-quality data is generated.
上述した初期データ「A」、「B」、「C」、「D」、「E」のコピー「a」、「b」、「c」、「d」、「e」が大量に生成されるという問題を解決するために、本実施形態では、移動平均アルゴリズムの演算を行う際に、「条件1」として「擬似データを算出する際に、指定した数以上の入力データを用いること」という条件を設定することとした。
以下の説明では、「条件1」として、より具体的に「擬似データを算出する際に、2つ以上の入力データを用いること」という条件を設定する場合について説明する。
A large amount of copies “a”, “b”, “c”, “d”, “e” of the above-described initial data “A”, “B”, “C”, “D”, “E” are generated. In order to solve the problem, in the present embodiment, when performing the operation of the moving average algorithm, the condition that “use the specified number or more of input data when calculating the pseudo data” is used as “
In the following description, the case where the condition “use two or more input data when calculating pseudo data” is set as “
図9に示す初期データに対して擬似データを生成する場合について、図12(a)〜図14(c)を参照して説明する。
図9の初期データに対して、移動平均アルゴリズムの演算を1回行うと、図12(a)に示す「1世代目」のデータが生成される。
図12(a)に示した「1世代目」のデータは、図10(a)で説明した従来の移動平均アルゴリズムを使用して作成した「1世代目」のデータと比較しても分かるように、初期データ「A」、「B」、「C」、「D」、「E」の単なるコピーである「a」、「b」、「c」、「d」、「e」は存在しない。
The case of generating pseudo data for the initial data shown in FIG. 9 will be described with reference to FIGS. 12 (a) to 14 (c).
When the calculation of the moving average algorithm is performed once on the initial data of FIG. 9, the “first generation” data shown in FIG. 12A is generated.
The “first generation” data shown in FIG. 12A can be understood by comparing with the “first generation” data created using the conventional moving average algorithm described in FIG. In addition, there is no “a”, “b”, “c”, “d”, “e” which is a simple copy of the initial data “A”, “B”, “C”, “D”, “E”. .
図12(a)に示した「1世代目」のデータに基づいて、データの存在しない格子に対して擬似データを生成する移動平均アルゴリズムの演算を繰り返すことにより、「2世代目」(図12(b))、「3世代目」(図12(c))、「4世代目」(図12(d))、「5世代目」(図13(a))、「6世代目」(図13(b))、「7世代目」(図13(c))、「8世代目」(図13(d))、「9世代目」(図14(a))、「10世代目」(図14(b))、「11世代目」(図14(c))というように、8格子×13格子の領域の中のデータが存在しない領域に対して、次第に擬似データが生成されていく。 Based on the data of the “first generation” shown in FIG. 12A, by repeating the operation of the moving average algorithm that generates pseudo data for the lattice in which no data exists, the “second generation” (FIG. 12 (B)), “3rd generation” (FIG. 12C), “4th generation” (FIG. 12D), “5th generation” (FIG. 13A), “6th generation” ( 13 (b)), “7th generation” (FIG. 13 (c)), “8th generation” (FIG. 13 (d)), “9th generation” (FIG. 14 (a)), “10th generation” ”(FIG. 14B) and“ 11th generation ”(FIG. 14C), pseudo data is gradually generated for an area in which no data exists in an 8 × 13 grid area. To go.
「11世代目」(図14(c))において、8格子×13格子の合計108格子は、初期データと擬似データにより完全に埋められる。この「11世代目」のデータ(図14(c))を、従来の移動平均アルゴリズムを使用して擬似データの生成を行ったデータ(図11(a))と比較すると分かるように、初期データ「A」、「B」、「C」、「D」、「E」以外の格子は全て☆印のデータで埋められており、データが滑らかに変化する質のよいデータが生成されることを示している。
しかし、図14(c)に示すデータでは、初期データ「A」、「B」、「C」、「D」、「E」の単なるコピーである「a」、「b」、「c」、「d」、「e」は存在しないものの、移動平均アルゴリズムにより擬似データを生成する際に、同じデータが複数作成されてしまう可能性がある。
In the “11th generation” (FIG. 14C), a total of 108 lattices of 8 lattices × 13 lattices are completely filled with initial data and pseudo data. As can be seen from comparison of this “11th generation” data (FIG. 14C) with data (FIG. 11A) in which pseudo data is generated using a conventional moving average algorithm, the initial data All grids other than “A”, “B”, “C”, “D”, and “E” are all filled with the data marked with ☆, so that high-quality data with smooth changes can be generated. Show.
However, in the data shown in FIG. 14C, “a”, “b”, “c”, which is a simple copy of the initial data “A”, “B”, “C”, “D”, “E”, Although “d” and “e” do not exist, when the pseudo data is generated by the moving average algorithm, a plurality of the same data may be created.
例えば、図15に示すように、初期データ「A1」及び「B1」から、データが存在しない領域に移動平均アルゴリズムを使用して擬似データの補間及び補外を行う場合、「条件1」として「擬似データを算出する際に、2つ以上の入力データを用いること」という条件を設定しているため、補間によって生成されるデータ「d1」と、補外によって生成されるデータ「d2」は、初期データ「A1」、「B1」の単なるコピーとなることはない。しかし、1回の移動平均アルゴリズムによって、データ「d3」及び「d4」として、データ「B1」及び「d2」に基づいて擬似データが生成されるため、データ「d3」、「d4」に同じ擬似データが生成される。
なお、図15の移動平均アルゴリズムでは、生成する擬似データと、その擬似データを生成するために使用するデータとの距離を3つ隣りまで許可する場合について説明した。
For example, as shown in FIG. 15, when performing interpolation and extrapolation of pseudo data using the moving average algorithm from the initial data “A1” and “B1” to an area where no data exists, Since the condition “use two or more input data when calculating pseudo data” is set, the data “d1” generated by interpolation and the data “d2” generated by extrapolation are: The initial data “A1” and “B1” are not simply copied. However, since the pseudo data is generated based on the data “B1” and “d2” as the data “d3” and “d4” by one moving average algorithm, the same pseudo data is used for the data “d3” and “d4”. Data is generated.
In the moving average algorithm of FIG. 15, the case where the distance between the pseudo data to be generated and the data used to generate the pseudo data is allowed to be adjacent to three is described.
本実施形態の3次元画像生成方法では、「条件1」に加えて、更に「条件2」として「擬似データを出力する点の所定の距離以内に少なくとも1つの入力データが存在すること」という条件を付加することにより、1回の移動平均アルゴリズムの演算で、同じデータが生成されることを防止し、より精度のよい3次元画像を生成することができる。
以下に、より具体的な条件として「擬似データを算出する際に、2つ以上の入力データを用いること」という「条件1」、及び、「擬似データを出力する1格子以内に少なくとも1つの入力データが存在すること」という「条件2」を設定して、移動平均アルゴリズムの演算を行った場合の結果について説明する。
In the three-dimensional image generation method according to the present embodiment, in addition to “
In the following, as more specific conditions, “
図9に示す初期データに対して擬似データを生成する場合について、図16(a)〜図18(d)を参照して説明する。
図9の初期データに対して、移動平均アルゴリズムの演算を1回行うと、図16(a)に示す「1世代目」のデータが得られる。
図16(a)に示した「1世代目」のデータに基づいて、データの存在しない格子に対して擬似データを生成する移動平均アルゴリズムの演算を繰り返すことにより、「2世代目」(図16(b))、「3世代目」(図16(c))、「4世代目」(図16(d))、「5世代目」(図17(a))、「6世代目」(図17(b))、「7世代目」(図17(c))、「8世代目」(図17(d))、「9世代目」(図18(a))、「10世代目」(図18(b))、「11世代目」(図18(c))、「12世代目」(図18(d))というように、8格子×13格子の領域の中のデータが存在しない領域に対して、次第に擬似データが生成されていく。
The case of generating pseudo data for the initial data shown in FIG. 9 will be described with reference to FIGS. 16 (a) to 18 (d).
When the calculation of the moving average algorithm is performed once on the initial data of FIG. 9, the “first generation” data shown in FIG. 16A is obtained.
Based on the data of the “first generation” shown in FIG. 16A, by repeating the calculation of the moving average algorithm that generates pseudo data for the lattice in which no data exists, the “second generation” (FIG. 16) is repeated. (B)), “third generation” (FIG. 16C), “fourth generation” (FIG. 16D), “fifth generation” (FIG. 17A), “sixth generation” ( FIG. 17B), “7th generation” (FIG. 17C), “8th generation” (FIG. 17D), “9th generation” (FIG. 18A), “10th generation” ”(FIG. 18B),“ 11th generation ”(FIG. 18C),“ 12th generation ”(FIG. 18D), the data in the region of 8 lattices × 13 lattices The pseudo data is gradually generated for the non-existing area.
「12世代目」(図18(d))において、8格子×13格子の領域は、初期データと擬似データにより完全に埋められる。この「12世代目」のデータ(図18(d))では、初期データ「A」、「B」、「C」、「D」、「E」以外の格子は全て☆印のデータで埋められており、データが滑らかに変化していることを示している。
また、「条件1」を設定した場合だけだと、図9に示す初期データから、移動平均アルゴリズムによる演算を1回行うと、例えば、初期データ「A」から1格子離れた(X,Y)=(4,3)の格子、及び、初期データ「A」から2格子((X,Y)=(4,3)、(4,2))離れた(X,Y)=(4,2)の格子に対して擬似データが一度に生成されていた。
しかし、「条件2」を付加したことにより、図16(a)に示すように、移動平均アルゴリズムによる演算を1回行うと、初期データ「A」から1格子離れた(X,Y)=(4,3)の格子にのみ擬似データが生成され、初期データ「A」から2格子((X,Y)=(4,3)、(4,2))離れた(X,Y)=(4,2)の格子に対しては擬似データが生成されない。
In the “12th generation” (FIG. 18D), the area of 8 lattices × 13 lattices is completely filled with initial data and pseudo data. In the “12th generation” data (FIG. 18D), all the grids other than the initial data “A”, “B”, “C”, “D”, and “E” are filled with the data marked with “☆”. This indicates that the data is changing smoothly.
Further, only when “
However, by adding “
例えば、図19に示すように、初期データ「A2」及び「B2」から、データが存在しない領域に移動平均アルゴリズムを使用して擬似データの補間及び補外を行う場合、「条件1」として「擬似データを算出する際に、2つ以上の入力データを用いること」という条件を設定しているため、補間によって生成されるデータ「d5」と、補外によって生成されるデータ「d6」、「d7」、「d8」は、初期データ「A2」、「B2」の単なるコピーとなることはない。 For example, as shown in FIG. 19, when performing interpolation and extrapolation of pseudo data from the initial data “A2” and “B2” using a moving average algorithm to an area where no data exists, Since the condition “use two or more input data when calculating the pseudo data” is set, the data “d5” generated by the interpolation and the data “d6”, “ “d7” and “d8” are not simply copies of the initial data “A2” and “B2”.
また、「条件2」として「擬似データを出力する1格子以内に少なくとも1つの入力データが存在すること」という条件を設定しているため、1回の移動平均アルゴリズムの演算ごとに、データ「d6」、「d7」、「d8」というように、1格子ずつ擬似データが生成されることになる。
なお、図19の移動平均アルゴリズムでは、生成する擬似データと、その擬似データを生成するために使用するデータとの距離を3つ隣りまで許可する場合について説明した。
上記のように「条件1」及び「条件2」を設定して移動平均アルゴリズムの演算を行うことにより、データの存在しない領域に対して、1格子ずつより滑らかに変化する擬似データを生成することができるので、作成する3次元画像の質を向上させることができる。
In addition, since the condition “at least one input data exists within one grid for outputting pseudo data” is set as “
In the moving average algorithm of FIG. 19, a case has been described in which the distance between the pseudo data to be generated and the data used to generate the pseudo data is allowed up to three neighbors.
By generating “
次に、本発明の実施形態による3次元画像生成方法を使用した場合の効果について説明する。
図20(b)は、地下地質構造の断面図(x−t平面)のデータである。ここで、本実施形態による3次元画像生成方法の効果を確認するために、図20(b)のデータの半分を間引いたデータを図20(a)に示す。このデータの半分が間引かれた断面図のデータ(図20(a))に対して、本実施形態による3次元画像生成方法を適用して、データが欠落している領域に対して擬似データを生成して内挿を行った結果を図20(c)に示す。
Next, the effect when using the three-dimensional image generation method according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG.20 (b) is data of sectional drawing (xt plane) of underground geological structure. Here, in order to confirm the effect of the three-dimensional image generation method according to the present embodiment, data obtained by thinning out half of the data in FIG. 20B is shown in FIG. By applying the three-dimensional image generation method according to the present embodiment to the cross-sectional data (FIG. 20A) from which half of this data is thinned, pseudo data is generated for the area where the data is missing. FIG. 20C shows the result of generating and interpolating.
図20(b)と図20(c)を比較してみると分かるように、データの半分が間引かれた断面図のデータ(図20(a))に対して、本実施形態による3次元画像生成方法を適用して復元した断面図のデータ(図20(c))と、データの半分が間引かれる前の断面図のデータ(図20(b))は、極めて良く一致しており、データの欠落した画像から高い精度で画像を復元することができる。
なお、図20(a)〜(c)では、所定の地点における断面図のデータのみを示したが、実際には紙面に対して手前方向及び奥方向にも断面図のデータが存在しており、このデータを用いることにより3次元画像を生成することができる。
As can be seen by comparing FIG. 20B and FIG. 20C, the three-dimensional data according to the present embodiment is used for the cross-sectional data (FIG. 20A) in which half of the data is thinned out. The data of the cross-sectional view restored by applying the image generation method (FIG. 20C) and the data of the cross-sectional view before the half of the data is thinned (FIG. 20B) match very well. The image can be restored with high accuracy from the image lacking data.
In FIGS. 20A to 20C, only the data of the cross-sectional view at the predetermined point is shown, but actually, the cross-sectional view data also exist in the front and back directions with respect to the paper surface. By using this data, a three-dimensional image can be generated.
一方、図21(b)は、地下地質構造の水平面(x−y平面)のデータである。ここで、本実施形態による3次元画像生成方法の効果を確認するために、図21(b)のデータの半分を間引いたものを図21(a)に示す。このデータの半分が間引かれた水平面のデータ(図21(a))に対して、本実施形態による3次元画像生成方法を適用して、データが欠落している領域に対して擬似データを生成して内挿を行った結果を図21(c)に示す。
図21(b)と図21(c)を比較してみると分かるように、データの半分が間引かれた水平面のデータ(図21(a))に対して、本実施形態による3次元画像生成方法を適用して復元した水平面のデータ(図21(c))と、データの半分が間引かれる前の水平面のデータ(図21(b))は、極めて良く一致しており、データの欠落した画像から高い精度で画像を復元することができる。
On the other hand, FIG.21 (b) is the data of the horizontal surface (xy plane) of an underground geological structure. Here, in order to confirm the effect of the three-dimensional image generation method according to the present embodiment, FIG. 21A shows a result obtained by thinning out half of the data in FIG. By applying the three-dimensional image generation method according to the present embodiment to the horizontal plane data (FIG. 21 (a)) from which half of this data is thinned, pseudo data is generated for the area where the data is missing. The result of generating and interpolating is shown in FIG.
As can be seen by comparing FIG. 21B and FIG. 21C, the three-dimensional image according to the present embodiment is applied to the horizontal plane data (FIG. 21A) from which half of the data is thinned. The horizontal plane data restored by applying the generation method (FIG. 21 (c)) and the horizontal plane data before half of the data is thinned out (FIG. 21 (b)) are in very good agreement. The image can be restored with high accuracy from the missing image.
上述した本発明の実施形態による3次元画像生成方法によれば、不規則性が高く欠落がある3次元データに対して、より精度の高い3次元画像化を行うことが可能となる。また2次元調査に対しても、複数の2次元調査データを包括し、一つの不規則な3次元データとみなすことによって、本実施形態による3次元画像生成方法を用いることが可能であるため、従来の2次元画像より精度の高い地下構造の再現を行うことができる。 According to the above-described three-dimensional image generation method according to the embodiment of the present invention, it is possible to perform more accurate three-dimensional imaging on three-dimensional data having high irregularity and lacking. In addition, since the two-dimensional survey includes a plurality of two-dimensional survey data and is regarded as one irregular three-dimensional data, the three-dimensional image generation method according to the present embodiment can be used. The underground structure can be reproduced with higher accuracy than conventional two-dimensional images.
なお、上述した本発明の実施形態では、図8のステップS33の「波動場内挿」を行う際に、「条件1」として「擬似データを算出する際に、2つ以上の入力データを用いること」という条件を設定する場合について説明したが、これに限定されるものではない。「擬似データを算出する際に、3つ以上の入力データを用いること」を条件とすることも可能である。擬似データを算出する際に、より多くのデータを用いるようにすることにより、3次元画像生成方法により生成される3次元画像の質を向上させることができる。
In the embodiment of the present invention described above, when “wave field interpolation” in step S33 of FIG. 8 is performed, “
また、上述した本発明の実施形態では、図8のステップS33の「波動場内挿」を行う際に「条件2」として「擬似データを出力する1格子以内に少なくとも1つの入力データが存在すること」という条件を設定する場合について説明したが、これに限定されるものではない。「擬似データを出力するn格子以内(nは2以上の整数)に少なくとも1つの入力データが存在すること」を条件とすることも可能である。nを増加させることにより、生成される擬似データの質は劣化するが、移動平均アルゴリズムの計算速度は向上する。
また、上述したnを√2等とすることにより、擬似データを生成する格子の上下左右の格子との距離だけではなく、斜め方向における格子との距離を考慮するようにしても構わない。
Further, in the above-described embodiment of the present invention, when “wave field interpolation” in step S33 of FIG. 8 is performed, “
In addition, by setting the above-mentioned n to √2, etc., not only the distance from the top, bottom, left and right grids of the grid for generating the pseudo data, but also the distance from the grid in the oblique direction may be considered.
なお、以上説明した実施形態において、図1に示したステップS11〜S17、図4に示したステップS21〜S29、図8に示したステップS31〜S36は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、図1に示したステップS11〜S17、図4に示したステップS21〜S29、図8に示したステップS31〜S36は、メモリおよびCPU(中央演算装置)により構成され、これらの機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。 In the embodiment described above, steps S11 to S17 shown in FIG. 1, steps S21 to S29 shown in FIG. 4, and steps S31 to S36 shown in FIG. 8 are realized by dedicated hardware. The steps S11 to S17 shown in FIG. 1, the steps S21 to S29 shown in FIG. 4, and the steps S31 to S36 shown in FIG. 8 are constituted by a memory and a CPU (central processing unit). The function may be realized by loading a program for realizing these functions into a memory and executing the program.
また、図1に示したステップS11〜S17、図4に示したステップS21〜S29、図8に示したステップS31〜S36の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより3次元画像の生成を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。 Also, a program for realizing the functions of steps S11 to S17 shown in FIG. 1, steps S21 to S29 shown in FIG. 4, and steps S31 to S36 shown in FIG. 8 is recorded on a computer-readable recording medium. The program recorded on the recording medium may be read by a computer system and executed to generate a three-dimensional image. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
3次元画像を測定することが困難な地域における地下地質構造を把握するために本発明による3次元画像生成方法及びプログラムを使用することが可能である。 In order to grasp the underground geological structure in an area where it is difficult to measure a three-dimensional image, the three-dimensional image generation method and program according to the present invention can be used.
1・・・データ入力手段
2・・・ビンニング手段
3・・・構造図作成手段
4傾斜読みとり手段
5・・・ハイブリッド構造傾斜モデル構築手段
6・・・波動場内挿手段
7・・・マイグレーション手段
10・・・3次元画像生成装置
S01〜S04・・・従来使用されていた3次元画像を生成する際に行う処理
S11〜S17・・・3次元画像を生成する際に行う処理
S21〜S29・・・構造傾斜モデルを作成する際に行う処理
S31〜S36・・・波動場内挿入の処理の際に行う処理
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1のステップで入力した2次元又は3次元の弾性波探査データを3次元空間上に配列することによりビンニングを行う第2のステップと、
前記第2のステップでビンニングを行ったデータに基づいて、構造解釈を行うことにより構造図を作成する第3のステップと、
前記第2のステップでビンニングを行ったデータに基づいて、傾斜読みとりを行う第4のステップと、
前記第3のステップで作成した構造図、及び、前記第4のステップで読みとった傾斜のデータに基づいて、ハイブリッド構造傾斜モデルを構築する第5のステップと、
前記第2のステップでビンニングを行ったデータと、前記第5のステップで作成したハイブリッド構造傾斜モデルに基づいて、データの欠落している領域に対して移動平均アルゴリズムを使用して擬似データを生成することにより波動場内挿を行う第6のステップと、
前記第6のステップにおいて波動場内挿を行うことにより得られたデータを3次元画像化することによりマイグレーションを行う第7のステップと、
を有することを特徴とする3次元画像生成方法。 A first step of inputting 2D or 3D elastic wave exploration data;
A second step of performing binning by arranging the two-dimensional or three-dimensional elastic wave exploration data input in the first step in a three-dimensional space;
A third step of creating a structural diagram by performing structural interpretation based on the data binned in the second step;
A fourth step of performing tilt reading based on the data binned in the second step;
A fifth step of constructing a hybrid structure tilt model based on the structure diagram created in the third step and the tilt data read in the fourth step;
Based on the data binned in the second step and the hybrid structure gradient model created in the fifth step, pseudo data is generated using a moving average algorithm for the area where data is missing A sixth step of performing wave field interpolation by
A seventh step of performing migration by converting the data obtained by performing wave field interpolation in the sixth step into a three-dimensional image;
A three-dimensional image generation method characterized by comprising:
前記第1のステップで入力した2次元又は3次元の弾性波探査データを3次元空間上に配列することによりビンニングを行う第2のステップと、
前記第2のステップでビンニングを行ったデータに基づいて、構造解釈を行うことにより構造図を作成する第3のステップと、
前記第2のステップでビンニングを行ったデータに基づいて、傾斜読みとりを行う第4のステップと、
前記第3のステップで作成した構造図、及び、前記第4のステップで読みとった傾斜のデータに基づいて、ハイブリッド構造傾斜モデルを構築する第5のステップと、
前記第2のステップでビンニングを行ったデータと、前記第5のステップで作成したハイブリッド構造傾斜モデルに基づいて、データの欠落している領域に対して移動平均アルゴリズムを使用して擬似データを生成することにより波動場内挿を行う第6のステップと、
前記第6のステップにおいて波動場内挿を行うことにより得られたデータを3次元画像化することによりマイグレーションを行う第7のステップと、
をコンピュータに実行させるための3次元画像生成プログラム。 A first step of inputting 2D or 3D elastic wave exploration data;
A second step of performing binning by arranging the two-dimensional or three-dimensional elastic wave exploration data input in the first step in a three-dimensional space;
A third step of creating a structural diagram by performing structural interpretation based on the data binned in the second step;
A fourth step of performing tilt reading based on the data binned in the second step;
A fifth step of constructing a hybrid structure tilt model based on the structure diagram created in the third step and the tilt data read in the fourth step;
Based on the data binned in the second step and the hybrid structure gradient model created in the fifth step, pseudo data is generated using a moving average algorithm for the area where data is missing A sixth step of performing wave field interpolation by
A seventh step of performing migration by converting the data obtained by performing wave field interpolation in the sixth step into a three-dimensional image;
A three-dimensional image generation program for causing a computer to execute.
The three-dimensional image generation program according to claim 7, wherein the moving average algorithm is calculated by setting the predetermined distance to one grid.
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