一种基于图像轮廓分析的地震数据重构方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106772582A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611147988.X(22)申请日2016.12.13(71)申请人西京学院地址710199陕西省西安市长安区西京路1号西京学院(72)发明人刘洋(74)专利代理机构西安西达专利代理有限责任公司61202代理人高亦哲(51)Int.Cl.G01V1/28(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种基于图像轮廓分析的地震数据重构方法(57)摘要一种基于图像轮廓分析的地震数据重构方法，基于图像轮廓特征的，直接将含缺失波场的地震剖面图作为处理对象，利用计算机视觉中重要的轮廓提取识别方法，对波场数据形成的图像进行处理，利用所提取的轮廓信息，对波场缺失数据中的波场走向进行预测，进而对缺失波场进行准确填充，重构精度更高，保真度也得到了显著增强，对于地下介质信息未知的情形尤其有效。此外，在整个实现过程中，都由计算机程序自动进行，降低了人工处理的难度和复杂程度。CN106772582ACN106772582A权利要求书1/1页1.一种基于图像轮廓分析的地震数据重构方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将波场值转换成图片的形式；采用任意读取地震记录的软件，或任意地震处理、解释的软件，将数字化的地震记录图像化，采用灰度图格式；2）对步骤1）转换后的波场灰度图的图像全局轮廓特征进行提取，对于未缺失部分的波场，采用轮廓提取后，可以得到相应部分图像轮廓的局部特征；再进行轮廓筛选，设定一个阈值，筛选出大于此阈值的轮廓，也就是只保留大于某一像素面积的轮廓，这样可以剔除图像中提取出来的混杂轮廓，防止噪声恢复，有效提高地震资料信噪比；3）通过对提取的轮廓进行描述，包括轮廓的位置、由轮廓离散点描述的直线斜率和曲线拟合多项式，若同相轴弯曲程度不大，同相轴斜率变化不大的情况下，用直线拟合实现较好的重构结果，若同相轴弯曲剧烈，斜率变化大，采用多项式拟合保持同相轴的连续性和地震记录的真实性；4）按照灰度图中同相轴的轮廓进行图像重构，按照多项式拟合出来的曲线形态，利用缺失数据左右的已知数据，在曲线走向上进行插值计算，得到缺失波场处的波场值；调试时，按照不同的像素宽度拟合，找出最佳拟合结果。2CN106772582A说明书1/3页一种基于图像轮廓分析的地震数据重构方法技术领域[0001]本发明涉地震数据处理技术领域，具体涉及一种基于图像轮廓分析的地震数据重构方法。背景技术[0002]波场重构是针对地震数据规则化和均一化需求而提出的。随着勘探程度的不断提高，复杂地形地质环境给勘探实验引入了新的困难，此时所采集地震数据的完整性和规则性受到挑战。在实际野外采集中，存在的障碍物、禁采区和废道剔除等都会造成地震数据的缺失或不均匀现象，尤其是在起伏地表情形下，检波器与地面难以良好耦合引起的数据缺失现象更加严重。此外，在物理模拟中，换能器和模型表面在比较陡峭的区域，同样会出现耦合不好的现象。野外采集的障碍物、禁采区和废道剔除等都会造成地震数据的缺失或不均匀现象，当然采集成本也是影响地震数据质量的一大重要因素。为此，本章根据起伏地表物理模拟和实际采集中，可能出现的对数据不完整、不规则问题，对地震数据进行重构方法进行了着重研究。[0003]在地震勘探数据处理中，波场重构可以理解为一种反演问题，即由已知波场，重构出缺失波场数据，并对波场缺失部分进行填充。最早的解决办法是用相邻道的地震数据替代，或者进行道间插值，亦或道内插值。这类方法精确度太低，不能满足实际生产精度的需要。为解决该问题，地震记录的连续性和方向性在数据重构中得到了越来越多的关注，例如第一章中提到的三类重构方法：基于波动方程的重构方法，基于预测滤波的重构方法，以及基于数学变换的重构方法。这些方法在应用过程中需要增加额外的限定条件，例如，它们大都是针对地震数据规则缺失的情况，或者要求已知地下介质的速度，或者需要满足同相轴是线性的假设。对于这些特殊情况之外的更加一般应用情形，这些方法应用起来更加繁琐，实现难度也进一步增大。[0004]一般而言，波场数据重构包括数据的正则化、数据值内插或者数据外推三个部分。如前所述，目前被提出的波场数据重构方法主要包括波动方程法、滤波法和描述域变换法等。其中，变换法需要的先验信息少，限制条件少，能够适应于更一般的随机空间采样所得到的地震记录及其子集之中，当转化过程能够有效计算的情况下，变换法能达到很高的计算速度。最小二乘（LeastSquares,LS）傅立叶重构方法便是一种典型的变换法，自提出以来的很长一段时间里，仍然被广泛应用。在LS傅立叶重构方法的基础上，近年来不断有新的转化法被提出，主要包括抗泄漏傅立叶、匹配内插法等。