基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法。其包括以下步驟：螞蟻體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)二值化、數(shù)據(jù)去噪處理、建立初始種子點(diǎn)隊列、建立連通分支、確定斷層點(diǎn)、求取斷層點(diǎn)法向量、斷層面劃分、斷層面二次劃分和擬合構(gòu)面。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用基于空間網(wǎng)格距離的方法，得到的斷層面能很好的將交叉斷面分離，而且更具有完整性，能較好的跟原始數(shù)據(jù)中的斷層相吻合；同時采用大數(shù)據(jù)處理算法，使本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)更方便高效。
【專利說明】基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于斷層曲面自動提取方法【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法。

【背景技術(shù)】
[0002]地震資料解釋是地質(zhì)勘探中一個非常重要的部分，其中斷層的解釋更是核心部分之一。地殼巖層或者巖體當(dāng)受到強(qiáng)度足夠大的外力作用時會發(fā)生破裂，然后沿著破裂面發(fā)生明顯的相對位移，此時便形成了斷裂構(gòu)造。地震斷裂在地殼中十分常見也十分重要，它通常分為節(jié)理和斷層兩類，其中地震斷層會影響石油和天然氣等的形成和分布，因此解釋和弄清斷層的分布對石油、天然氣等資源的勘探和開采都具有極為重要的意義。上世紀(jì)80年代之前，地質(zhì)工作者大都是通過人工的方式對斷層進(jìn)行解釋，利用三維數(shù)據(jù)的二維剖面和切片信息手動解釋斷層。追蹤斷層時沿著垂直于斷層走向的任意測線方向，或者沿著主測線方向逐線進(jìn)行追蹤，然后沿著地層垂直方向或者水平方向?qū)鄬舆M(jìn)行對比、延伸，從而擴(kuò)展到三維空間中。這種方法具有工作量大、周期長、主觀性強(qiáng)和結(jié)果不可反復(fù)驗證等缺點(diǎn)，其處理過程繁雜而且還容易弓I起較大誤差。該方法的有效運(yùn)用需要解釋人員掌握豐富的地質(zhì)知識，并對解釋過程進(jìn)行頻繁的人工干預(yù)，因此該過程過分依賴于解釋人員有關(guān)地質(zhì)科學(xué)的相關(guān)知識和豐富的經(jīng)驗。隨著計算機(jī)軟硬件技術(shù)的革新以及圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展，研究人員試圖將圖像處理技術(shù)運(yùn)用到地震斷層解釋中，從二維切片的逐道檢測到三維空間體的屬性分析，從人工解釋到自動追蹤，從二維剖面分析到三維數(shù)據(jù)體解釋，斷層識別技術(shù)得到了空前發(fā)展，但仍然存在著諸多難題需要解決，這就使得斷層的識別解釋仍然是地震勘探研究領(lǐng)域的一個重難點(diǎn)。而隨著計算機(jī)三維圖像處理技術(shù)的迅速發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了高分辨率的相干分析技術(shù)，使得提高海量地震數(shù)據(jù)下的三維斷層識別的精度和效率成為可能，也因此成為了一個十分重要的攻關(guān)領(lǐng)域。隨著地質(zhì)勘探的不斷復(fù)雜化以及勘探技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，廣大地質(zhì)勘探工作者以及科研人員對斷層系統(tǒng)的識別與解釋進(jìn)行了深入的研究，提出了越來越多更加方便、更加實(shí)用、更加細(xì)致的描述與解釋斷層的方法。對于三維斷層識別，在1995年，來自Amoco石油公司的Bahorich M.和Farmer S在第65屆SEG年會上正式提出了相干體技術(shù)。1999年，Gersztenkorn[3]等在已有的相干體技術(shù)基礎(chǔ)上提出了一種基于協(xié)方差矩陣的變異相干體方法也為后來相干體技術(shù)的發(fā)展提供了技術(shù)支持和理論依據(jù)。2002年，Cohen等提出了運(yùn)用高層次的數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法以及借助層位的不連續(xù)性等更加準(zhǔn)確而且有效的提取方法，也為后來三維斷層識別解釋技術(shù)的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。Randen等在2002年提出通過“人工螞蟻”進(jìn)行檢測抑制的方式自動提取出地震體中的斷層。該方法首先將三維地震數(shù)據(jù)體中的斷層屬性進(jìn)行增強(qiáng)，包括方差屬性、傾角方位角屬性等，然后針對屬性特征結(jié)合“人工螞蟻”對其進(jìn)行噪聲抑制，最后結(jié)合斷層的走向信息交互式地提取斷層。該方法能夠比較好的起到壓制噪聲和非斷層響應(yīng)的目的。2003年Gibson等提出了一種HCF斷層自動識別方法，該方法使用相干體來衡量地震數(shù)據(jù)的不連續(xù)性，通過預(yù)設(shè)的種子點(diǎn)和閾值從相干體中得到若干斷層小面片，然后通過最大可信度優(yōu)先(highest confidence first, HCF)歸并策略從斷層小面片中獲取最終的斷層曲面。2005年，Dorn和James、Tingdahl、Pierre Jacquemin等分別提出借助信號處理技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及雙霍夫變換(double hough transform)的方法實(shí)現(xiàn)斷層的自動與半自動識別。緊接著在2006年，Admasu等提出了斷層高亮和主動輪廓線提取技術(shù)聯(lián)合的方式實(shí)現(xiàn)了斷層的半自動追蹤。同年,Won-ki Jeong等提出了基于GPU (Graphics Processing Unit)使用交互式操作進(jìn)行斷層識別的方法，該方法在海量地震數(shù)據(jù)的處理領(lǐng)域，具有很大的借鑒意義。2008年，Benjamin J等又提出了基于水平集(level Sets)的交互式斷層曲面計算方法。該方法將水平集計算方法、聚類技術(shù)和三維可視化技術(shù)三者結(jié)合到一起，提取斷層曲面。以上方法追蹤得到的斷層面不能很好的將交叉斷面分離，且不能較好的雨原始數(shù)據(jù)中的斷層吻合，斷層之間可能存在局部粘連現(xiàn)象。在進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理時，由于計算機(jī)內(nèi)存資源的限制，會對斷層曲面的提取產(chǎn)生影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決以上問題，本發(fā)明提出了一種基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0005]S1.利用蟻群算法將地震振幅體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為螞蟻體數(shù)據(jù)；
[0006]S2.將步驟SI中的螞蟻體數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)二值化，具體包括以下步驟:
[0007]S21.在螞蟻體數(shù)據(jù)的最大值和最小值范圍內(nèi)，選取一個中間值作為屬性閾值:
[0008]S22.將螞蟻體數(shù)據(jù)中大于屬性閾值的數(shù)據(jù)對應(yīng)的空間點(diǎn)設(shè)定為空間斷層上的點(diǎn)，并標(biāo)記為I ;
[0009]S23.將螞蟻體數(shù)據(jù)中小于屬性閾值的數(shù)據(jù)對應(yīng)的空間點(diǎn)設(shè)定為背景點(diǎn)或噪聲點(diǎn)，并標(biāo)記為0，得到0，I的二值數(shù)據(jù)體；
[0010]S3.利用開操作方法，對步驟S2中得到的二值數(shù)據(jù)體進(jìn)行去噪處理；
[0011]S4.選取螞蟻體數(shù)據(jù)中空間網(wǎng)格中的一個斷層上的點(diǎn)作為種子點(diǎn)，并將該種子點(diǎn)存入一個數(shù)組中，得到一個初始化的種子點(diǎn)隊列；
[0012]S5.搜索種子點(diǎn)附近的鄰近點(diǎn)，并將鄰近點(diǎn)加入步驟S4中的種子點(diǎn)隊列，得到一個與鄰近關(guān)系對應(yīng)的連通分支，具體包括以下步驟:
[0013]S51.設(shè)定搜索步長為1，根據(jù)空間網(wǎng)格距離和鄰近關(guān)系，搜索種子點(diǎn)的鄰近點(diǎn)；
[0014]S52.將步驟S51中的鄰近點(diǎn)作為種子點(diǎn)加入步驟S4中的種子點(diǎn)隊列中，生成新的種子點(diǎn)隊列，得到一個與鄰近關(guān)系對應(yīng)的連通分支，即為原始斷層面上的點(diǎn)；
[0015]S6.重復(fù)步驟S4和S5，將空間中所有斷層上的點(diǎn)都?xì)w入相應(yīng)的連通分支，確定各個初始斷層面上的點(diǎn)；
[0016]S7.根據(jù)步驟S6中初始斷層面上的點(diǎn)，求取初始斷層面上所有點(diǎn)的法向量，具體包括以下步驟:
[0017]S71.將初始斷層面上的點(diǎn)作為原始點(diǎn)，求取初始斷層面上的每一個原始點(diǎn)的若干領(lǐng)域點(diǎn)；
[0018]S72.將步驟S71中的領(lǐng)域點(diǎn)擬合為一個特征面，求取特征面的法向量；
[0019]S73.將步驟S72中特征面的法向量作為原始點(diǎn)的法向量，求取初始斷層面上所有點(diǎn)的法向量；
[0020]S8.根據(jù)初始斷層面上每個點(diǎn)之間的傾角差，以設(shè)定的斷層傾角閾值為標(biāo)準(zhǔn)，將每一個初始斷層面劃分為兩個互不相交的斷層面；
[0021]S9.將步驟S8中得到的斷層面進(jìn)行二次劃分處理；
[0022]S10.對步驟S9中二次劃分后的斷層面進(jìn)行擬合構(gòu)面處理，實(shí)現(xiàn)斷層曲面提取。
[0023]進(jìn)一步地，上述步驟S3利用開操作方法，對二值數(shù)據(jù)體進(jìn)行去噪處理具體包括以下步驟:
[0024]S31.設(shè)定集合為A，結(jié)構(gòu)元素為B，利用結(jié)構(gòu)元素B對集合A進(jìn)行腐蝕處理，具體包括以下步驟:
[0025]S311.將結(jié)構(gòu)元素B的原點(diǎn)對集合A中的像素點(diǎn)進(jìn)行逐一對比；
[0026]S312.若結(jié)構(gòu)元素B的所有像素點(diǎn)均包含在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A的相應(yīng)像素點(diǎn)保留；
[0027]S313.若結(jié)構(gòu)元素B的所有像素點(diǎn)沒有包含在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A的相應(yīng)像素店舍棄；
[0028]S32.利用結(jié)構(gòu)元素B對步驟S21中的腐蝕處理結(jié)果進(jìn)行膨脹處理，具體包括以下步驟:
[0029]S321.將結(jié)構(gòu)元素B關(guān)于原點(diǎn)作反射處理，得到結(jié)構(gòu)元素$ ;
[0030]S322.將步驟S221中的結(jié)構(gòu)Tl B的原點(diǎn)與集合A的像素點(diǎn)進(jìn)行逐一對比；
[0031]S323.若結(jié)構(gòu)元素S中的像素點(diǎn)沒有任何一個點(diǎn)在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A中的相應(yīng)像素點(diǎn)保留；
[0032]S324.若結(jié)構(gòu)元I β中的像素點(diǎn)中的任何一個點(diǎn)在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A中的相應(yīng)像素點(diǎn)舍棄。
[0033]進(jìn)一步地，上述步驟S9將斷層面進(jìn)行二次劃分處理具體包括以下步驟:
[0034]S91.選取斷層面上若干初始點(diǎn)，構(gòu)成初始斷層曲面；
[0035]S92.判斷步驟S91中初始斷層曲面中是否還有未劃分完畢的斷層點(diǎn)；
[0036]S93.若初始斷層曲面中沒有未劃分完畢的斷層點(diǎn)，則完成二次劃分處理，算法結(jié)束；
[0037]S94.若初始斷層曲面中有未劃分完畢的斷層點(diǎn)，則搜索待劃分點(diǎn)在每個已有斷層上的若干鄰近點(diǎn)；
[0038]S95.將步驟S94中鄰近點(diǎn)擬合構(gòu)成微平面，并計算待劃分點(diǎn)與擬合微平面的偏移距離；
[0039]S96.判斷待劃分點(diǎn)是否處于微平面的偏移距離閾值范圍內(nèi)；
[0040]S97.若待劃分點(diǎn)處于微平面的偏移距離閾值范圍內(nèi)，則將待劃分點(diǎn)加入對應(yīng)的斷層曲面中，重復(fù)步驟S92 ；
[0041]S98.若待劃分點(diǎn)不處于微平面的偏移距離閾值范圍內(nèi)，則由斷層點(diǎn)構(gòu)造得到一個新的斷層曲面，重復(fù)步驟S92。
[0042]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用基于空間網(wǎng)格距離的方法，得到的斷層面能很好的將交叉斷面分離，而且更具有完整性，能較好的跟原始數(shù)據(jù)中的斷層相吻合；同時采用大數(shù)據(jù)處理算法，使本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)更方便高效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是本發(fā)明的基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法流程示意圖。
[0044]圖2是本發(fā)明的斷層之間局部粘連示意圖。
[0045]圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)元素B對集合A的開操作示意圖。
[0046]圖4是本發(fā)明的開操作處理選取結(jié)構(gòu)元素示意圖。
[0047]圖5是本發(fā)明的經(jīng)開操作處理后的二值數(shù)據(jù)體示意圖。
[0048]圖6是本發(fā)明的斷層分叉示意圖。
[0049]圖7是本發(fā)明的斷層分叉生成奇異三角形示意圖。
[0050]圖8是本發(fā)明的斷層二次劃分處理示意圖。
[0051]圖9是本發(fā)明的斷層經(jīng)二次劃分處理后的無分叉斷層曲面示意圖。
[0052]圖10是本發(fā)明的斷層經(jīng)二次劃分處理后的斷層曲面散點(diǎn)全局示意圖。
[0053]圖11是本發(fā)明的斷層經(jīng)二次劃分處理后的斷層曲面散點(diǎn)局部示意圖。
[0054]圖12是本發(fā)明的大數(shù)據(jù)量分塊處理算法流程示意圖。
[0055]圖13是本發(fā)明的數(shù)據(jù)等規(guī)格分塊示意圖。
[0056]圖14是本發(fā)明的索引映射示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0057]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0058]如圖1所示，為本發(fā)明的基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法流程示意圖。一種基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0059]S1.利用蟻群算法將地震振幅體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為螞蟻體數(shù)據(jù)。
[0060]S2.將步驟SI中的螞蟻體數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)二值化，具體包括以下步驟:
[0061]S21.在螞蟻體數(shù)據(jù)的最大值和最小值范圍內(nèi)，選取一個中間值作為屬性閾值。
[0062]根據(jù)“螞蟻體”數(shù)據(jù)的屬性分布情況，在“螞蟻體”數(shù)據(jù)的最大值和最小值范圍內(nèi)，根據(jù)具體情況需要選取一個中間值作為設(shè)置一個屬性閾值，設(shè)置的屬性閾值越趨近于最大值，則最終追蹤得到的斷層點(diǎn)越少。
[0063]S22.將螞蟻體數(shù)據(jù)中大于屬性閾值的數(shù)據(jù)對應(yīng)的空間點(diǎn)設(shè)定為空間斷層上的點(diǎn)，并標(biāo)記為I。
[0064]S23.將螞蟻體數(shù)據(jù)中小于屬性閾值的數(shù)據(jù)對應(yīng)的空間點(diǎn)設(shè)定為背景點(diǎn)或噪聲點(diǎn)，并標(biāo)記為0，得到0，I的二值數(shù)據(jù)體。
[0065]S3.利用開操作方法，對步驟S2中得到的二值數(shù)據(jù)體進(jìn)行去噪處理，具體包括以下步驟:
[0066]S31.設(shè)定集合為A，結(jié)構(gòu)元素為B，利用結(jié)構(gòu)元素B對集合A進(jìn)行腐蝕處理，具體包括以下步驟:
[0067]S311.將結(jié)構(gòu)元素B的原點(diǎn)對集合A中的像素點(diǎn)進(jìn)行逐一對比；
[0068]S312.若結(jié)構(gòu)元素B的所有像素點(diǎn)均包含在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A的相應(yīng)像素點(diǎn)保留；
[0069]S313.若結(jié)構(gòu)元素B的所有像素點(diǎn)沒有包含在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A的相應(yīng)像素店舍棄；
[0070]S32.利用結(jié)構(gòu)元素B對步驟S21中的腐蝕處理結(jié)果進(jìn)行膨脹處理，具體包括以下步驟:
[0071]S321.將結(jié)構(gòu)元素B關(guān)于原點(diǎn)作反射處理,得到結(jié)構(gòu)元素$ ;
[0072]S322.將步驟S221中的結(jié)構(gòu)元土 B的原點(diǎn)與集合A的像素點(diǎn)進(jìn)行逐一對比；
[0073]S323.若結(jié)構(gòu)元素$中的像素點(diǎn)沒有任何一個點(diǎn)在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A中的相應(yīng)像素點(diǎn)保留；
[0074]S324.若結(jié)構(gòu)元素$中的像素點(diǎn)中的任何一個點(diǎn)在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A中的相應(yīng)像素點(diǎn)舍棄。
[0075]如圖2所示，為本發(fā)明的斷層之間局部粘連示意圖。本發(fā)明采用開操作處理來消除斷層之間的局部粘連現(xiàn)象。如圖3所示，為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)元素B對集合A的開操作示意圖。對圖像進(jìn)行開操作一般會斷開較窄的間斷、消除尖細(xì)的毛刺，并對圖像輪廓進(jìn)行平滑。如圖4所示，為本發(fā)明的開操作處理選取結(jié)構(gòu)元素示意圖。如圖5所示，為本發(fā)明的經(jīng)開操作處理后的二值數(shù)據(jù)體示意圖。通過對比開操作處理前后的二值數(shù)據(jù)體可以看出，利用開操作確實(shí)能夠在保持圖像原有整體形態(tài)特征的情況下，去除噪聲，消除斷層之間的局部粘連現(xiàn)象。
[0076]S4.選取螞蟻體數(shù)據(jù)中空間網(wǎng)格中的一個斷層上的點(diǎn)作為種子點(diǎn)，并將該種子點(diǎn)存入一個數(shù)組中，得到一個初始化的種子點(diǎn)隊列。
[0077]S5.搜索種子點(diǎn)附近的鄰近點(diǎn)，并將鄰近點(diǎn)加入步驟S4中的種子點(diǎn)隊列，得到一個與鄰近關(guān)系對應(yīng)的連通分支，具體包括以下步驟:
[0078]S51.設(shè)定搜索步長為1，根據(jù)空間網(wǎng)格距離和鄰近關(guān)系，搜索種子點(diǎn)的鄰近點(diǎn)。
[0079]確定搜索步長，搜索步長默認(rèn)為1，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)搜索步長，可以使追蹤的斷層面更加完整。搜索直至所有的種子點(diǎn)在搜索步長范圍內(nèi)都無法再尋找出新的種子點(diǎn)為止。
[0080]S52.將步驟S51中的鄰近點(diǎn)作為種子點(diǎn)加入步驟S4中的種子點(diǎn)隊列中，生成新的種子點(diǎn)隊列，得到一個與鄰近關(guān)系對應(yīng)的連通分支，即為原始斷層面上的點(diǎn)。
[0081]S6.重復(fù)步驟S4和S5，將空間中所有斷層上的點(diǎn)都?xì)w入相應(yīng)的連通分支，確定各個初始斷層面上的點(diǎn)。
[0082]S7.根據(jù)步驟S6中初始斷層面上的點(diǎn)，求取初始斷層面上所有點(diǎn)的法向量，具體包括以下步驟:
[0083]S71.將初始斷層面上的點(diǎn)作為原始點(diǎn),求取初始斷層面上的每一個原始點(diǎn)的若干領(lǐng)域點(diǎn)。
[0084]S72.將步驟S71中的領(lǐng)域點(diǎn)擬合為一個特征面，求取特征面的法向量。
[0085]S73.將步驟S72中特征面的法向量作為原始點(diǎn)的法向量，求取初始斷層面上所有點(diǎn)的法向量。
[0086]S8.根據(jù)初始斷層面上每個點(diǎn)之間的傾角差，以設(shè)定的斷層傾角閾值為標(biāo)準(zhǔn)，將每一個初始斷層面劃分為兩個互不相交的斷層面。
[0087]這里的傾角閾值彡45度。
[0088]S9.將步驟S8中得到的斷層面進(jìn)行二次劃分處理，具體包括以下步驟:
[0089]S91.選取斷層面上若干初始點(diǎn)，構(gòu)成初始斷層曲面。
[0090]S92.判斷步驟S91中初始斷層曲面中是否還有未劃分完畢的斷層點(diǎn)。
[0091]S93.若初始斷層曲面中沒有未劃分完畢的斷層點(diǎn)，則完成二次劃分處理，算法結(jié)束。
[0092]S94.若初始斷層曲面中有未劃分完畢的斷層點(diǎn)，則搜索待劃分點(diǎn)在每個已有斷層上的若干鄰近點(diǎn)。
[0093]S95.將步驟S94中鄰近點(diǎn)擬合構(gòu)成微平面，并計算待劃分點(diǎn)與擬合微平面的偏移距離。
[0094]S96.判斷待劃分點(diǎn)是否處于微平面的偏移距離閾值范圍內(nèi)。
[0095]S97.若待劃分點(diǎn)處于微平面的偏移距離閾值范圍內(nèi)，則將待劃分點(diǎn)加入對應(yīng)的斷層曲面中，重復(fù)步驟S92。
[0096]S98.若待劃分點(diǎn)不處于微平面的偏移距離閾值范圍內(nèi)，則由斷層點(diǎn)構(gòu)造得到一個新的斷層曲面，重復(fù)步驟S92。
[0097]如圖6所示，為本發(fā)明的斷層分叉示意圖。如圖7所示，為本發(fā)明的斷層分叉生成奇異三角形示意圖。如圖8所示，為本發(fā)明的斷層二次劃分處理示意圖。如圖9所示，為本發(fā)明的斷層經(jīng)二次劃分處理后的無分叉斷層曲面示意圖。如圖10所示，為本發(fā)明的斷層經(jīng)二次劃分處理后的斷層曲面散點(diǎn)全局示意圖。如圖11所示，為本發(fā)明的斷層經(jīng)二次劃分處理后的斷層曲面散點(diǎn)局部示意圖。本發(fā)明對斷層進(jìn)行二次劃分時采用的是局部平面擬合的方式，將那些復(fù)雜的斷層曲面拆分成若干斷層小面片，使得每個小面片都近似為一個空間平面，以此解決斷層的分叉問題。
[0098]S10.對步驟S9中二次劃分后的斷層面進(jìn)行擬合構(gòu)面處理，實(shí)現(xiàn)斷層曲面提取。
[0099]本發(fā)明采用大數(shù)據(jù)量分塊處理算法。如圖12所示，為本發(fā)明的大數(shù)據(jù)量分塊處理算法流程示意圖。整個分塊處理算法可以分為兩個大的步驟，首先第一步是對大數(shù)據(jù)量的分塊過程，然后第二步就是對分塊后的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)存調(diào)度，具體包括以下步驟:
[0100]步驟1.將工區(qū)劃分為同等大小的小矩形塊。
[0101]本發(fā)明采用等規(guī)格劃分方式，將大數(shù)據(jù)量進(jìn)行同等規(guī)模大小的劃分，保證劃分后的每一個小矩形塊數(shù)據(jù)大小相同。如圖13所示，為本發(fā)明的數(shù)據(jù)等規(guī)格分塊示意圖。
[0102]步驟2.以矩形塊為基本單位建立標(biāo)識文件。
[0103]步驟3.建立矩形塊索引信息。
[0104]步驟4.在內(nèi)存開辟緩存區(qū)。
[0105]步驟5.判斷所需標(biāo)識信息是否讀入緩存。
[0106]步驟6.若所需標(biāo)識信息已讀入緩存，則直接讀取緩存信息，操作結(jié)束。
[0107]步驟7.若所需標(biāo)識信息未讀入緩存，則判斷緩存是否已滿；
[0108]步驟8.若緩存未滿，則直接將標(biāo)識信息塊調(diào)入緩存，讀取緩存信息，操作結(jié)束；
[0109]步驟9.若緩存已滿，則尋找最近最久未被使用的矩形塊信息；
[0110]步驟10.更新文件，將所需信息調(diào)入緩存，替換舊矩形塊，操作結(jié)束。
[0111]本發(fā)明采用的是計算機(jī)操作系統(tǒng)的頁式存儲管理機(jī)制中最近最久未使用的置換算法，每次進(jìn)行數(shù)據(jù)塊置換時都替換最近一段時間內(nèi)最久沒有被使用到的數(shù)據(jù)塊。算法運(yùn)行過程中，當(dāng)需要訪問某個網(wǎng)格點(diǎn)的標(biāo)記信息時，首先到內(nèi)存緩存區(qū)中尋找該網(wǎng)格點(diǎn)所在的標(biāo)記數(shù)據(jù)塊，如果找到則直接訪問，同時需要將被訪問數(shù)據(jù)塊的最近使用時間置為0，否則就需要將對應(yīng)的標(biāo)記數(shù)據(jù)塊調(diào)入內(nèi)存中。進(jìn)行數(shù)據(jù)塊內(nèi)存調(diào)度時，首先判斷內(nèi)存緩存區(qū)是否已滿，如果未滿，則直接將所需數(shù)據(jù)塊調(diào)入內(nèi)存中，同時將該數(shù)據(jù)塊的最近使用時間置為0，并將內(nèi)存緩存區(qū)中其他已有數(shù)據(jù)塊的最近使用時間自增I。如果緩存區(qū)已滿，則選取緩存區(qū)中最近使用時間值最大的數(shù)據(jù)塊，它代表了最近一段時間內(nèi)最久沒有被訪問到的數(shù)據(jù)塊，在將該數(shù)據(jù)塊中包含的信息更新到文件之后，再用新的數(shù)據(jù)塊將其置換掉，同時將新數(shù)據(jù)塊的最近使用時間置為O。
[0112]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法，其特征在于，包括以下步驟: S1.利用蟻群算法將地震振幅體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為螞蟻體數(shù)據(jù)； S2.將步驟SI中的螞蟻體數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)二值化，具體包括以下步驟: S21.在螞蟻體數(shù)據(jù)的最大值和最小值范圍內(nèi)，選取一個中間值作為屬性閾值； S22.將螞蟻體數(shù)據(jù)中大于屬性閾值的數(shù)據(jù)對應(yīng)的空間點(diǎn)設(shè)定為空間斷層上的點(diǎn)，并標(biāo)記為I ; S23.將螞蟻體數(shù)據(jù)中小于屬性閾值的數(shù)據(jù)對應(yīng)的空間點(diǎn)設(shè)定為背景點(diǎn)或噪聲點(diǎn)，并標(biāo)記為O，得到O，I的二值數(shù)據(jù)體； S3.利用開操作方法，對步驟S2中得到的二值數(shù)據(jù)體進(jìn)行去噪處理； S4.選取螞蟻體數(shù)據(jù)中空間網(wǎng)格中的一個斷層上的點(diǎn)作為種子點(diǎn)，并將該種子點(diǎn)存入一個數(shù)組中，得到一個初始化的種子點(diǎn)隊列； S5.搜索種子點(diǎn)附近的鄰近點(diǎn)，并將鄰近點(diǎn)加入步驟S4中的種子點(diǎn)隊列，得到一個與鄰近關(guān)系對應(yīng)的連通分支，具體包括以下步驟: S51.設(shè)定搜索步長為1，根據(jù)空間網(wǎng)格距離和鄰近關(guān)系，搜索種子點(diǎn)的鄰近點(diǎn)；S52.將步驟S51中的鄰近點(diǎn)作為種子點(diǎn)加入步驟S4中的種子點(diǎn)隊列中，生成新的種子點(diǎn)隊列，得到一個與鄰近關(guān)系對應(yīng)的連通分支，即為原始斷層面上的點(diǎn)；S6.重復(fù)步驟S4和S5，將空間中所有斷層上的點(diǎn)都?xì)w入相應(yīng)的連通分支，確定各個初始斷層面上的點(diǎn)；S7.根據(jù)步驟S6中初始斷層面上的點(diǎn)，求取初始斷層面上所有點(diǎn)的法向量，具體包括以下步驟: S71.將初始斷層面上的點(diǎn)作為原始點(diǎn)，求取初始斷層面上的每一個原始點(diǎn)的若干領(lǐng)域占.572.將步驟S71中的領(lǐng)域點(diǎn)擬合為一個特征面，求取特征面的法向量； S73.將步驟S72中特征面的法向量作為原始點(diǎn)的法向量，求取初始斷層面上所有點(diǎn)的法向量；S8.根據(jù)初始斷層面上每個點(diǎn)之間的傾角差，以設(shè)定的斷層傾角閾值為標(biāo)準(zhǔn)，將每一個初始斷層面劃分為兩個互不相交的斷層面； S9.將步驟S8中得到的斷層面進(jìn)行二次劃分處理； Sl0.對步驟S9中二次劃分后的斷層面進(jìn)行擬合構(gòu)面處理，實(shí)現(xiàn)斷層曲面提取。
2.如權(quán)利要求1所述的基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法，其特征在于:所述步驟S3利用開操作方法，對二值數(shù)據(jù)體進(jìn)行去噪處理具體包括以下步驟: S31.設(shè)定集合為A，結(jié)構(gòu)元素為B，利用結(jié)構(gòu)元素B對集合A進(jìn)行腐蝕處理，具體包括以下步驟: S311.將結(jié)構(gòu)元素B的原點(diǎn)對集合A中的像素點(diǎn)進(jìn)行逐一對比； S312.若結(jié)構(gòu)元素B的所有像素點(diǎn)均包含在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A的相應(yīng)像素點(diǎn)保留; S313.若結(jié)構(gòu)元素B的所有像素點(diǎn)沒有包含在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A的相應(yīng)像素店舍棄； S32.利用結(jié)構(gòu)元素B對步驟S21中的腐蝕處理結(jié)果進(jìn)行膨脹處理，具體包括以下步驟: S321.將結(jié)構(gòu)元素B關(guān)于原點(diǎn)作反射處理,得到結(jié)構(gòu)元素石； S322.將步驟S221中的結(jié)構(gòu)元素ΛΒ的原點(diǎn)與集合A的像素點(diǎn)進(jìn)行逐一對比； S323.若結(jié)構(gòu)元素石中的像素點(diǎn)沒有任何一個點(diǎn)在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A中的相應(yīng)像素點(diǎn)保留； S324.若結(jié)構(gòu)元素S中的像素點(diǎn)中的任何一個點(diǎn)在集合A的范圍內(nèi)，則將集合A中的相應(yīng)像素點(diǎn)舍棄。
3.如權(quán)利要求1所述的基于三維大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)體的斷層曲面自動提取方法，其特征在于:所述步驟S9將斷層面進(jìn)行二次劃分處理具體包括以下步驟: S1.選取斷層面上若干初始點(diǎn)，構(gòu)成初始斷層曲面； S92.判斷步驟S91中初始斷層曲面中是否還有未劃分完畢的斷層點(diǎn)；S93.若初始斷層曲面中沒有未劃分完畢的斷層點(diǎn)，則完成二次劃分處理，算法結(jié)束；S94.若初始斷層曲面中有未劃分完畢的斷層點(diǎn)，則搜索待劃分點(diǎn)在每個已有斷層上的若干鄰近點(diǎn)；S95.將步驟S94中鄰近點(diǎn)擬合構(gòu)成微平面，并計算待劃分點(diǎn)與擬合微平面的偏移距離；S96.判斷待劃分點(diǎn)是否處于微平面的偏移距離閾值范圍內(nèi)；S97.若待劃分點(diǎn)處于微平面的偏移距離閾值范圍內(nèi)，則將待劃分點(diǎn)加入對應(yīng)的斷層曲面中，重復(fù)步驟S92 ； S98.若待劃分點(diǎn)不處于微平面的偏移距離閾值范圍內(nèi)，則由斷層點(diǎn)構(gòu)造得到一個新的斷層曲面，重復(fù)步驟S92。
【文檔編號】G01V1/28GK104166163SQ201410425325
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】姚興苗, 劉春松, 胡光岷 申請人:電子科技大學(xué)