本發(fā)明涉及地震勘探領(lǐng)域，具體說涉及一種地震數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在地震勘探過程中，常常使用地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)來進(jìn)行地震數(shù)據(jù)的采集。在地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)炮點位置上發(fā)送人工地震波，通過接收并處理人工地震波經(jīng)地層傳輸反射后的回傳地震波來獲取相應(yīng)的地層數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)上述功能，地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)包含生成人工地震波的炮點以及接收回傳地震波的檢波點。

通常在理論上，炮點的數(shù)目越多，對勘探區(qū)域的疊加覆蓋次數(shù)越高，最終獲取的地震信號的信噪比和橫向分辨率也越高。為了提高地震信號的精度就需要增加炮點的數(shù)目。但炮點的增多勢必帶來地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)布置成本的上升以及后期所需處理的地震波數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量的增長。

因此，在實際的地質(zhì)勘探中，往往會根據(jù)具體的勘探需求設(shè)計包含特定數(shù)目的檢波點以及炮點的地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)。以實現(xiàn)相對最優(yōu)的勘探效果和成本控制。在現(xiàn)有的地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)中，炮點-檢波點排列滿足一定規(guī)律的規(guī)則分布。在采集地震數(shù)據(jù)時，通過所有檢波點分別收集每個炮點的地震數(shù)據(jù)。

但是基于上述方法設(shè)計的地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)所包含的炮點的數(shù)目依然相對較多，架設(shè)整個系統(tǒng)的成本依然相對偏高。同時，受野外自然采集條件(如地形、河流、道路、村莊、建筑或海上拖纜轉(zhuǎn)彎處等)限制，在某些情況下地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)不能完全采集全部地震炮記錄。

因此，為了在不影響地震信號的精度前提下進(jìn)一步降低所需的炮點數(shù)目，修復(fù)野外客觀因素造成的不規(guī)則缺失炮記錄，需要一種新的地震數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了在不影響地震信號的精度前提下進(jìn)一步降低所需的炮點數(shù)目，本發(fā)明提供了一種地震數(shù)據(jù)采集方法，所述方法包括以下步驟：

創(chuàng)建壓縮采集觀測系統(tǒng)，其中，所述壓縮采集觀測系統(tǒng)的檢波點均勻分布，對應(yīng)所述檢波點的炮點稀疏排列且分布不均勻；

基于所述壓縮采集觀測系統(tǒng)獲取滿足特定分布規(guī)律的地震采樣數(shù)據(jù)；

對所述地震采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理以獲取缺失的炮點地震數(shù)據(jù)從而最終獲取完整的地震數(shù)據(jù)。

在一實施例中，在獲取所述地震采樣數(shù)據(jù)的過程中，根據(jù)所述壓縮采集觀測系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)的所述檢波點以及所述炮點以采集獲取所述地震采樣數(shù)據(jù)。

在一實施例中，在采集獲取所述地震采樣數(shù)據(jù)的過程中，基于所述壓縮采集觀測系統(tǒng)的炮點分布從常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)采集到的地震數(shù)據(jù)中獲取所述地震采樣數(shù)據(jù)。

在一實施例中，在創(chuàng)建所述壓縮采集觀測系統(tǒng)的過程中，根據(jù)常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)構(gòu)建所述壓縮采集觀測系統(tǒng)，其中：

所述壓縮采集觀測系統(tǒng)的檢波點分布與所述常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的檢波點分布保持一致；

對所述常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的炮點分布進(jìn)行采樣以獲取所述壓縮采集觀測系統(tǒng)的炮點分布。

在一實施例中，采用優(yōu)化伯努利過程分布即抖動伯努利分布作為所述特定分布規(guī)律。

在一實施例中，基于所述抖動伯努利分布對所述常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的炮點分布進(jìn)行稀疏采樣以獲取所述壓縮采集觀測系統(tǒng)的炮點分布。

在一實施例中，在對所述地震采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理的過程中：

根據(jù)所述壓縮地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的炮點分布以及所述地震采樣數(shù)據(jù)分選生成需補(bǔ)炮道集；

基于所述需補(bǔ)炮道集重構(gòu)完整炮道集以獲取缺失炮道集；

基于所述地震采樣數(shù)據(jù)以及所述缺失炮道集生成所述完整的地震數(shù)據(jù)。

在一實施例中，采用快速傅氏變換和譜投影梯度重構(gòu)算法對所述地震采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理。

本發(fā)明還提出了一種地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含按照特定規(guī)則均勻分 布的檢波點以及與所述檢波點對應(yīng)的分布不均勻且稀疏排列的炮點，其中：

所述檢波點的分布與常規(guī)的地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的檢波點分布一致；

所述炮點的分布為所述常規(guī)的地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的炮點分布在特定分布規(guī)律下的采樣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明地震數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)在不降低數(shù)據(jù)精度的基礎(chǔ)上大大減小炮點數(shù)目，其過程簡單便于實施，能夠有效提高地震數(shù)據(jù)的采集效率并減少地震數(shù)據(jù)的采集成本，也可為由于客觀因素不能獲取規(guī)則炮記錄的地區(qū)提供一種獲取完整規(guī)則地震資料的手段。

本發(fā)明的其它特征或優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述。并且，本發(fā)明的部分特征或優(yōu)點將通過說明書而變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而被了解。本發(fā)明的目的和部分優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的步驟來實現(xiàn)或獲得。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的地震道稀疏采樣方式示意圖；

圖3是一模擬環(huán)境下的仿真模擬地層物理模型及炮點、檢波器布設(shè)示意圖；

圖4a是一模擬環(huán)境下2D物理模擬常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的炮點布設(shè)示意圖；

圖4b-4d是一模擬環(huán)境下根據(jù)本發(fā)明一實施例的不同采集率的2D物理模擬壓縮采集觀測系統(tǒng)的炮點布設(shè)示意圖；

圖5a是一模擬環(huán)境下常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的采集的地震炮和道記錄位置示意圖；

圖5b是一模擬環(huán)境下根據(jù)本發(fā)明一實施例的模擬的壓縮采集觀測系統(tǒng)的地震炮和道記錄位置示意圖；

圖6a是一模擬環(huán)境下根據(jù)本發(fā)明一實施例的壓縮采集觀測系統(tǒng)采集的炮記錄數(shù)據(jù)體示意圖；

圖6b是一模擬環(huán)境下根據(jù)本發(fā)明一實施例重構(gòu)后的炮記錄數(shù)據(jù)體示意圖；

圖6c是一模擬環(huán)境下常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)采集的炮記錄數(shù)據(jù)體示意圖；

圖7a是一模擬環(huán)境下常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)采集的第100炮記錄示意圖；

圖7b是一模擬環(huán)境下根據(jù)本發(fā)明一實施例重構(gòu)后的第100炮記錄示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式，借此本發(fā)明的實施人員可以充分理解本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程并依據(jù)上述實現(xiàn)過程具體實施本發(fā)明。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

在地震勘探過程中，常常使用地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)來進(jìn)行地震數(shù)據(jù)的采集。在地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)炮點位置發(fā)送人工地震波，通過接收并處理人工地震波經(jīng)地層傳輸反射后的回傳地震波來獲取相應(yīng)的地層數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)上述功能，地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)包含生成人工地震波的炮點以及接收回傳地震波的檢波點位置。

通常在理論上，炮點的數(shù)目越多，對勘探區(qū)域的疊加覆蓋次數(shù)越高，最終獲取的地震信號的信噪比和橫向分辨率也越高。為了提高地震信號的精度就需要增加炮點的數(shù)目。但炮點的增多勢必帶來地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)布置成本的上升以及后期所需處理的地震波數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量的增長。

因此，在實際的地震勘探中，往往會根據(jù)具體的勘探需求和實際地震地質(zhì)情況設(shè)計包含特定數(shù)目的檢波點以及炮點的地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)。以實現(xiàn)相對最優(yōu)的勘探效果和成本控制。在現(xiàn)有的常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)中，炮點-檢波點排列滿足一定規(guī)律的規(guī)則分布。在采集地震數(shù)據(jù)時，通過所有檢波點分別收集每個炮點的地震數(shù)據(jù)。

但是基于上述方法設(shè)計的常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)所包含的炮點的數(shù)目依然相對較多，架設(shè)整個系統(tǒng)的成本依然相對偏高。有時受野外自然采集條件(如地形、河流、道路、村莊、建筑或海上拖纜轉(zhuǎn)彎處等)限制，不能完全采集全部地震炮記錄。為了在不影響地震信號的精度的前提下進(jìn)一步降低所需的炮點數(shù) 目，本發(fā)明基于壓縮感知理論提出了一種地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。為便于描述，區(qū)別現(xiàn)有技術(shù)的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在本說明書中，將本發(fā)明提出的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)命名為壓縮采集觀測系統(tǒng)，將現(xiàn)有技術(shù)中的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)稱為常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)。

壓縮感知(Compressed sensing，簡稱CS)理論是一種介于數(shù)學(xué)和信息科學(xué)之間的全新信號采集、編解碼理論。該理論突破了傳統(tǒng)信號采集必須滿足奈奎斯特-香農(nóng)(Shannon/Nyquist)采樣定理的限制，可以用遠(yuǎn)少于傳統(tǒng)采樣定理所需的采樣點數(shù)或觀測點數(shù)高質(zhì)量重構(gòu)出滿足采樣定理的原信號或圖像。利用壓縮感知技術(shù)，就可以利用常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)所有炮點中的特定的一部分炮點上的地震數(shù)據(jù)重構(gòu)出所有炮點上的地震數(shù)據(jù)。

這樣，在實際勘探過程中，只需采集不規(guī)則、不完全地震炮/道數(shù)據(jù)，再通過后期室內(nèi)處理擬補(bǔ)缺失地震道/炮，形成規(guī)則數(shù)據(jù)體。就可以在不降低地震信號的精度的前提下減少所需采集地震數(shù)據(jù)的炮點的數(shù)目。

在本發(fā)明中，基于壓縮感知理論對現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)所需要架構(gòu)的炮點進(jìn)行壓縮以創(chuàng)建炮點數(shù)目相對較少的壓縮采集觀測系統(tǒng)。這樣，相較于常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，壓縮采集觀測系統(tǒng)的炮點數(shù)目大大減少。

接下來基于附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的方法的執(zhí)行過程以及本發(fā)明的系統(tǒng)的構(gòu)造過程。附圖的流程圖中示出各步驟的邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

如圖1所示，在本實施例中，首先執(zhí)行步驟S110創(chuàng)建壓縮采集觀測系統(tǒng)。為了在不影響地震信號的精度的前提下進(jìn)一步降低所需的炮點數(shù)目，在本實施例中，基于壓縮感知理論創(chuàng)建壓縮采集觀測系統(tǒng)。

具體執(zhí)行時，首先執(zhí)行步驟S111，根據(jù)具體的勘探需求設(shè)計包含特定數(shù)目的檢波點以及炮點的常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)。在常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)中，炮點-檢波點排列滿足一定規(guī)律的規(guī)則分布。在本實施例中，將常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的炮點-檢波點排列分別稱為規(guī)則檢波點分布以及規(guī)則炮點分布。

在步驟S111中，分別執(zhí)行步驟S1111(確定規(guī)則檢波點分布位置)與步驟S1112(確定規(guī)則炮點分布位置)。然后執(zhí)行步驟S112，確定壓縮采集觀測系統(tǒng)的檢波點分布。在步驟S112中，壓縮采集觀測系統(tǒng)的檢波點分布與常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的規(guī)則檢波點分布保持一致。

接下來就需要確定壓縮采集觀測系統(tǒng)的炮點分布。壓縮感知理論表明，如果信號在某個變換域是稀疏或可壓縮的，就可以利用一個與變換基不相關(guān)的隨機(jī)測量矩陣將變換系數(shù)投影到一個低維空間上，再根據(jù)這些少量觀測值，通過求解優(yōu)化問題實現(xiàn)信號的高質(zhì)量重構(gòu)。基于上述理論，利用壓縮采集觀測系統(tǒng)最終獲取的各個炮點的數(shù)據(jù)必須滿足一定的分布規(guī)律最后才可以高質(zhì)量重構(gòu)出完整的炮點數(shù)據(jù)。

因此，在確定壓縮采集觀測系統(tǒng)的炮點分布的過程中，在對常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的炮點分布進(jìn)行基于特定分布規(guī)律的采樣以獲取壓縮采集觀測系統(tǒng)的炮點分布。

在本實施例中，采用抖動伯努利(Bernoulli)過程分布作為所述特定分布規(guī)律。執(zhí)行步驟S113，基于抖動伯努利過程分布對常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的炮點分布位置進(jìn)行稀疏采樣以獲取壓縮采集觀測系統(tǒng)的炮點分布。滿足抖動伯努利分布規(guī)律的稀少炮點分布可有效控制實際炮點的分布范圍，避免缺失炮位置過于集中，提高缺失數(shù)據(jù)重構(gòu)質(zhì)量。

具體到一應(yīng)用例中，設(shè)P是一個稀疏采樣因子，它表示將需要采集的完整地震道Nt每P道分成一組，每組有1道被采樣，被采樣地震道的隨機(jī)數(shù)為1，抖動稀疏采樣道數(shù)Ns為隨機(jī)數(shù)1的累加。再假設(shè)Nt是P的倍數(shù)，以確保采樣地震道數(shù)N_s＝N_t/P是整數(shù)，此外稀疏采樣率η＝N_s/N_t(用分?jǐn)?shù)或百分?jǐn)?shù)表示)。

圖2顯示滿足抖動Bernoulli分布規(guī)律的地震道稀疏采樣方式示意圖。在圖2中，每個三角形代表一個地震道，共有20個地震道。在壓縮采集1/5數(shù)據(jù)的情況下，20個地震道分成4組(豎線示意分組情況)，每組由5個地震道組成，在每組中采集1道，總計采集總道數(shù)的1/5，即只采集4個地震道(采集地震道用實心倒三角表示)，再用采集的這4個地震道數(shù)據(jù)重構(gòu)完整20道地震記錄。

這樣，最終獲取的壓縮采集觀測系統(tǒng)的檢波點均勻分布(為常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的檢波點分布)，對應(yīng)所述檢波點的炮點稀疏排列且分布不均勻(相較與常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的炮點分布，炮點數(shù)目大大減少)。

壓縮采集觀測系統(tǒng)創(chuàng)建完畢后就可以執(zhí)行步驟S120，采集地震數(shù)據(jù)步驟，基于壓縮采集觀測系統(tǒng)獲取滿足特定分布規(guī)律的地震采樣數(shù)據(jù)。

在本實施例的步驟S120中，根據(jù)壓縮采集觀測系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)的檢波點以及炮點以獲取地震采樣數(shù)據(jù)。

本實施例中，為了與S133重構(gòu)完整記錄相比較，可以在執(zhí)行步驟S111后，執(zhí)行S140直接采集常規(guī)的完整地震數(shù)據(jù)。當(dāng)然的，壓縮地震數(shù)據(jù)也可以基于現(xiàn)有的，已經(jīng)完成的常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的完整地震數(shù)據(jù)，進(jìn)行壓縮采樣獲取。即在采集獲取地震采樣數(shù)據(jù)的過程中，基于壓縮采集觀測系統(tǒng)的炮點分布從常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)采集到的地震數(shù)據(jù)中獲取地震采樣數(shù)據(jù)。

在野外地震數(shù)據(jù)采集過程中，地震數(shù)據(jù)在空間采集上往往會受到自然采集條件(如地形、河流、道路、村莊、建筑或海上拖纜轉(zhuǎn)彎處等)的限制，會缺少地震炮/道，沿檢波器方向或震源方向采集的數(shù)據(jù)體不規(guī)則或不滿足Shannon-Nyquist采樣定理。在上述情況下，就可以基于壓縮采集觀測系統(tǒng)的炮點分布與常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)的炮點分布的對應(yīng)關(guān)系對不能用常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)獲取的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行稀疏采樣以期獲取完整規(guī)則地震采樣數(shù)據(jù)。

當(dāng)獲取到壓縮地震采樣數(shù)據(jù)后就可以執(zhí)行步驟S130，重構(gòu)缺失地震數(shù)據(jù)步驟，對地震采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理以獲取缺失的炮點的地震數(shù)據(jù)從而最終獲取完整的地震數(shù)據(jù)。在本實施例中，采用快速傅氏變換(Fast Fourier Transformation，F(xiàn)FT)和譜投影梯度重構(gòu)算法(SPGL1)對地震采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理。

在步驟S130中，首先執(zhí)行步驟S131，生成需補(bǔ)炮道集步驟，根據(jù)壓縮采集觀測系統(tǒng)上分布的稀疏采樣地震炮位置得到的地震炮數(shù)據(jù)分選生成需補(bǔ)炮道集；

然后執(zhí)行步驟S132，獲取完整炮道集步驟，對需補(bǔ)炮道集應(yīng)用快速傅氏變換(Fast Fourier Transformation，F(xiàn)FT)和譜投影梯度重構(gòu)算法(SPGL1)進(jìn)行缺失炮道集數(shù)據(jù)重構(gòu)處理，以獲取完整炮道集；

最后執(zhí)行步驟S133，獲取完整地震炮記錄步驟，基于完整炮道集分選生成完整的地震炮記錄。

接下來以一具體的模擬仿真實例來描述本發(fā)明的方法及系統(tǒng)的應(yīng)用過程及效果。在一仿真環(huán)境中，圖3為物理模型及炮點、檢波器布設(shè)示意圖。在圖3中，縱向上的坐標(biāo)為地層深度以及地震波在不同深度的地層的傳播速度示意。最上方的橫向坐標(biāo)為檢波點以及炮點布設(shè)示意，其中，檢波點固定(圖中上三角表示)，炮點移動(圖中下三角表示)。

為了比較常規(guī)采集設(shè)計與壓縮采集觀測系統(tǒng)設(shè)計效果，首先針對圖3所示的仿真模型設(shè)計常規(guī)2D物理模擬常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)，炮點位于檢波點分布的范圍內(nèi)，炮間距10m，檢波點距10m，采集256道，256炮，1mm采樣，5000 個樣點。一道上的炮點位置如圖4a，橫坐標(biāo)上的點表示每一道上需采集的炮點位置。炮點數(shù)nz＝256，炮點位置布滿橫坐標(biāo)以致在圖4a的橫坐標(biāo)上顯示為一條實心黑線。

設(shè)計2D物理模擬壓縮采集觀測系統(tǒng)，根據(jù)壓縮感知理論，選取滿足抖動Bernoulli隨機(jī)稀疏采樣方式的壓縮采集1/2炮的觀測系統(tǒng)，每道上的炮點位置如圖4b，炮點數(shù)nz＝128；壓縮采集1/3炮的觀測系統(tǒng)，每道上的炮點位置如圖4c，炮點數(shù)nz＝85；壓縮采集1/4炮的觀測系統(tǒng)，每道上的炮點位置如圖4d，炮點數(shù)nz＝64。通過比較圖4a-4d中橫向坐標(biāo)上的炮點位置的點的稀疏程度以及對應(yīng)的炮點數(shù)不難看出，圖4a-4d中炮點數(shù)目依次減少。

以圖4b壓縮采集一半炮記錄的2D物理模擬實驗為例說明重構(gòu)效果。本試驗采集的地震炮和道記錄位置用平面網(wǎng)格圖顯示，如圖5a以及5b所示，橫坐標(biāo)為地震道，縱坐標(biāo)為地震炮。每一網(wǎng)格點對應(yīng)著相應(yīng)的地震炮和道記錄位置。圖中黑線指示第100炮位置。圖5a顯示用常規(guī)采集觀測系統(tǒng)采集全部炮記錄的全炮網(wǎng)格，圖5b顯示用新的壓縮采集觀測系統(tǒng)壓縮采集常規(guī)一半炮記錄的平面網(wǎng)格，采集炮點位置由滿足抖動Bernoulli隨機(jī)分布規(guī)律點來確定。

綜合圖4a-4d以及圖5a、5b可以明顯看出，根據(jù)本發(fā)明的壓縮采集觀測系統(tǒng)所需的炮點數(shù)目大大減少。

對用壓縮采集方法獲取的一半炮記錄(圖4b所示炮位置)的數(shù)據(jù)體如圖6a所示。應(yīng)用FFT和譜投影梯度重構(gòu)算法(SPGL1)對缺失炮記錄進(jìn)行重構(gòu)，重構(gòu)后的炮記錄數(shù)據(jù)體如圖6b所示，圖6c為常規(guī)觀測系統(tǒng)采集(圖4a所示炮位置)的全部炮數(shù)據(jù)體。重構(gòu)的圖6b數(shù)據(jù)體較圖6a數(shù)據(jù)體成像清晰度和精度有了較大改善且圖6b與圖6c圖形特征幾乎一樣。由此證明重構(gòu)過程的可行性以及有效性。

圖7a為在上述模擬環(huán)境下常規(guī)地震數(shù)據(jù)采集觀測系統(tǒng)采集的第100炮記錄示意圖，圖7b為在上述模擬環(huán)境下用壓縮采集1/2炮數(shù)據(jù)重構(gòu)的第100炮記錄。對比圖7a以及圖7b，幾乎看不出二者的差別。由此進(jìn)一步證明重構(gòu)過程的可行性以及有效性。

綜合圖6a-6c以及圖7a、7b可以明顯看出相較與重構(gòu)前的炮點數(shù)據(jù)，根據(jù)本發(fā)明重構(gòu)后的炮點數(shù)據(jù)的精度、完整度都大大提高。根據(jù)本發(fā)明重構(gòu)后的炮點數(shù)據(jù)可以達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)中炮點數(shù)據(jù)的精度以及完整度。由此證明本發(fā)明的重構(gòu)過程的可行性和有效性，從而說明本發(fā)明的方法以及系統(tǒng)的可行性以及有效性。

綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明地震數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)在不降低數(shù)據(jù)精度的基礎(chǔ)上大大減小炮點數(shù)目，其過程簡單便于實施，能夠有效提高地震數(shù)據(jù)的收集效率并減少地震數(shù)據(jù)的收集成本，也可為由于客觀因素不能獲取規(guī)則炮記錄的地區(qū)提供一種獲取完整規(guī)則地震資料的手段。

雖然本發(fā)明所公開的實施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所述的方法還可有其他多種實施例。在不背離本發(fā)明實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變或變形，但這些相應(yīng)的改變或變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。