本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種疊前時(shí)間偏移方法和裝置。
背景技術(shù)：
：疊前時(shí)間偏移技術(shù)是地震資料處理技術(shù)之一，它能提供時(shí)間域中人們可見的最為準(zhǔn)確的地震構(gòu)造成像資料，在發(fā)現(xiàn)規(guī)模油田中有著十分重要的作用。隨著地震勘探正在邁入PB級(jí)數(shù)據(jù)時(shí)代，地震資料的處理周期越來越長，其中，疊前時(shí)間偏移是地震資料處理中最為費(fèi)時(shí)的環(huán)節(jié)，一般需要占據(jù)整個(gè)處理周期的40％左右的時(shí)間。然而，由于疊前時(shí)間偏移輸入和輸出數(shù)據(jù)存在多對(duì)多的依賴關(guān)系，業(yè)界一直認(rèn)為疊前時(shí)間偏移并行算法是數(shù)據(jù)依賴型，因而發(fā)展了兩種獨(dú)立的并行算法：輸入道和輸出道算法。由于兩者都存在地震數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量巨大之致命缺陷，并行硬件規(guī)模被限制在100個(gè)節(jié)點(diǎn)附近，這就是疊前時(shí)間偏移處理周期長的根本原因。針對(duì)上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明實(shí)施例提供了一種疊前時(shí)間偏移方法，以提高疊前時(shí)間偏移效率，該方法包括：將PSTM處理的輸入數(shù)據(jù)映射到四維坐標(biāo)空間內(nèi)得到輸入地震數(shù)據(jù)，其中，所述四維坐標(biāo)空間包括：CMPline、CMP、記錄時(shí)間和炮檢距；對(duì)所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進(jìn)行分解，得到多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集；確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)；按照一個(gè)或多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集與一個(gè)炮檢距對(duì)應(yīng)作為一個(gè)疊前時(shí)間偏移計(jì)算任務(wù)的方式進(jìn)行劃分，得到與炮檢距個(gè)數(shù)的數(shù)量相等的計(jì)算任務(wù)；將參與計(jì)算的節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組；按照下述三級(jí)方法進(jìn)行并行任務(wù)分配：在節(jié)點(diǎn)組之間采用共炮檢距并行算法：一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組一次分配一個(gè)計(jì)算任務(wù)的方式；在一個(gè)節(jié)點(diǎn)組內(nèi)各節(jié)點(diǎn)之間采用輸出道疊前時(shí)間偏移并行算法；在節(jié)點(diǎn)內(nèi)多核之間采用輸入道疊前時(shí)間偏移并行算法。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算節(jié)點(diǎn)組對(duì)分配的計(jì)算任務(wù)進(jìn)行處理包括：將分配至該計(jì)算節(jié)點(diǎn)組的計(jì)算任務(wù)的所有輸入地震數(shù)據(jù)按照地震道數(shù)為單位，在計(jì)算節(jié)點(diǎn)組內(nèi)的各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行均分；各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)獨(dú)自完成分配至自身的計(jì)算任務(wù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算節(jié)點(diǎn)為多核計(jì)算單元，且多核共享該計(jì)算節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存資源，各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)獨(dú)自完成分配至自身的計(jì)算任務(wù)，包括：計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)的多個(gè)核之間，采用輸入道疊前時(shí)間偏移并行算法完成分配至該計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算任務(wù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集中各個(gè)數(shù)據(jù)子集是單獨(dú)存放的。在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進(jìn)行分解，得到多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集，包括：以5米作為一個(gè)炮檢距間隔，對(duì)所述輸入地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，得到多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集。在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進(jìn)行分解，得到多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集，包括：按照以下公式計(jì)算炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個(gè)數(shù)：j＝(max_offset-min_offset)/5+1其中，j表示炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個(gè)數(shù)，min_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最小炮檢距，max_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最大炮檢距。在一個(gè)實(shí)施方式中，按照以下公式確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)：k＝(max_offset-min_offset)/offset_inc其中，k表示輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)，min_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最小炮檢距，max_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最大炮檢距，offset_inc表示作業(yè)參數(shù)中的炮檢距增量。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種疊前時(shí)間偏移裝置，該裝置包括：映射模塊，用于將PSTM處理的輸入數(shù)據(jù)映射到四維坐標(biāo)空間內(nèi)得到輸入地震數(shù)據(jù)，其中，所述四維坐標(biāo)空間包括：CMPline、CMP、記錄時(shí)間和炮檢距；分解模塊，用于對(duì)所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進(jìn)行分解，得到多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集；確定模塊，用于確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)；第一劃分模塊，用于按照一個(gè)或多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集與一個(gè)炮檢距對(duì)應(yīng)作為一個(gè)疊前時(shí)間偏移計(jì)算任務(wù)的方式進(jìn)行劃分，得到與炮檢距個(gè)數(shù)的數(shù)量相等的計(jì)算任務(wù)；第二劃分模塊，用于將參與計(jì)算的節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組；任務(wù)分配模塊：用于按照下述三級(jí)方法進(jìn)行并行任務(wù)分配：在節(jié)點(diǎn)組之間采用共炮檢距并行算法：一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組一次分配一個(gè)計(jì)算任務(wù)的方式；在一個(gè)節(jié)點(diǎn)組內(nèi)各節(jié)點(diǎn)之間采用輸出道疊前時(shí)間偏移并行算法；在節(jié)點(diǎn)內(nèi)多核之間采用輸入道疊前時(shí)間偏移并行算法。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述分解模塊具體用于按照以下公式計(jì)算炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個(gè)數(shù)：j＝(max_offset-min_offset)/5+1其中，j表示炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個(gè)數(shù)，min_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最小炮檢距，max_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最大炮檢距。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述確定模塊具體用于按照以下公式確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)：k＝(max_offset-min_offset)/offset_inc其中，k表示輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)，min_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最小炮檢距，max_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最大炮檢距，offset_inc表示作業(yè)參數(shù)中的炮檢距增量。在上述實(shí)施例中，對(duì)輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進(jìn)行分解，得到多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集；確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)；按照一個(gè)或多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集與一個(gè)炮檢距對(duì)應(yīng)作為一個(gè)疊前時(shí)間偏移計(jì)算任務(wù)的方式進(jìn)行劃分，得到與炮檢距個(gè)數(shù)的數(shù)量相等的計(jì)算任務(wù)；將參與計(jì)算的節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組；采用一個(gè)計(jì)算組一次分配一個(gè)計(jì)算任務(wù)的方式，將所述與炮檢距個(gè)數(shù)的數(shù)量相等的計(jì)算任務(wù)分配至所述多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行PSTM處理。通過上述方式有效解決了現(xiàn)有的疊前時(shí)間偏移方法效率低下的而技術(shù)問題，達(dá)到了有效提高疊前時(shí)間偏移方法效率的技術(shù)問題。進(jìn)一步的，在各個(gè)節(jié)點(diǎn)組之間采用共炮檢距并行算法，各個(gè)節(jié)點(diǎn)組獨(dú)自完成不同任務(wù)，互不影響；在一個(gè)節(jié)點(diǎn)組內(nèi)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)硬件配置完全相同，采用輸出道并行算法，平均分配該任務(wù)的計(jì)算量；在一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)，由于共享內(nèi)存平均到每個(gè)核的存儲(chǔ)空間有限，采用輸入道并行算法以減少內(nèi)存開銷。這三種并行算法分別用到不同的硬件層級(jí)，充分發(fā)揮三種算法的優(yōu)點(diǎn)，從而可以有效降低地震數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的總量，提高計(jì)算效率。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中：圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的疊前時(shí)間偏移方法的方法流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的輸入數(shù)據(jù)共炮檢距文件存儲(chǔ)構(gòu)圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的節(jié)點(diǎn)組內(nèi)輸出道并行算法示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的節(jié)點(diǎn)內(nèi)多核輸入道并行算法示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的疊前時(shí)間偏移裝置的結(jié)構(gòu)框圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。發(fā)明人考慮到可以疊前時(shí)間偏移共炮檢距、輸入道和輸出道三種并行算法結(jié)合在一起，考慮到PC_Cluster分布式內(nèi)存的體系架構(gòu)，把三種算法分別應(yīng)用到節(jié)點(diǎn)組之間、節(jié)點(diǎn)組內(nèi)和節(jié)點(diǎn)內(nèi)，發(fā)明了一種高擴(kuò)展性疊前時(shí)間偏移算法，通過該疊前時(shí)間偏移算法，可以將并行規(guī)模從100個(gè)節(jié)點(diǎn)擴(kuò)充到1000個(gè)節(jié)點(diǎn)及以上，從而達(dá)到縮短疊前時(shí)間偏移計(jì)算周期的目的。三維Kirchhoff積分法偏移的基本思想是上世紀(jì)60年代地震勘探廣泛使用的繞射疊加方法，三維Kirchhoff積分法偏移可以通過如下公式表示：其中，R表示地面點(diǎn)(x0,y0,z0＝0)到地下點(diǎn)(x,y,z)的距離，v表示地震波的傳播速度。表示地面觀測波場，也是疊前時(shí)間偏移的輸入數(shù)據(jù)，u(x,y,z,t)表示成像結(jié)果波場，也是疊前時(shí)間偏移的輸出數(shù)據(jù)。在該表達(dá)式中波場只考慮地面維度和垂向深度或記錄時(shí)間維度，輸入和輸出數(shù)據(jù)之間存在高度的依賴性，因此，長期以來業(yè)界一直認(rèn)為疊前時(shí)間偏移只能在三維空間進(jìn)行計(jì)算。為了縮短地震資料的處理周期，在本發(fā)明實(shí)施例中根據(jù)PC_Cluster分布式內(nèi)存的體系架構(gòu)的特點(diǎn)，可以有效提高疊前時(shí)間偏移的計(jì)算效率，具體地，如圖1所示，該疊前時(shí)間偏移方法包括：步驟101：將PSTM處理的輸入數(shù)據(jù)映射到四維坐標(biāo)空間內(nèi)得到輸入地震數(shù)據(jù)，其中，所述四維坐標(biāo)空間包括：CMPline、CMP、記錄時(shí)間和炮檢距；即，將待偏移地震數(shù)據(jù)映射到四維坐標(biāo)空間，其中，該四維坐標(biāo)空間對(duì)應(yīng)的維度可以包括：CMP線號(hào)、CMP、記錄時(shí)間和炮檢距。隨著地震采集技術(shù)的發(fā)展，地震數(shù)據(jù)量非常龐大，常常以萬億字節(jié)(TB)作為計(jì)量單位，為了后續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)按炮檢距維度進(jìn)行高效的分解，可以將地震數(shù)據(jù)按照CMP線號(hào)遞增順序拆分成多文件存放。步驟102：對(duì)所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進(jìn)行分解，得到多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集；在對(duì)輸入地震數(shù)據(jù)沿著炮檢距維度進(jìn)行分解的時(shí)候，可以設(shè)定維度分解增量為5米，分解后數(shù)據(jù)是單獨(dú)存放的小炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集，假設(shè)數(shù)據(jù)子集的個(gè)數(shù)為j，那么j可以按照以下公式計(jì)算得到：j＝(max_offset-min_offset)/5+1其中，j表示炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個(gè)數(shù)，min_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最小炮檢距，max_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最大炮檢距。為了提高地震數(shù)據(jù)的分解效率，可以利用多節(jié)點(diǎn)對(duì)多文件以并行方式進(jìn)行分解，即，一個(gè)節(jié)點(diǎn)一次分解一個(gè)文件?？梢詾楣?jié)點(diǎn)名和文件名建立雙緩沖池，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)等于或大于文件數(shù)時(shí)，所有文件一個(gè)輪回被分解完成，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)小于文件數(shù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行多輪回工作。分解后共炮檢距數(shù)據(jù)按照多文件目錄結(jié)構(gòu)獨(dú)立存放，一個(gè)文件對(duì)應(yīng)一個(gè)目錄，其中目錄名用文件名命名。如圖2所示，為是輸入數(shù)據(jù)分解后共炮檢距文件的存儲(chǔ)構(gòu)圖，offset.*為一個(gè)炮檢距文件，炮檢距范圍為i～i+5米，各個(gè)目錄下有相同后綴的offset文件，它們的差別是CMP線范圍不同。步驟103：確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)；可以根據(jù)用戶參數(shù)“offsetrange”提供的參數(shù)計(jì)算PSTM輸出數(shù)據(jù)集炮檢距個(gè)數(shù)k，具體地，可以按照以下公式計(jì)算輸出數(shù)據(jù)集炮檢距個(gè)數(shù)：k＝(max_offset-min_offset)/offset_inc其中，k表示輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)，min_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最小炮檢距，max_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最大炮檢距，offset_inc表示作業(yè)參數(shù)中的炮檢距增量。上述步驟102中的min_offset和max_offset，與上述步驟103中的min_offset和max_offset的量值一般是相同的，可以設(shè)定上述步驟103中的offset_inc為5的倍數(shù)，那么步驟103中的輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)k小于步驟102中的數(shù)據(jù)子集的個(gè)數(shù)j。步驟104：按照一個(gè)或多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集與一個(gè)炮檢距對(duì)應(yīng)作為一個(gè)疊前時(shí)間偏移計(jì)算任務(wù)的方式進(jìn)行劃分，得到與炮檢距個(gè)數(shù)的數(shù)量相等的計(jì)算任務(wù)；在該步驟中，主要是為了建立步驟102中offset文件和步驟103中輸出炮檢距之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。Kirchhoff疊前時(shí)間偏移某一共炮檢距偏移結(jié)果只和該炮檢距周圍某一炮檢距區(qū)間內(nèi)的輸入地震道有關(guān)，區(qū)間大小就是步驟103中的offset_inc的參數(shù)值。根據(jù)該原則建立步驟102的數(shù)據(jù)子集與步驟103的輸出數(shù)據(jù)的各個(gè)炮檢距之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為多對(duì)一的關(guān)系，即，步驟102中的幾個(gè)數(shù)據(jù)子集對(duì)應(yīng)步驟103中的一個(gè)炮檢距。將對(duì)應(yīng)關(guān)系中每一組元素作為疊前時(shí)間偏移的一個(gè)計(jì)算任務(wù)，各元素之間相互獨(dú)立。這樣就將數(shù)據(jù)依賴性疊前時(shí)間偏移拆分成數(shù)據(jù)獨(dú)立性并行算法。例如，min_offset＝0，min_offset＝6000，offset_inc＝50，那么步驟102中的offset文件個(gè)數(shù)j＝1200個(gè)，炮檢距范圍依次為0～4、5～9、10～14…5995～6000。步驟103中的輸出共炮檢距數(shù)k＝120個(gè)，炮檢距范圍依次為0～50、51～100、101～150…5951～6000。由此可以看出，步驟102中的10個(gè)offset文件和步驟103中的一個(gè)輸出共炮檢距對(duì)應(yīng)。圖2中虛線框內(nèi)所有offset文件中地震數(shù)據(jù)只參與一個(gè)炮檢距的計(jì)算。步驟105：將參與計(jì)算的節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組；在該步驟中，可以先計(jì)算一個(gè)共炮檢距的成像空間M：M＝CMPline數(shù)*CMP數(shù)*記錄樣點(diǎn)數(shù)*4/1024/1024/1024(GB)將參與計(jì)算的節(jié)點(diǎn)分成若干組，每組包括n個(gè)節(jié)點(diǎn)，選定組內(nèi)第一個(gè)節(jié)點(diǎn)為“組長”(Groupleader)節(jié)點(diǎn)，其它節(jié)點(diǎn)作為“組員”(Groupmember)節(jié)點(diǎn)。步驟106：按照下述三級(jí)方法進(jìn)行并行任務(wù)分配：在節(jié)點(diǎn)組之間采用共炮檢距并行算法：一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組一次分配一個(gè)計(jì)算任務(wù)的方式；在一個(gè)節(jié)點(diǎn)組內(nèi)各節(jié)點(diǎn)之間采用輸出道疊前時(shí)間偏移并行算法；在節(jié)點(diǎn)內(nèi)多核之間采用輸入道疊前時(shí)間偏移并行算法；用節(jié)點(diǎn)組數(shù)建立資源池、步驟103計(jì)算的輸出共炮檢距數(shù)k建立任務(wù)池，按照雙循環(huán)方式給資源池中節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行任務(wù)分配，一組節(jié)點(diǎn)一次分配一個(gè)共炮檢距任務(wù)，這就是共炮檢距疊前時(shí)間偏移并行算法，該算法的計(jì)算任務(wù)之間完全獨(dú)立，不存在數(shù)據(jù)之間的交錯(cuò)訪問，因此可以有效減少地震數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的傳遞總量。在組內(nèi)各計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間采用輸出道疊前時(shí)間偏移并行算法，具體地，可以將該組節(jié)點(diǎn)計(jì)算任務(wù)所有輸入地震數(shù)據(jù)以地震道數(shù)為單位在節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行均分，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存中申請M(GB)存儲(chǔ)空間用于存放該任務(wù)的偏移結(jié)果。偏移計(jì)算階段組內(nèi)各節(jié)點(diǎn)獨(dú)自完成各自計(jì)算任務(wù)，由于單個(gè)共炮檢距成像結(jié)果是三維數(shù)據(jù)體，一般計(jì)算得到的成像空間M不會(huì)很大，當(dāng)前常用PC_Cluster單節(jié)點(diǎn)共享存儲(chǔ)在24GB以上，有能力存儲(chǔ)該炮檢距的偏移結(jié)果。如圖3所示，為節(jié)點(diǎn)組內(nèi)輸出道并行算法示意圖。計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)可以是多核計(jì)算單元共享內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)，雖然節(jié)點(diǎn)內(nèi)共享存儲(chǔ)足夠大，但是平均到每個(gè)計(jì)算核上存儲(chǔ)空間非常有限，因此，在節(jié)點(diǎn)內(nèi)多核之間采用輸入道疊前時(shí)間偏移并行算法，具體地可以將分配至該節(jié)點(diǎn)的所有輸入地震數(shù)據(jù)分批讀入輸入數(shù)據(jù)緩沖池中等待偏移計(jì)算，每個(gè)核對(duì)緩沖池中所有地震道都要進(jìn)行偏移，所有核共享申請的M(GB)存儲(chǔ)空間，可以將該空間按照總核數(shù)進(jìn)行均分，一個(gè)核負(fù)責(zé)一部分成像空間任務(wù)的計(jì)算，所有核共同完成全部成像空間的計(jì)算任務(wù)。如圖4所示，為節(jié)點(diǎn)內(nèi)輸入道并行算法示意圖。以圖4中的單節(jié)點(diǎn)4核為例，該炮檢距涉及到的輸入地震道被分批讀入到輸入數(shù)據(jù)緩沖池，4個(gè)核一次從緩沖池中讀取相同的一個(gè)地震道進(jìn)行偏移，圖4下部的網(wǎng)格范圍表示申請內(nèi)存的總大小，該內(nèi)存按照節(jié)點(diǎn)核數(shù)4進(jìn)行均分，該例中示意的是循環(huán)分割法，每個(gè)核只負(fù)責(zé)1/4成像空間計(jì)算任務(wù)。每個(gè)核負(fù)責(zé)自身下面對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格，全部4個(gè)核完成整個(gè)成像空間的計(jì)算任務(wù)。該道偏移計(jì)算完成后從緩沖池被刪除，所有核進(jìn)入下一地震道偏移計(jì)算。同時(shí)讀數(shù)據(jù)先從磁盤中讀取1道數(shù)據(jù)存入緩沖池中，當(dāng)磁盤中該任務(wù)涉及的所有地震道被讀入，讀數(shù)據(jù)現(xiàn)成停止工作。緩沖池空時(shí)該節(jié)點(diǎn)計(jì)算任務(wù)完成。節(jié)點(diǎn)內(nèi)輸入道并行算法沒有增加額外的內(nèi)存開銷。在上例中，提供了一種疊前時(shí)間偏移并行算法，涉及內(nèi)容由三個(gè)并行算法組合形成：第一級(jí)采用共炮檢距并行算法；第二級(jí)用輸出道并行算法，應(yīng)用于同一個(gè)節(jié)點(diǎn)組內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)上；第三級(jí)用輸入道并行算法，應(yīng)用于同一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的多個(gè)計(jì)算核上。將三種不同類型的并行算法應(yīng)用到不同的硬件層次，從而形成一種全新的疊前時(shí)間偏移方法。因第一級(jí)通過共炮檢距并行算法將輸入數(shù)據(jù)沿炮檢距維度分割、全部計(jì)算節(jié)點(diǎn)分組，偏移計(jì)算時(shí)采用數(shù)據(jù)組和節(jié)點(diǎn)組一一對(duì)應(yīng)方法，地震數(shù)據(jù)不需要在節(jié)點(diǎn)組之間傳遞，把疊前時(shí)間偏移并行算法從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)密集型轉(zhuǎn)換為了數(shù)據(jù)稀疏型算法，減少了2個(gè)數(shù)量級(jí)的地震數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量，從而可以使并行計(jì)算的硬件規(guī)模擴(kuò)大2個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到了提高計(jì)算效率、縮短運(yùn)行時(shí)間的效果。因第二級(jí)將輸出道并行算法應(yīng)用到一個(gè)節(jié)點(diǎn)組內(nèi)，在一個(gè)節(jié)點(diǎn)組內(nèi)對(duì)地震數(shù)據(jù)采用先分后模式，即在節(jié)點(diǎn)之間平分一個(gè)炮檢距內(nèi)輸入數(shù)據(jù)合并各個(gè)節(jié)點(diǎn)偏移結(jié)果數(shù)據(jù)，使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算單位得到最大限度的使用，由于組內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)有限，合并偏移結(jié)果時(shí)不會(huì)產(chǎn)生太多的網(wǎng)絡(luò)流量，網(wǎng)絡(luò)也不會(huì)擁堵。第三級(jí)將輸入道并行算法應(yīng)用到一個(gè)節(jié)點(diǎn)多核之間，由于節(jié)點(diǎn)內(nèi)為多核共享存儲(chǔ)架構(gòu)，輸入地震數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存各個(gè)計(jì)算核都能對(duì)其直接操作，地震數(shù)據(jù)不需要在計(jì)算核之間傳遞，但是內(nèi)存總量有限，平均到每個(gè)核上非常少。在地震數(shù)據(jù)的分配模式上輸入道并行方法和輸出道方法剛好相反，采用先和后分形式，即每個(gè)核要拿到所有輸入數(shù)據(jù)、所有核共享一份偏移結(jié)果數(shù)據(jù)，這樣既不增加數(shù)據(jù)流量又不增加對(duì)內(nèi)存的額外需求。通過以上三級(jí)并行方法在不同硬件層面進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，解決了疊前時(shí)間偏移并行算法存在的數(shù)據(jù)密集型問題，形成了一種高擴(kuò)展性、高效率、極低硬件資源要求的并行算法，該算法不僅適合CPU集群、也適合顯存非常小的GPU集群。該技術(shù)應(yīng)用與生產(chǎn)可使地震數(shù)據(jù)疊前時(shí)間偏移運(yùn)行周期縮短到目前的1/10。一個(gè)炮檢距成像任務(wù)計(jì)算完成，組長節(jié)點(diǎn)疊加本組所有節(jié)點(diǎn)的成像結(jié)果并輸出，同時(shí)釋放存儲(chǔ)空間并申請下一個(gè)炮檢距成像任務(wù)。隨后再執(zhí)行下一個(gè)炮檢距計(jì)算任務(wù)，直至任務(wù)池空，程序運(yùn)行結(jié)束。下面結(jié)合一具體實(shí)施例對(duì)上述疊前時(shí)間偏移方法進(jìn)行說明，然而值得注意的是，該具體實(shí)施例僅是為了更好地說明本申請，并不構(gòu)成對(duì)本申請的不當(dāng)限定。測試機(jī)器配置2路6核IntelXeonX5670(CPU卡，共12個(gè)物理核)和2路NvidiaTeslaK20Xm(GPU卡)，節(jié)點(diǎn)總數(shù)7168個(gè)，本次測試主要目的是測試本專利產(chǎn)品的擴(kuò)展性，只用到CPU計(jì)算單元。測試數(shù)據(jù)為一個(gè)三維工區(qū)，輸入數(shù)據(jù)總量2.0TB，測試數(shù)據(jù)的CMP線范圍為：1-1696線，CMP范圍為：1～1848，成像空間共有3134208個(gè)面元。數(shù)據(jù)min_offset＝0米，max_offset＝7300米，用戶期望的offset_inc＝50米，所以炮檢距總數(shù)(并行計(jì)算的任務(wù)數(shù))為146個(gè)。測試中保持計(jì)算總量不變，用不同數(shù)量節(jié)點(diǎn)完成偏移計(jì)算。共運(yùn)行了5個(gè)作業(yè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)分別是128、256、512、768、1024，除了第四個(gè)作業(yè)外其他四個(gè)作業(yè)節(jié)點(diǎn)數(shù)倍程增加，計(jì)算節(jié)點(diǎn)按16個(gè)一組進(jìn)行分組，節(jié)點(diǎn)組總數(shù)分別為8、16、32、48、64。測試結(jié)果參看表1，由表1可以看出隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加，雖然實(shí)際加速比相對(duì)于理論加速比的接近度度逐漸減少，但是即使計(jì)算的節(jié)點(diǎn)規(guī)模增加到1024，加速比接近度達(dá)到89.8％，由此可見，通過本申請?zhí)峁┑姆椒梢詫⒁?guī)模擴(kuò)展至超過1024個(gè)節(jié)點(diǎn)。表1如表2所示是業(yè)界同類疊前時(shí)間偏移軟件加速比測試結(jié)果，該軟件采用輸入道并行算法，這類算法地震數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量和節(jié)點(diǎn)數(shù)成正比，隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)增加網(wǎng)絡(luò)流量急劇增長，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量超過物理網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力，程序?qū)⒉辉偌铀?。從測試結(jié)果可以看出當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)大于128時(shí)，加速比不再提高，也就是說對(duì)比軟件的硬件最大擴(kuò)展規(guī)模在128個(gè)節(jié)點(diǎn)附近。表2測試1測試2測試3測試4測試5節(jié)點(diǎn)數(shù)163264128256實(shí)際加速比11.42.152.402.42理論加速比124816接近度100％70％53.75％30％15.1％從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：在各個(gè)節(jié)點(diǎn)組之間采用共炮檢距并行算法，各個(gè)節(jié)點(diǎn)組獨(dú)自完成不同任務(wù)，互不影響；在一個(gè)節(jié)點(diǎn)組內(nèi)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)硬件配置完全相同，采用輸出道并行算法，平均分配該任務(wù)的計(jì)算量；在一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)，由于共享內(nèi)存平均到每個(gè)核的存儲(chǔ)空間有限，采用輸入道并行算法以減少內(nèi)存開銷。三種并行算法分別用到不同的硬件層級(jí)，充分發(fā)揮三種算法的優(yōu)點(diǎn)摒棄缺點(diǎn)。和傳統(tǒng)并行算法相比，地震數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸總量降低2個(gè)數(shù)量級(jí)。通過上述方式可以有效提高疊前時(shí)間偏移的計(jì)算效率。基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例中還提供了一種疊前時(shí)間偏移裝置，如下面的實(shí)施例所述。由于疊前時(shí)間偏移裝置解決問題的原理與疊前時(shí)間偏移方法相似，因此疊前時(shí)間偏移裝置的實(shí)施可以參見疊前時(shí)間偏移方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。以下所使用的，術(shù)語“單元”或者“模塊”可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實(shí)施例所描述的裝置較佳地以軟件來實(shí)現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實(shí)現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。圖5是本發(fā)明實(shí)施例的疊前時(shí)間偏移裝置的一種結(jié)構(gòu)框圖，如圖5所示，可以包括：映射模塊501、分解模塊502、確定模塊503、第一劃分模塊504、第二劃分模塊505和分配模塊506，下面對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。映射模塊501，用于將PSTM處理的輸入數(shù)據(jù)映射到四維坐標(biāo)空間內(nèi)得到輸入地震數(shù)據(jù)，其中，所述四維坐標(biāo)空間包括：CMPline、CMP、記錄時(shí)間和炮檢距；分解模塊502，用于對(duì)所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進(jìn)行分解，得到多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集；確定模塊503，用于確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)；第一劃分模塊504，用于按照一個(gè)或多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集與一個(gè)炮檢距對(duì)應(yīng)作為一個(gè)疊前時(shí)間偏移計(jì)算任務(wù)的方式進(jìn)行劃分，得到與炮檢距個(gè)數(shù)的數(shù)量相等的計(jì)算任務(wù)；第二劃分模塊505，用于將參與計(jì)算的節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組；分配模塊506，用于按照下述三級(jí)方法進(jìn)行并行任務(wù)分配：在節(jié)點(diǎn)組之間采用共炮檢距并行算法：一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組一次分配一個(gè)計(jì)算任務(wù)的方式；在一個(gè)節(jié)點(diǎn)組內(nèi)各節(jié)點(diǎn)之間采用輸出道疊前時(shí)間偏移并行算法；在節(jié)點(diǎn)內(nèi)多核之間采用輸入道疊前時(shí)間偏移并行算法。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算節(jié)點(diǎn)組對(duì)分配的計(jì)算任務(wù)進(jìn)行處理可以包括：將分配至該計(jì)算節(jié)點(diǎn)組的計(jì)算任務(wù)的所有輸入地震數(shù)據(jù)按照地震道數(shù)為單位，在計(jì)算節(jié)點(diǎn)組內(nèi)的各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行均分；各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)獨(dú)自完成分配至自身的計(jì)算任務(wù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算節(jié)點(diǎn)為多核計(jì)算單元，且多核共享該計(jì)算節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存資源，各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)獨(dú)自完成分配至自身的計(jì)算任務(wù)，包括：計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)的多個(gè)核之間，采用輸入道疊前時(shí)間偏移并行算法完成分配至該計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算任務(wù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集中各個(gè)數(shù)據(jù)子集是單獨(dú)存放的。在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)所述輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進(jìn)行分解，得到多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集，包括：以5米作為一個(gè)炮檢距間隔，對(duì)所述輸入地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，得到多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以按照以下公式計(jì)算炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個(gè)數(shù)：j＝(max_offset-min_offset)/5+1其中，j表示炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集的個(gè)數(shù)，min_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最小炮檢距，max_offset表示輸入數(shù)據(jù)中的最大炮檢距。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以按照以下公式確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)：k＝(max_offset-min_offset)/offset_inc其中，k表示輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)，min_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最小炮檢距，max_offset表示作業(yè)參數(shù)中的最大炮檢距，offset_inc表示作業(yè)參數(shù)中的炮檢距增量。在另外一個(gè)實(shí)施例中，還提供了一種軟件，該軟件用于執(zhí)行上述實(shí)施例及優(yōu)選實(shí)施方式中描述的技術(shù)方案。在另外一個(gè)實(shí)施例中，還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有上述軟件，該存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不限于：光盤、軟盤、硬盤、可擦寫存儲(chǔ)器等。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：對(duì)輸入地震數(shù)據(jù)，沿炮檢距維度進(jìn)行分解，得到多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集；確定所述輸入地震數(shù)據(jù)經(jīng)過PSTM處理后，輸出數(shù)據(jù)集的炮檢距個(gè)數(shù)；按照一個(gè)或多個(gè)炮檢距區(qū)間數(shù)據(jù)子集與一個(gè)炮檢距對(duì)應(yīng)作為一個(gè)疊前時(shí)間偏移計(jì)算任務(wù)的方式進(jìn)行劃分，得到與炮檢距個(gè)數(shù)的數(shù)量相等的計(jì)算任務(wù)；將參與計(jì)算的節(jié)點(diǎn)劃分為多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組；采用一個(gè)計(jì)算組一次分配一個(gè)計(jì)算任務(wù)的方式，將所述與炮檢距個(gè)數(shù)的數(shù)量相等的計(jì)算任務(wù)分配至所述多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行PSTM處理。通過上述方式有效解決了現(xiàn)有的疊前時(shí)間偏移方法效率低下的而技術(shù)問題，達(dá)到了有效提高疊前時(shí)間偏移方法效率的技術(shù)問題。進(jìn)一步的，在各個(gè)節(jié)點(diǎn)組之間采用共炮檢距并行算法，各個(gè)節(jié)點(diǎn)組獨(dú)自完成不同任務(wù)，互不影響；在一個(gè)節(jié)點(diǎn)組內(nèi)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)硬件配置完全相同，采用輸出道并行算法，平均分配該任務(wù)的計(jì)算量；在一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)，由于共享內(nèi)存平均到每個(gè)核的存儲(chǔ)空間有限，采用輸入道并行算法以減少內(nèi)存開銷。這三種并行算法分別用到不同的硬件層級(jí)，充分發(fā)揮三種算法的優(yōu)點(diǎn)，從而可以有效降低地震數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的總量，提高計(jì)算效率。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明實(shí)施例的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明實(shí)施例不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明實(shí)施例可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3