專利名稱：用于地震勘探的數(shù)字化建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油地震勘探資料處理與解釋技術(shù)領(lǐng)域，確切地說涉及一種應(yīng)用于起 伏地表彈性波正演的建模方法。
背景技術(shù)：
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)石油能源的需求也越來越大，國(guó)家相關(guān)部門加大了 石油勘探的力度和廣度；隨著對(duì)具有復(fù)雜地表結(jié)構(gòu)的山地地震勘探工作的開展，為了更加 準(zhǔn)確、更加有針對(duì)性的進(jìn)行山地地震勘探，對(duì)地質(zhì)模型的準(zhǔn)確性要求也越來越高。因此，如 何提供更加真實(shí)的反應(yīng)地下介質(zhì)情況的正演模型成為地球物理工作者的重要任務(wù)。通過對(duì) 紙質(zhì)構(gòu)造等值線的數(shù)字化，則能夠獲得更加真實(shí)反映地下情況的地質(zhì)模型，為地球物理正 演模擬提供技術(shù)支撐。近十年隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的高速發(fā)展，目前我們的地質(zhì)構(gòu)造等值線圖大多以 電子格式存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)硬件中，但以前幾十年我們地質(zhì)工作者采集的地質(zhì)資料均是以紙質(zhì) 的形式存儲(chǔ)，紙質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造等值線圖保存以及再利用已經(jīng)成為我們一個(gè)急需解決的問題。 如何重新利用我們以前多年花費(fèi)大量人力物力采集到的珍貴資料成了當(dāng)前地球物理及地 質(zhì)學(xué)科一個(gè)重要課題。紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖數(shù)字化功能的主要目標(biāo)就是基于不同灰度的紙質(zhì)構(gòu)造等值線 圖掃描圖片進(jìn)行等值線的準(zhǔn)確高效自動(dòng)追蹤，以實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖的數(shù)字化，為地震 勘探提供一種新的建模方法，同時(shí)最大程度的挖掘歷史資料的實(shí)用價(jià)值。紙質(zhì)構(gòu)造圖數(shù)字 化的難點(diǎn)是一個(gè)圖像識(shí)別問題，它屬于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的范疇，目前在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)科針 對(duì)這個(gè)問題主要有以下幾種處理方法
1、輪廓識(shí)別法
目前對(duì)于二值圖像的較準(zhǔn)確的輪廓提取算法一般有用折線分段和對(duì)分段曲線擬合、多 邊形近似逼近、折線近似等方法，它們都存在計(jì)算量大，運(yùn)算速度慢的問題。無法將它們用 在像在線圖形識(shí)別這類對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合下。一個(gè)圖形被掃描進(jìn)計(jì)算機(jī)后，使 它生成一個(gè)二值圖像矩陣(其中圖形部分全為白，背景部分為黑，為了便于分析，將圖形部 分每個(gè)點(diǎn)都用1表示，背景點(diǎn)用0表示)。通常對(duì)掃描進(jìn)計(jì)算機(jī)的圖像，圖形邊緣都會(huì)有些 小鋸齒，且內(nèi)部一般無空洞，也不會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)條形的邊緣噪聲。2、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像識(shí)別方法
圖像識(shí)別涉及大量的信息運(yùn)算，要求處理速度快、識(shí)別精度高，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性和容 錯(cuò)性要符合圖像識(shí)別的要求。利用改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)旋轉(zhuǎn)畸變圖像進(jìn)行了定位和 識(shí)別，改進(jìn)算法將附加動(dòng)量項(xiàng)與自適應(yīng)學(xué)習(xí)速率相結(jié)合，有效地抑制了網(wǎng)絡(luò)陷入局部極小 點(diǎn)，提高了網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練速度。3、Hopfield網(wǎng)絡(luò)圖像識(shí)別方法
31982年，Hopfield提出一種反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(HNN) [3_4]，并證明在高強(qiáng)度連接下 的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)依靠集體協(xié)同作用能自發(fā)產(chǎn)生計(jì)算行為。通過TSP問題的成功解決，從而開辟 了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用中的新開地，并受到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。Hopfield網(wǎng)絡(luò)作 為一種全連續(xù)型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，曾經(jīng)為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)程開辟了新的研究途徑。它利 用與階層型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不同的結(jié)構(gòu)特征和學(xué)習(xí)方法，模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的記憶機(jī)理，獲得了 令人滿意的結(jié)果。盡管Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)只是對(duì)大腦的粗略而簡(jiǎn)單的模仿，無論在功能 上，還是在規(guī)模上都比真正的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在了較大的差距
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于起伏地表彈性波正演的建模方 法，本發(fā)明基于不同灰度的紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖掃描圖片，根據(jù)紙質(zhì)構(gòu)造等值線片質(zhì)量 以及等值線連續(xù)性的不同，實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖準(zhǔn)確高效的自動(dòng)追蹤，自動(dòng)追蹤完成 后實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖的數(shù)字化，為地震勘探提供一種新的建模方法。本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種用于地震勘探的數(shù)字化建模方法，其特征在于針對(duì)紙質(zhì)構(gòu)造圖的圖片質(zhì)量比較 好，并且紙質(zhì)構(gòu)造圖中的等值線在圖片上連續(xù)性也比較好，采用逐個(gè)自動(dòng)追蹤算法對(duì)紙質(zhì) 構(gòu)造圖進(jìn)行處理，處理步驟如下
(1)、對(duì)掃描圖片進(jìn)行圖像處理，使紙質(zhì)構(gòu)造圖中的等值線與背景具有較明顯的色差；
(2)、鼠標(biāo)點(diǎn)擊等值線上的有效點(diǎn)獲取搜索起點(diǎn)，所獲取的搜索起點(diǎn)既作為頭點(diǎn)，又作 為尾點(diǎn)，然后向此點(diǎn)的前后兩個(gè)方向追蹤等值線；
(3)、搜索鄰近點(diǎn)，將與所述起點(diǎn)相鄰的八個(gè)點(diǎn)的灰度值與起點(diǎn)的灰度值做差，差值在 設(shè)定范圍內(nèi)則視為灰度相同，根據(jù)同一條線上的點(diǎn)的灰度值相近的原則，同時(shí)等值線沒有 交叉的原則，這些灰度相同的點(diǎn)則應(yīng)該在一條線上，將搜索到的鄰近點(diǎn)作為下次搜索的起占.
(4)、點(diǎn)篩選，設(shè)置一大于被追蹤線寬度的采樣距離，將所搜索的所有點(diǎn)之間的連線分 別與采樣距離進(jìn)行比對(duì)，兩點(diǎn)間的距離大于所述采樣距離的點(diǎn)才被保留用于連成一條直 線.
一入 ，
(5)、重復(fù)步驟(2)、(3)和(4)進(jìn)行下一點(diǎn)的搜索，不斷進(jìn)行搜索，直到在步驟(2)和(3) 和(4)內(nèi)找不到滿足最初用戶設(shè)定的參數(shù)門限值則結(jié)束搜索；
(6)、當(dāng)步驟(2)、(3)和(4)的條件都不滿足，則自動(dòng)追蹤停止，自動(dòng)追蹤完成后，則獲 得此紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖的數(shù)字信息，完成紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖的數(shù)字化，生成的數(shù)據(jù)成為地 震勘探的模型數(shù)據(jù)。所述步驟(3)中，將與所述起點(diǎn)相鄰的八個(gè)點(diǎn)的灰度值與起點(diǎn)的灰度值做差是指 將與所述起點(diǎn)相鄰的八個(gè)點(diǎn)的灰度值與起點(diǎn)的灰度值之間進(jìn)行相減求得兩者的差值。所述步驟(3)中，差值在設(shè)定范圍內(nèi)則視為灰度相同是指差值在程序開始時(shí)用 戶設(shè)定的色度門限值內(nèi)則視為灰度相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的技術(shù)效果如下
采用本發(fā)明所說的步驟(1)至(6)，形成的技術(shù)方案，尤其適用于針對(duì)紙質(zhì)構(gòu)造圖的圖 片質(zhì)量比較好，并且紙質(zhì)構(gòu)造圖中的等值線在圖片上連續(xù)性也比較好的情況，實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖準(zhǔn)確高效的自動(dòng)追蹤，自動(dòng)追蹤完成后實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖的數(shù)字化， 為地震勘探提供一種新的建模方法。



下面將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中 圖1為逐個(gè)自動(dòng)追蹤算法處理流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明針對(duì)紙質(zhì)構(gòu)造圖的圖片質(zhì)量比較好，并且紙質(zhì)構(gòu)造圖中的等值線在圖片上 連續(xù)性也比較好，采用逐個(gè)自動(dòng)追蹤算法對(duì)紙質(zhì)構(gòu)造圖進(jìn)行處理，處理步驟如下
(1)、對(duì)掃描圖片進(jìn)行圖像處理，使紙質(zhì)構(gòu)造圖中的等值線與背景具有較明顯的色差；
(2)、鼠標(biāo)點(diǎn)擊等值線上的有效點(diǎn)獲取搜索起點(diǎn)，所獲取的搜索起點(diǎn)既作為頭點(diǎn)，又作 為尾點(diǎn)，然后向此點(diǎn)的前后兩個(gè)方向追蹤等值線；
(3)、搜索鄰近點(diǎn)，將與所述起點(diǎn)相鄰的八個(gè)點(diǎn)的灰度值與起點(diǎn)的灰度值之間進(jìn)行相減 求得兩者的差值，差值在程序開始時(shí)用戶設(shè)定的色度門限值內(nèi)則視為灰度相同，根據(jù)同一 條線上的點(diǎn)的灰度值相近的原則，同時(shí)等值線沒有交叉的原則，這些灰度相同的點(diǎn)則應(yīng)該 在一條線上，將搜索到的鄰近點(diǎn)作為下次搜索的起點(diǎn)；
(4)、點(diǎn)篩選，設(shè)置一大于被追蹤線寬度的采樣距離，將所搜索的所有點(diǎn)之間的連線分 別與采樣距離進(jìn)行比對(duì)，兩點(diǎn)間的距離大于所述采樣距離的點(diǎn)才被保留用于連成一條直 線.
一入 ，
(5)、重復(fù)步驟(2)、(3)和(4)進(jìn)行下一點(diǎn)的搜索，不斷進(jìn)行搜索，直到在步驟(2)和(3) 和(4)內(nèi)找不到滿足最初用戶設(shè)定的參數(shù)門限值則結(jié)束搜索；
(6)、當(dāng)步驟(2)、(3)和(4)的條件都不滿足，則自動(dòng)追蹤停止，自動(dòng)追蹤完成后，則獲 得此紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖的數(shù)字信息，完成紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖的數(shù)字化，生成的數(shù)據(jù)成為地 震勘探的模型數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
一種用于地震勘探的數(shù)字化建模方法，其特征在于針對(duì)紙質(zhì)構(gòu)造圖的圖片質(zhì)量比較好，并且紙質(zhì)構(gòu)造圖中的等值線在圖片上連續(xù)性也比較好，采用逐個(gè)自動(dòng)追蹤算法對(duì)紙質(zhì)構(gòu)造圖進(jìn)行處理，處理步驟如下 (1)、對(duì)掃描圖片進(jìn)行圖像處理，使紙質(zhì)構(gòu)造圖中的等值線與背景具有較明顯的色差；(2)、鼠標(biāo)點(diǎn)擊等值線上的有效點(diǎn)獲取搜索起點(diǎn)，所獲取的搜索起點(diǎn)既作為頭點(diǎn)，又作為尾點(diǎn)，然后向此點(diǎn)的前后兩個(gè)方向追蹤等值線；(3)、搜索鄰近點(diǎn)，將與所述起點(diǎn)相鄰的八個(gè)點(diǎn)的灰度值與起點(diǎn)的灰度值之間進(jìn)行相減求得兩者的差值，差值在程序開始時(shí)用戶設(shè)定的色度門限值內(nèi)則視為灰度相同，根據(jù)同一條線上的點(diǎn)的灰度值相近的原則，同時(shí)等值線沒有交叉的原則，這些灰度相同的點(diǎn)則應(yīng)該在一條線上，將搜索到的鄰近點(diǎn)作為下次搜索的起點(diǎn)；(4)、點(diǎn)篩選，設(shè)置一大于被追蹤線寬度的采樣距離，將所搜索的所有點(diǎn)之間的連線分別與采樣距離進(jìn)行比對(duì)，兩點(diǎn)間的距離大于所述采樣距離的點(diǎn)才被保留用于連成一條直線；(5)、重復(fù)步驟(2)、(3)和(4)進(jìn)行下一點(diǎn)的搜索，不斷進(jìn)行搜索，直到在步驟(2)和(3)和(4)內(nèi)找不到滿足最初用戶設(shè)定的參數(shù)門限值則結(jié)束搜索；(6)、當(dāng)步驟(2)、(3)和(4)的條件都不滿足，則自動(dòng)追蹤停止，自動(dòng)追蹤完成后，則獲得此紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖的數(shù)字信息，完成紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖的數(shù)字化，生成的數(shù)據(jù)成為地震勘探的模型數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于地震勘探的數(shù)字化建模方法，其特征在于所述步驟(3) 中，將與所述起點(diǎn)相鄰的八個(gè)點(diǎn)的灰度值與起點(diǎn)的灰度值做差是指將與所述起點(diǎn)相鄰的 八個(gè)點(diǎn)的灰度值與起點(diǎn)的灰度值之間進(jìn)行相減求得兩者的差值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于地震勘探的數(shù)字化建模方法，其特征在于所述步 驟(3)中，差值在設(shè)定范圍內(nèi)則視為灰度相同是指差值在程序開始時(shí)用戶設(shè)定的色度門 限值內(nèi)則視為灰度相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于地震勘探的數(shù)字化建模方法，涉及石油地震勘探資料處理與解釋技術(shù)領(lǐng)域，針對(duì)紙質(zhì)構(gòu)造圖的圖片質(zhì)量比較好，并且紙質(zhì)構(gòu)造圖中的等值線在圖片上連續(xù)性也比較好，采用逐個(gè)自動(dòng)追蹤算法對(duì)紙質(zhì)構(gòu)造圖進(jìn)行處理，本發(fā)明基于不同灰度的紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖掃描圖片，根據(jù)紙質(zhì)構(gòu)造等值線片質(zhì)量以及等值線連續(xù)性的不同，實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖準(zhǔn)確高效的自動(dòng)追蹤，自動(dòng)追蹤完成后實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)構(gòu)造等值線圖的數(shù)字化，為地震勘探提供一種新的建模方法。
文檔編號(hào)G01V1/28GK101980055SQ20101056590
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者何光明, 敬龍江, 李亞林, 耿春, 胡善政, 鄒文, 陳愛萍, 龍資強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司