r>[0057]b、將起伏地表上地物信息(指野外施工中的障礙物)按照采集觀測系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求(業(yè)務(wù)需求主要是指野外放炮時(shí)禁炮區(qū)域的規(guī)定)進(jìn)行分類整理(對于不同障礙物其禁炮范圍是不同的，這里是指利用禁炮半徑來整理的)，利用圖層管理方式(圖層管理是指將障礙物以單獨(dú)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方式存儲上計(jì)算機(jī)內(nèi)存中)實(shí)現(xiàn)高清數(shù)字影像數(shù)據(jù)、地物信息的三維顯示。
[0058]C、地下三維模型采用層狀地層的方式，針對地層的不同屬性(縱波速度、橫波速度、密度、層位名稱和顏色值，根據(jù)這些屬性為每一層(地層是通過外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入，導(dǎo)入數(shù)據(jù)決定層的數(shù)量)選擇不同的顏色進(jìn)行渲染。通過以上三步就能夠構(gòu)建出一塊采集施工工區(qū)的三維起伏地表與地下層狀介質(zhì)的一體化模型。
[0059](2)將理論設(shè)計(jì)的三維觀測系統(tǒng)中的炮檢點(diǎn)布設(shè)到三維GIS地表上，實(shí)現(xiàn)炮檢點(diǎn)在真實(shí)三維場景中的顯示及高程信息的獲??；
[0060]理論設(shè)計(jì)的三維觀測系統(tǒng)是根據(jù)勘探工區(qū)設(shè)計(jì)要求，利用單元模版滾動(dòng)(單元模板滾動(dòng)是指利用一組炮檢點(diǎn)的位置關(guān)系，通過inline和crossline兩個(gè)方向上的多次滾動(dòng)，形成整個(gè)觀測系統(tǒng))布設(shè)出整個(gè)工區(qū)觀測系統(tǒng)炮檢點(diǎn)，在這個(gè)理論設(shè)計(jì)的三維觀測系統(tǒng)中炮檢點(diǎn)通常使用相對坐標(biāo)(并非實(shí)際坐標(biāo))，且不帶高程值坐標(biāo)。步驟(I)中三維起伏地表模型(是一體化模型中的一部分，即三維起伏地表)是一個(gè)帶有高程值的三維曲面，利用這個(gè)三維曲面很容易通過(X，y)坐標(biāo)得到對應(yīng)z值坐標(biāo)(即高程值)，這樣通過對三維觀測系統(tǒng)中炮檢點(diǎn)進(jìn)行逐一遍歷，得到工區(qū)內(nèi)所有炮檢點(diǎn)的高程值并保存下來。
[0061](3)利用三維射線追蹤算法對地下目的層進(jìn)行正演模擬，獲取三維觀測系統(tǒng)射線追示路徑結(jié)果；
[0062]遍歷三維觀測系統(tǒng)中的所有炮點(diǎn)，通過炮點(diǎn)屬性中的排列片索引(炮點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中保存了此索引)找所有對應(yīng)的檢波點(diǎn)集合(每個(gè)炮點(diǎn)都對應(yīng)多個(gè)檢波點(diǎn)，這些檢波點(diǎn)稱之為該炮對應(yīng)的檢波點(diǎn)集合)，利用兩點(diǎn)追蹤的方法(就是前述的三維射線追蹤算法)計(jì)算得到每一炮檢對(一個(gè)炮點(diǎn)對應(yīng)一組檢波點(diǎn)，可以是一個(gè)檢波器，但一般情況下是許多個(gè)檢波器)的射線追蹤路徑(如圖1所示)，記錄下射線與目的層的交點(diǎn)坐標(biāo)值并保存。
[0063](4)對步驟(3)得到的三維觀測系統(tǒng)射線追蹤路徑進(jìn)行CRP屬性分析，統(tǒng)計(jì)不同目的層的覆蓋次數(shù)、炮檢距及方位角信息；
[0064]首先定義整個(gè)工區(qū)的面元網(wǎng)格的起始坐標(biāo)、網(wǎng)格大小及數(shù)量，將每個(gè)單元網(wǎng)格作為一個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)存儲單元用于存放覆蓋次數(shù)、炮檢距及方位角等信息(CRP反射點(diǎn)和對應(yīng)的射線起止點(diǎn)的距離之和即是炮檢距，射線起止點(diǎn)連線與y軸夾角即是方位角)，對步驟
(3)計(jì)算出的三維觀測系統(tǒng)射線追蹤路徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，整理出不同目的層上射線反射點(diǎn)(即CRP反射點(diǎn))，并利用這些反射點(diǎn)坐標(biāo)值找到對應(yīng)面元網(wǎng)格索引，將該面元網(wǎng)格的覆蓋次數(shù)進(jìn)行累加，這樣整個(gè)工區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)束后，再通過建立覆蓋次數(shù)與顏色一一對應(yīng)關(guān)系，對每個(gè)面元網(wǎng)格進(jìn)行顏色填充，得到全工區(qū)的覆蓋次數(shù)分布圖，如圖2所示。
[0065](5)結(jié)合三維GIS地表起伏特征，對各個(gè)目的層統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，并將結(jié)果應(yīng)用到評價(jià)及指導(dǎo)觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。
[0066]利用步驟(4)中統(tǒng)計(jì)的不同目的層覆蓋次數(shù)分布圖、炮檢距及方位角信息，結(jié)合三維GIS地表起伏特征，分析在地表劇烈起伏區(qū)域中炮點(diǎn)激發(fā)的射線路徑對主要目的層覆蓋次數(shù)分布的影響，評價(jià)理論設(shè)計(jì)的三維觀測系統(tǒng)的優(yōu)劣。
[0067]觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括:
[0068]目的層滿覆蓋區(qū)域中覆蓋次數(shù)基本均勻；
[0069]目的層滿覆蓋區(qū)域中面元網(wǎng)格的炮檢距分布均勻；
[0070]目的層滿覆蓋區(qū)域中面元網(wǎng)格的方位角分布均勻；
[0071]以上判斷均勻的手段主要是將覆蓋次數(shù)、炮檢距、方位角的數(shù)值用顏色值來表示(每幅圖中不止一種顏色，顏色范圍按照紅-橙-黃-綠-藍(lán)的順序變化的，根據(jù)每個(gè)面元網(wǎng)格中的數(shù)值大小來選擇不同的顏色值進(jìn)行填充)，并通過圖形的方式顯示出來，如圖2所示，如果色彩變化均勻，即說明覆蓋次數(shù)、方位角、炮檢距分布均勻，否則，不均勻。
[0072]如果同時(shí)滿足上面三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就代表是好的觀測系統(tǒng)，如果有一條不滿足，就是差觀測系統(tǒng)。
[0073]導(dǎo)致目的層理論設(shè)計(jì)滿覆蓋區(qū)域中局部出現(xiàn)覆蓋次數(shù)偏低的主要因素包括:
[0074]a)炮檢點(diǎn)處于地表起伏劇烈區(qū)域；
[0075]b)地下目的層起伏劇烈，導(dǎo)致射線在該目的層上反射角度出現(xiàn)較大偏差
[0076]c)地表與地下同時(shí)復(fù)雜的情況。在這三種情況下，都會(huì)產(chǎn)生某一區(qū)域的炮點(diǎn)射線路徑與理論設(shè)計(jì)出現(xiàn)較大的偏差。
[0077]本發(fā)明方法，主要是利用現(xiàn)有成熟的三維GIS技術(shù)，結(jié)合地球物理勘探行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及生產(chǎn)實(shí)際，采用C++、QT計(jì)算機(jī)編程語言，創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)了一種基于三維GIS的觀測系統(tǒng)CRP屬性分析方法，并提供利用三維GIS技術(shù)和地下目的層CRP屬性分析結(jié)果，對理論設(shè)計(jì)的觀測系統(tǒng)好壞進(jìn)行評價(jià)。
[0078]上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本發(fā)明公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本發(fā)明上述【具體實(shí)施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于三維Gis的觀測系統(tǒng)CRP屬性分析方法，其特征在于:所述方法包括: (1)利用三維Gis技術(shù)獲取起伏地表的高程信息及高清影像數(shù)據(jù)，將高程信息及高清影像數(shù)據(jù)相結(jié)合生成三維起伏地表，然后結(jié)合地下三維地質(zhì)模型，實(shí)現(xiàn)三維起伏地表與地下層狀介質(zhì)的一體化模型； (2)將理論設(shè)計(jì)的三維觀測系統(tǒng)中的炮檢點(diǎn)布設(shè)到三維起伏地表上，實(shí)現(xiàn)炮檢點(diǎn)在真實(shí)三維場景中的顯示及高程信息的獲?。? (3)利用三維射線追蹤算法對地下目的層進(jìn)行正演模擬，獲取三維觀測系統(tǒng)射線追蹤路徑； (4)對步驟(3)得到的三維觀測系統(tǒng)射線追蹤路徑進(jìn)行CRP屬性分析，統(tǒng)計(jì)各個(gè)目的層的覆蓋次數(shù)、炮檢距及方位角信息，形成統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維GIS的觀測系統(tǒng)CRP屬性分析方法，其特征在于:所述方法進(jìn)一步包括: (5)結(jié)合所述三維起伏地表的起伏特征，對各個(gè)目的層的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，評價(jià)理論設(shè)計(jì)的三維觀測系統(tǒng)的優(yōu)劣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于三維GIS的觀測系統(tǒng)CRP屬性分析方法，其特征在于:所述步驟(I)包括: a、利用三維GIS技術(shù)，根據(jù)地震采集施工工區(qū)坐標(biāo)范圍及面積，獲取該工區(qū)的高清影像數(shù)據(jù)及起伏地表的高程信息，并在三維場景中渲染出復(fù)雜地表的起伏構(gòu)造； b、將起伏地表上地物信息按照采集觀測系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分類整理，利用圖層管理方式實(shí)現(xiàn)高清數(shù)字影像數(shù)據(jù)、地物信息的三維顯示； C、地下三維模型采用層狀地層的方式，針對地層的不同屬性，根據(jù)這些屬性為每一層選擇不同的顏色進(jìn)行渲染。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于三維GIS的觀測系統(tǒng)CRP屬性分析方法，其特征在于:所述步驟(2)是這樣實(shí)現(xiàn)的: 所述理論設(shè)計(jì)的三維觀測系統(tǒng)是根據(jù)勘探工區(qū)設(shè)計(jì)要求，利用單元模版滾動(dòng)布設(shè)出的整個(gè)工區(qū)觀測系統(tǒng)的炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了炮檢點(diǎn)在真實(shí)三維場景中的顯示。 通過對該理論設(shè)計(jì)的三維觀測系統(tǒng)中的炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)進(jìn)行逐一遍歷，并利用步驟(I)中三維起伏地表模型的高程信息，獲得工區(qū)內(nèi)所有炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的高程值并保存下來。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于三維GIS的觀測系統(tǒng)CRP屬性分析方法，其特征在于:所述步驟(3)是這樣實(shí)現(xiàn)的: 遍歷三維觀測系統(tǒng)中的所有炮點(diǎn)，通過炮點(diǎn)屬性中的排列片索引找到每個(gè)炮點(diǎn)對應(yīng)的檢波點(diǎn)集合； 利用兩點(diǎn)追蹤的方法計(jì)算得到每一個(gè)炮檢對的射線追蹤路徑，記錄下射線與目的層的交點(diǎn)坐標(biāo)值并保存。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于三維GIS的觀測系統(tǒng)CRP屬性分析方法，其特征在于:所述步驟(4)是這樣實(shí)現(xiàn)的: 首先定義整個(gè)工區(qū)的面元網(wǎng)格的起始坐標(biāo)、網(wǎng)格大小及數(shù)量，將每個(gè)單元網(wǎng)格作為一個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)存儲單元用于存放覆蓋次數(shù)、炮檢距及方位角； 對步驟(3)計(jì)算出的射線追蹤路徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，整理出各個(gè)目的層上射線反射點(diǎn)，并利用這些反射點(diǎn)坐標(biāo)值找到對應(yīng)面元網(wǎng)格索引，將該面元網(wǎng)格的覆蓋次數(shù)進(jìn)行累加； 當(dāng)整個(gè)工區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)束后，再通過建立覆蓋次數(shù)與顏色的一一對應(yīng)關(guān)系，對每個(gè)面元網(wǎng)格進(jìn)行顏色填充，得到全工區(qū)的覆蓋次數(shù)分布圖； 炮檢距為射線反射點(diǎn)和對應(yīng)的射線起止點(diǎn)的距離之和； 方位角為射線起止點(diǎn)連線與y軸夾角即是方位角。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于三維GIS的觀測系統(tǒng)CRP屬性分析方法，其特征在于:所述步驟(5)是這樣實(shí)現(xiàn)的: 利用步驟(4)中統(tǒng)計(jì)得到的不同目的層的覆蓋次數(shù)分布圖、炮檢距及方位角，將覆蓋次數(shù)、炮檢距或方位角的數(shù)值分別用顏色值來表示，并通過圖形的方式顯示出來，如果色彩變化均勻，即說明覆蓋次數(shù)、方位角或炮檢距的分布均勻； 評價(jià)理論設(shè)計(jì)的三維觀測系統(tǒng)的優(yōu)劣是這樣實(shí)現(xiàn)的: 如果目的層滿覆蓋區(qū)域中面元網(wǎng)格的覆蓋次數(shù)分布均勻、面元網(wǎng)格的炮檢距分布均勻，且面元網(wǎng)格的方位角分布均勻，則判斷為好的三維觀測系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于三維GIS的觀測系統(tǒng)CRP屬性分析方法，屬于石油地震勘探與開發(fā)領(lǐng)域。方法包括：(1)利用三維GIS技術(shù)獲取起伏地表的高程信息及高清影像數(shù)據(jù)，將高程信息及高清影像數(shù)據(jù)相結(jié)合生成三維起伏地表，然后結(jié)合地下三維地質(zhì)模型，實(shí)現(xiàn)三維起伏地表與地下層狀介質(zhì)的一體化模型；(2)將理論設(shè)計(jì)的三維觀測系統(tǒng)中的炮檢點(diǎn)布設(shè)到三維起伏地表上，實(shí)現(xiàn)炮檢點(diǎn)在真實(shí)三維場景中的顯示及高程信息的獲??；(3)利用三維射線追蹤算法對地下目的層進(jìn)行正演模擬，獲取三維觀測系統(tǒng)射線追蹤路徑；(4)對步驟(3)得到的三維觀測系統(tǒng)射線追蹤路徑進(jìn)行CRP屬性分析，統(tǒng)計(jì)各個(gè)目的層的覆蓋次數(shù)、炮檢距及方位角信息，形成統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
【IPC分類】G01V1-30, G01V1-28
【公開號】CN104570068
【申請?zhí)枴緾N201310473934
【發(fā)明人】王昀, 岳承琪, 陳浩, 吳邊, 洪承煜
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月11日