散射波叠加速度提取方法及系统与流程

1.本发明涉及地震数据处理技术领域，具体涉及一种散射波叠加速度提取方法及系统。


背景技术：

2.速度提取是获取地震叠加速度的有效手段之一，是地震数据处理中不可或缺的一环。传统速度提取算法基于水平地表条件，对于起伏地表，一般在速度提取前需要通过高度校正来使其校正到同一基准面。但高度校正存在两个较严重的缺陷，其一是需要获取浅层低速带的波速，但该速度需要通过其他方法来获取，使得勘探工作变得繁琐；其次，当该波速获取不准确时，即未能真正将起伏地表校准到同一基准面，对于浅层散射波勘探将产生错误的校正结果，其严重程度远大于深层反射波勘探。因此，传统的速度提取方法并不适用于起伏地表条件下的散射波叠加速度提取。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明提出一种散射波叠加速度提取方法及系统，适用于起伏地表条件下的散射波叠加速度提取，具体技术方案如下：
4.第一方面，提供了一种散射波叠加速度提取方法，包括：
5.获取共炮点道集数据data、炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v；
6.根据炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v，计算不同时刻、不同波速所对应的双程旅行时；
7.分别基于相应的双程旅行时从所述共炮点道集数据data中提取出相应的振幅值，并计算出各地震道在不同时刻、不同波速下所对应的振幅绝对平均值；
8.根据所有时刻、所有波速对应的振幅绝对平均值生成相应的速度谱，并通过生成的速度谱提取炮集对应的叠加速度。
9.结合第一方面，在第一方面的第一种可实现方式中，计算不同时刻、不同波速所对应的双程旅行时，包括：
[0010][0011]
其中，cr
x
、cry、crz分别为检波器三维坐标，cp
x
、cpy、cpz分别为炮点三维坐标，t为地震道对应的双程旅行时，t为双程旅行时间向量中的时间节点，v为波速向量中的波速节点。
[0012]
结合第一方面，在第一方面的第二种可实现方式中，通过所述速度谱提取出炮集对应的叠加速度，包括：
[0013]
对所述速度谱中的各行数据分别进行归一化处理；
[0014]
根据归一化处理后的速度谱绘制影像图；
[0015]
选取所述影像图中极大值点对应的速度作为所述叠加速度。
[0016]
第二方面，提供了一种散射波叠加速度提取方法，包括：
[0017]
采用如第一方面提供的散射波叠加速度提取方法，提取出不同炮集对应的叠加速度；
[0018]
采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；
[0019]
根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h；
[0020]
通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；
[0021]
对同一深度范围的层速度矩阵v
itr
进行平均处理，得到平均层速度v
mean
；
[0022]
根据所述平均层速度v
mean
和统一深度范围h
itr
计算平均双程旅行时t
irt1
；
[0023]
通过相应的炮点三维坐标选取各炮集对应的平均层速度v
mean
和平均双程旅行时t
irt1
；
[0024]
根据选取的平均双程旅行时t
irt1
将选取的平均层速度v
mean
转换为平均叠加速度vr1；
[0025]
采用插值算法对所述平均叠加速度vr1进行插值，得到插值后平均叠加速度vr
mean
。
[0026]
第三方面，提供了一种散射波叠加速度提取方法，包括：
[0027]
采用如第一方面提供的散射波叠加速度提取方法，提取出不同炮集对应的叠加速度；
[0028]
采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；
[0029]
根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h；
[0030]
通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；
[0031]
对所述层速度矩阵v
itr
进行平滑处理，得到平滑层速度v
smooth
；
[0032]
根据所述平滑层速度v
smooth
和统一深度范围h
itr
计算平滑双程旅行时t
irt2
；
[0033]
通过相应的炮点三维坐标选取各炮集对应的平滑层速度v
smooth
和平滑双程旅行时t
irt2
；
[0034]
根据平滑双程旅行时t
irt2
将选取的平滑层速度v
smooth
转换为平滑叠加速度vr2；
[0035]
采用插值算法对所述平滑叠加速度vr2进行插值，得到插值后平滑叠加速度vr
smooth
。
[0036]
第四方面，提供了一种散射波叠加速度提取系统，包括：
[0037]
获取模块，配置为获取共炮点道集数据data、炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v；
[0038]
计算模块，配置为根据炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v，分别计算各炮集对应的各地震道在不同时刻、不同波速下所对应的双程旅行时；
[0039]
统计模块，配置为分别基于相应的双程旅行时从所述共炮点道集数据data中提取出相应的振幅值，并计算出不同时刻、不同波速所对应的振幅绝对平均值；
[0040]
提取模块，配置为分别根据相应的振幅绝对平均值生成各炮集对应的速度谱，并通过生成的速度谱提取出各炮集对应的叠加速度。
[0041]
结合第二方面，在第二方面的第一种可实现方式中，所述计算模块计算不同时刻、不同波速所对应的双程旅行时，包括：
[0042][0043]
其中，cr
x
、cry、crz分别为检波器三维坐标，cp
x
、cpy、cpz分别为炮点三维坐标，t为地震道对应的双程旅行时，t为双程旅行时间向量中的时间节点，v为波速向量中的波速节点。
[0044]
结合第二方面，在第二方面的第二种可实现方式中，所述提取模块包括：
[0045]
归一化单元，配置为对所述速度谱中的各行数据分别进行归一化处理；
[0046]
影像图单元，配置为根据归一化处理后的速度谱绘制影像图；
[0047]
速度提取单元，配置为选取所述影像图中极大值点对应的速度作为所述叠加速度。
[0048]
第五方面，提供了一种散射波叠加速度提取系统，包括：
[0049]
如第四方面提供的散射波叠加速度提取系统，且配置为提取出不同炮集对应的叠加速度，以及；
[0050]
矩阵生成模块，配置为采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；
[0051]
矩阵确定模块，配置为根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h；
[0052]
矩阵处理模块，配置为通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；
[0053]
平均处理模块，配置为对同一深度范围的层速度矩阵v
itr
进行平均处理，得到平均层速度v
mean
；
[0054]
平均时间计算模块，配置为根据所述平均层速度v
mean
和统一深度范围h
itr
计算平均双程旅行时t
irt1
；
[0055]
平均数据选取模块，配置为通过相应的炮点三维坐标选取各炮集对应的平均层速度v
mean
和平均双程旅行时t
irt1
；
[0056]
平均数据转换模块，配置为根据选取的平均双程旅行时t
irt1
将选取的平均层速度v
mean
转换为平均叠加速度vr1；
[0057]
平均速度计算模块，配置为采用插值算法对所述平均叠加速度vr1进行插值，得到插值后平均叠加速度vr
mean
。
[0058]
第六方面，提供了一种散射波叠加速度提取系统，包括：
[0059]
如第四方面提供的散射波叠加速度提取系统，且配置为提取出不同炮集对应的叠加速度，以及；
[0060]
矩阵生成模块，配置为采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；
[0061]
矩阵确定模块，配置为根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h；
[0062]
矩阵处理模块，配置为通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；
[0063]
平滑处理模块，配置为对所述层速度矩阵v
itr
进行平滑处理，得到平滑层速度v
smooth
；
[0064]
平滑时间计算模块，配置为根据所述平滑层速度v
smooth
和统一深度范围h
itr
计算平滑双程旅行时t
irt2
；
[0065]
平滑数据选取模块，配置为通过相应的炮点三维坐标选取各炮集对应的平滑层速度v
smooth
和平滑双程旅行时t
irt2
；
[0066]
平滑数据转换模块，配置为根据平滑双程旅行时t
irt2
将选取的平滑层速度v
smooth
转换为平滑叠加速度vr2；
[0067]
平滑速度计算模块，配置为采用插值算法对所述平滑叠加速度vr2进行插值，得到插值后平滑叠加速度vr
smooth
。
[0068]
有益效果：采用本发明的散射波叠加速度提取方法及系统，以共炮点道集为提取对象，通过引入炮点和检波器的三维坐标，可以不经过高度校正直接对散射波的叠加速度进行提取，从而消除地表起伏所产生的影响。同时，通过平均、圆滑处理，从而压制浅层干扰对速度提取的影响。
附图说明
[0069]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0070]
图1为本发明一实施例提供的散射波叠加速度提取方法的流程图；
[0071]
图2为采用如图1所示散射波叠加速度提取方法设计的计算机程序流程图；
[0072]
图3为本发明一实施例提供的计算机提取散射波叠加速度的流程图；
[0073]
图4为采用如图3所示散射波叠加速度提取方法设计的计算机程序流程图；
[0074]
图5为本发明一实施例提供的计算机提取散射波叠加速度的流程图；
[0075]
图6为采用如图5所示散射波叠加速度提取方法设计的计算机程序流程图；
[0076]
图7为本发明一实施例提供的散射波叠加速度提取系统的系统框图；
[0077]
图8为本发明一实施例提供的散射波叠加速度提取系统的系统框图；
[0078]
图9为本发明一实施例提供的散射波叠加速度提取系统的系统框图。
具体实施方式
[0079]
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0080]
实施例一
[0081]
如图1所示的散射波叠加速度提取方法的流程图，该提取方法包括：
[0082]
步骤a1、获取共炮点道集数据data、炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v；
[0083]
步骤a2、根据炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v，
计算各地震道在不同时刻、不同波速下所对应的双程旅行时；
[0084]
步骤a3、分别基于相应的双程旅行时从所述共炮点道集数据data中提取出相应的振幅值ampr，并计算出不同时刻、不同波速所对应的振幅绝对平均值
[0085]
其中，r为道号，n为道数。
[0086]
步骤a4、根据所有时刻、所有波速对应的振幅绝对平均值生成相应的速度谱，并通过生成的速度谱提取炮集对应的叠加速度。
[0087]
具体而言，首先，获取共炮点道集数据data、双程旅行时间向量t(t1,t2,t3......tn)和波速向量v(v1,v2,v3......vn)的同时。引入炮点三维坐标和检波器三维坐标，结合双程旅行时间向量t和波速向量v，计算得到共炮点道集数据data中不同时刻、不同波速所对应的双程旅行时。
[0088]
之后，可以根据计算出的各地震道对应的双程旅行时，从所述共炮点道集数据data中提取出不同地震道对应的振幅值，并分别计算出不同时刻、不同波速所对应的振幅绝对平均值。最后，基于计算得到所有时刻、所有波速对应的振幅绝对平均值生成波速谱，通过波速谱提取出炮集对应的叠加速度。如此，就可以不经过高度校正直接对散射波的叠加速度进行提取，从而消除地表起伏所产生的影响。
[0089]
在本实施例中，可选的，在步骤2中，计算不同时刻、不同波速所对应的双程旅行时，包括：
[0090][0091]
其中，cr
x
、cry、crz分别为检波器三维坐标，cp
x
、cpy、cpz分别为炮点三维坐标，t为地震道对应的双程旅行时，t为双程旅行时间向量中的时间节点，v为波速向量中的波速节点。
[0092]
在本实施例中，可选的，在步骤4中，通过所述速度谱提取出炮集对应的叠加速度，包括：
[0093]
对所述速度谱中的各行数据分别进行归一化处理，具体计算式如下：
[0094][0095]
其中，(a,b)为归一化区间，amp
max
和amp
min
表示该行amp值中的最大值和最小值，amp
nor
为归一化后的结果；
[0096]
根据归一化处理后的速度谱绘制影像图；
[0097]
选取所述影像图中极大值点对应的速度作为所述叠加速度。
[0098]
下文将结合图2对计算机实现散射波叠加速度提取的步骤进行详细说明。
[0099]
在本实施例中，计算机对共炮点道集数据data进行叠加速度提取的步骤包括：
[0100]
s1、输入共炮点道集data，输入炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t(t1,t2,t3......tn)和波速向量v(v1,v2,v3......vn)；
[0101]
s2、令双程旅行时间向量t的初始循环序号i＝1；
[0102]
s3、令波速向量v的初始循环序号j＝1；
[0103]
s4、令共炮点道集data道号的初始循环序号k＝1；
[0104]
s5、采用上述计算式计算第k道的双程旅行时t；
[0105]
s6、从提取共炮点道集data中第k道t时刻的振幅值并记录；
[0106]
s7、判断k是否小于共炮点道集data的最大道数；否，则进行下一步；是，则令k＝k+1，重复s5-s7；
[0107]
s8、计算所有提取出的振幅值的绝对平均值，并将结果保存到amp的对应位置(i，j)中；
[0108]
s9、判断j是否小于波速向量v的最大序号；否，则进行下一步；是，则令j＝j+1，重复s4-s9；
[0109]
s10、对amp的第i行进行归一化处理，计算式如下：
[0110][0111]
s11、判断i是否小于双程旅行时间向量t最大序号；否，则进行下一步；是，则令i＝i+1，重复s3-s11；
[0112]
s12、根据amp绘制影像图，选择影像图中的极大值点，保存每个极值点对应的坐标，其横坐标为叠加速度vr，纵坐标为双程旅行时刻t0。
[0113]
实施例二
[0114]
如图3所示的散射波叠加速度提取方法的流程图，该提取方法包括：
[0115]
步骤b1、采用上述的散射波叠加速度提取方法，提取出不同炮集对应的叠加速度；
[0116]
步骤b2、采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；
[0117]
步骤b3、根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h，其中，层速度矩阵v的计算式如下：
[0118][0119]
其中，i为叠加速度矩阵vr
itr
中每一列的序号。
[0120]
深度矩阵h计算公式如下：
[0121][0122]
其中，j为层速度矩阵v每一列的序号，cpz为该列数据对应炮点的z坐标。
[0123]
步骤b4、通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；
[0124]
步骤b5、对同一深度范围的层速度矩阵v
itr
进行平均处理，得到平均层速度v
mean
；
[0125]
步骤b6、根据所述平均层速度v
mean
和统一深度范围h
itr
计算平均双程旅行时t
irt1
，具体计算式如下：
[0126][0127]
其中，k为统一深度范围h
itr
的每一列的序号。
[0128]
步骤b7、通过相应的炮点三维坐标选取各炮集对应的平均层速度v
mean
和平均双程旅行时t
irt1
，具体为：
[0129]
在统一深度范围h
itr
中检索每一列数据对应炮点z坐标cpz的位置序号，对应的每一列平均层速度v
mean
保留从该序号开始到结束范围内的数据；对应的每一列平均双程旅行时t
itr1
保留从该序号开始到结束范围内的数据，再对保留的数据依次减去该序号对应的数据值。
[0130]
步骤b8、根据选取的平均双程旅行时t
irt1
将选取的平均层速度v
mean
转换为平均叠加速度vr1，具体计算式如下：
[0131][0132]
其中，l为平均层速度v
mean
每一列的序号。
[0133]
步骤b9、采用插值算法对所述平均叠加速度vr1进行插值，得到插值后平均叠加速度vr
mean
。
[0134]
具体而言，应理解，在浅层散射波勘探中，浅层存在的强干扰会大大降低速度提取的精度。在提取浅层低速带的叠加速度分布时，可以先采用实施例一所记载的提取方法，不经过高度校正分别从多个不同炮集对应的共炮点道集数据data中，直接提取出各炮集对应的叠加速度。然后，将各炮集的提取结果视作该炮点下方的速度分布，并对所有炮集的提取结果进行插值和平均处理，从而压制浅层干扰对速度提取的影响，得到更准确的叠加速度分布。
[0135]
下文将结合图4对计算机实现散射波叠加速度提取的步骤进行详细说明。
[0136]
在本实施例中，计算机进行叠加速度提取的步骤包括：
[0137]
ss1、输入共炮点道集data，输入炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t(t1,t2,t3......tn)和波速向量v(v1,v2,v3......vn)；
[0138]
ss2、令双程旅行时间向量t的初始循环序号i＝1；
[0139]
ss3、令波速向量v的初始循环序号j＝1；
[0140]
ss4、令共炮点道集data道号的初始循环序号k＝1；
[0141]
ss5、采用上述计算式计算第k道的双程旅行时t；
[0142]
ss6、从提取共炮点道集data中第k道t时刻的振幅值并记录；
[0143]
ss7、判断k是否小于共炮点道集data的最大道数；否，则进行下一步；是，则令k＝k+1，重复ss5-ss7；
[0144]
ss8、计算所有提取出的振幅值的绝对平均值，并将结果保存到amp的对应位置(i，j)中；
[0145]
ss9、判断j是否小于波速向量v的最大序号；否，则进行下一步；是，则令j＝j+1，重复ss4-ss9；
[0146]
ss10、对amp的第i行进行归一化处理；
[0147]
ss11、判断i是否小于双程旅行时间向量t最大序号；否，则进行下一步；是，则令i＝i+1，重复ss3-ss11；
[0148]
ss12、根据amp绘制影像图，选择影像图中的极大值点，保存每个极大值点对应的坐标，其横坐标为叠加速度vr，纵坐标为双程旅行时刻t0。
[0149]
ss13、选择下一炮集，重复步骤ss1-ss12，直至全部炮集处理完成后进入下一步；
[0150]
ss14、输入所有炮点的三维坐标；
[0151]
ss15、依次对每一组(vr，t0)按双程旅行时间向量t进行一维插值；
[0152]
ss16、将vr的插值结果按对应炮点的x坐标进行排列；
[0153]
ss17、对排列后的vr矩阵按全部炮点x坐标进行二维插值，得到叠加速度矩阵vr
itr
；
[0154]
ss18、依次计算叠加速度矩阵vr
itr
每一列对应的层速度，组成层速度矩阵v；
[0155]
ss19、依次计算叠加速度矩阵vr
itr
每一列对应的深度，组成深度矩阵h；
[0156]
ss20、将不同深度范围的层速度矩阵v插值到统一深度范围h
itr
，得到层速度矩阵v
itr
；
[0157]
ss21、计算层速度矩阵v
itr
同一深度的平均值，得到平均层速度v
mean
；
[0158]
ss22、根据平均层速度v
mean
和统一深度范围h
itr
计算平均双程旅行时t
itr1
；
[0159]
ss23、根据每一炮的z坐标确定该炮下方平均层速度v
mean
的范围和平均双程旅行时t
itr1
的范围；
[0160]
ss24、根据确定的平均双程旅行时t
itr1
的范围依次将确定的平均层速度v
mean
的范围中每一列平均层速度v
mean
转换回平均叠加速度vr1；
[0161]
ss25、依次将平均叠加速度vr1的每一列按双程旅行时间向量t进行一维插值得到插值后平均叠加速度vr
mean
并保存。
[0162]
实施例三
[0163]
如图5所示的散射波叠加速度提取方法的流程图，该提取方法包括：
[0164]
步骤c1、采用上述的散射波叠加速度提取方法，提取出不同炮集对应的叠加速度；
[0165]
步骤c2、采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；
[0166]
步骤c3、根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h；
[0167]
步骤c4、通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；
[0168]
步骤c5、对所述层速度矩阵v
itr
进行平滑处理，得到平滑层速度v
smooth
；
[0169]
步骤c6、根据所述平滑层速度v
smooth
和统一深度范围h
itr
计算平滑双程旅行时t
irt2
；
[0170]
步骤c7、通过相应的炮点三维坐标选取各炮集对应的平滑层速度v
smooth
和平滑双程旅行时t
irt2
；
[0171]
步骤c8、根据平滑双程旅行时t
irt2
将选取的平滑层速度v
smooth
转换为平滑叠加速度vr2；
[0172]
步骤c9、采用插值算法对所述平滑叠加速度vr2进行插值，得到插值后平滑叠加速度vr
smooth
。
[0173]
具体而言，在提取浅层低速带的叠加速度分布时，可以先采用实施例一所记载的提取方法，不经过高度校正分别从多个不同炮集对应的共炮点道集数据data中，直接提取出各炮集对应的叠加速度。然后，将各炮集的提取结果视作该炮点下方的速度分布，并对所有炮集的提取结果进行插值和圆滑处理，从而压制浅层干扰对速度提取的影响，得到更准确的叠加速度分布。
[0174]
下文将结合图6对计算机实现散射波叠加速度提取的步骤进行详细说明。
[0175]
在本实施例中，计算机进行叠加速度提取的步骤包括：
[0176]
sss1、输入共炮点道集data，输入炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t(t1,t2,t3......tn)和波速向量v(v1,v2,v3......vn)；
[0177]
sss2、令双程旅行时间向量t的初始循环序号i＝1；
[0178]
sss3、令波速向量v的初始循环序号j＝1；
[0179]
sss4、令共炮点道集data道号的初始循环序号k＝1；
[0180]
sss5、采用上述计算式计算第k道的双程旅行时t；
[0181]
sss6、从提取共炮点道集data中第k道t时刻的振幅值并记录；
[0182]
sss7、判断k是否小于共炮点道集data的最大道数；否，则进行下一步；是，则令k＝k+1，重复sss5-sss7；
[0183]
sss8、计算所有提取出的振幅值的绝对平均值，并将结果保存到amp的对应位置(i，j)中；
[0184]
sss9、判断j是否小于波速向量v的最大序号；否，则进行下一步；是，则令j＝j+1，重复sss4-sss9；
[0185]
sss10、对amp的第i行进行归一化处理；
[0186]
sss11、判断i是否小于双程旅行时间向量t最大序号；否，则进行下一步；是，则令i＝i+1，重复sss3-sss11；
[0187]
sss12、根据amp绘制影像图，选择影像图中的极大值点，保存每个极大值点对应的坐标，其横坐标为叠加速度vr，纵坐标为双程旅行时刻t0。
[0188]
sss13、选择下一炮集，重复步骤sss1-sss12，直至全部炮集处理完成后进入下一步；
[0189]
sss14、输入所有炮点的三维坐标；
[0190]
sss15、依次对每一组(vr，t0)按双程旅行时间向量t进行一维插值；
[0191]
sss16、将vr的插值结果按对应炮点的x坐标进行排列；
[0192]
sss17、对排列后的vr矩阵按全部炮点x坐标进行二维插值，得到叠加速度矩阵vr
itr
；
[0193]
sss18、依次计算叠加速度矩阵vr
itr
每一列对应的层速度，组成层速度矩阵v；
[0194]
sss19、依次计算叠加速度矩阵vr
itr
每一列对应的深度，组成深度矩阵h；
[0195]
sss20、将不同深度范围的层速度矩阵v插值到统一深度范围h
itr
，得到层速度矩阵v
itr
；
[0196]
sss21、对层速度矩阵v
itr
进行平滑处理，得到平滑层速度v
smooth
；
[0197]
sss22、根据平滑层速度v
smooth
和统一深度范围h
itr
计算平滑双程旅行时t
irt2
；具体计算式如下：
[0198][0199]
其中，l为平滑层速度v
smooth
每一列的序号。
[0200]
sss23、根据每一炮的z坐标确定该炮下方平滑层速度v
smooth
的范围和平滑双程旅行时t
irt2
的范围，具体为：
[0201]
在h
itr
中检索每一列数据对应炮点z坐标cpz的位置序号，对应的每一列v
smooth
保留从该序号开始到结束范围内的数据；对应的每一列t
itr2
保留从该序号开始到结束范围内的数据，再对保留的数据依次减去该序号对应的数据值。
[0202]
sss24、根据确定的平滑双程旅行时t
irt2
的范围依次将确定的平滑层速度v
smooth
的范围中每一列平滑层速度v
smooth
转换回平滑叠加速度vr2，具体计算式如下：
[0203][0204]
其中，f为平滑层速度v
smooth
每一列的序号。
[0205]
sss25、依次将平滑叠加速度vr2的每一列按双程旅行时间向量t进行一维插值得到插值后平滑叠加速度vr
smooth
并保存。
[0206]
实施例四
[0207]
如图7所示的散射波叠加速度提取系统的系统框图，该提取系统包括：
[0208]
获取模块，配置为获取共炮点道集数据data、炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v；
[0209]
计算模块，配置为根据炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v，分别计算各地震道在不同时刻、不同波速下所对应的双程旅行时；
[0210]
统计模块，配置为分别基于相应的双程旅行时从所述共炮点道集数据data中提取出相应的振幅值，并计算出不同时刻、不同波速所对应的振幅绝对平均值；
[0211]
提取模块，配置为根据所有时刻、所有速度对应的振幅绝对平均值生成相应的速度谱，并通过生成的速度谱提取炮集对应的叠加速度。
[0212]
具体而言，提取系统是由获取模块、计算模块、统计模块和提取模块组成。其中，获取模块可以获取共炮点道集数据data、双程旅行时间向量t(t1,t2,t3......tn)和波速向量v(v1,v2,v3......vn)，以及炮点三维坐标，检波器三维坐标。
[0213]
计算模块可以根据炮点三维坐标和检波器三维坐标，结合双程旅行时间向量t和波速向量v，计算得到共炮点道集数据data中所有地震道在不同时刻、不同波速下所对应的双程旅行时。
[0214]
统计模块可以根据计算出的各地震道对应的双程旅行时，从所述共炮点道集数据data中提取出不同地震道对应的振幅值，并分别计算出不同时刻、不同波速所对应的振幅
绝对平均值。
[0215]
提取模块可以基于计算得到的所有时刻、所有波速对应的振幅绝对平均值生成波速谱，通过波速谱提取出炮集对应的叠加速度。如此，就可以不经过高度校正直接对散射波的叠加速度进行提取，从而消除地表起伏所产生的影响。
[0216]
在本实施例中，计算模块在所述计算模块计算不同时刻、不同波速所对应的双程旅行时，包括：
[0217][0218]
其中，cr
x
、cry、crz分别为检波器三维坐标，cp
x
、cpy、cpz分别为炮点三维坐标，t为地震道对应的双程旅行时，t为双程旅行时间向量中的时间节点，v为波速向量中的波速节点。
[0219]
在本实施例中，可选的，提取模块包括：
[0220]
归一化单元，配置为对所述速度谱中的各行数据分别进行归一化处理；
[0221]
影像图单元，配置为根据归一化处理后的速度谱绘制影像图；
[0222]
速度提取单元，配置为选取所述影像图中极大值点对应的速度作为所述叠加速度。
[0223]
实施例五
[0224]
如图8所示的散射波叠加速度提取系统的系统框图，该提取系统包括：
[0225]
上述的散射波叠加速度提取系统，配置为提取出不同炮集对应的叠加速度，以及；
[0226]
矩阵生成模块，配置为采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；
[0227]
矩阵确定模块，配置为根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h；
[0228]
矩阵处理模块，配置为通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；
[0229]
平均处理模块，配置为对同一深度范围的层速度矩阵v
itr
进行平均处理，得到平均层速度v
mean
；
[0230]
平均时间计算模块，配置为根据所述平均层速度v
mean
和统一深度范围h
itr
计算平均双程旅行时t
irt1
；
[0231]
平均数据选取模块，配置为通过相应的炮点三维坐标选取各炮集对应的平均层速度v
mean
和平均双程旅行时t
irt1
；
[0232]
平均数据转换模块，配置为根据选取的平均双程旅行时t
irt1
将选取的平均层速度v
mean
转换为平均叠加速度vr1；
[0233]
平均速度计算模块，配置为采用插值算法对所述平均叠加速度vr1进行插值，得到插值后平均叠加速度vr
mean
。
[0234]
具体而言，在提取浅层低速带的叠加速度分布时，可以通过实施例四所记载的提取系统，不经过高度校正分别从多个不同炮集对应的共炮点道集数据data中，直接提取出各炮集对应的叠加速度。矩阵生成模块、矩阵处理模块和平均处理模块等，可以将各炮集的
提取结果视作该炮点下方的速度分布，并对所有炮集的提取结果进行插值和平均处理，从而压制浅层干扰对速度提取的影响，得到更准确的叠加速度分布。
[0235]
实施例六
[0236]
如图9所示的散射波叠加速度提取系统的系统框图，该提取系统包括：
[0237]
如实施例四所述的散射波叠加速度提取系统，以及；
[0238]
矩阵生成模块，配置为采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；
[0239]
矩阵确定模块，配置为根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h；
[0240]
矩阵处理模块，配置为通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；
[0241]
平滑处理模块，配置为对所述层速度矩阵v
itr
进行平滑处理，得到平滑层速度v
smooth
；
[0242]
平滑时间计算模块，配置为根据所述平滑层速度v
smooth
和统一深度范围h
itr
计算平滑双程旅行时t
irt2
；
[0243]
平滑数据选取模块，配置为通过相应的炮点三维坐标选取各炮集对应的平滑层速度v
smooth
和平滑双程旅行时t
irt2
；
[0244]
平滑数据转换模块，配置为根据平滑双程旅行时t
irt2
将选取的平滑层速度v
smooth
转换为平滑叠加速度vr2；
[0245]
平滑速度计算模块，配置为采用插值算法对所述平滑叠加速度vr2进行插值，得到插值后平滑叠加速度vr
smooth
。
[0246]
具体而言，在提取浅层低速带的叠加速度分布时，可以通过实施例四所记载的提取系统，不经过高度校正分别从多个不同炮集对应的共炮点道集数据data中，直接提取出各炮集对应的叠加速度。矩阵生成模块、矩阵处理模块和平滑处理模块等，可以将各炮集的提取结果视作该炮点下方的速度分布，并对所有炮集的提取结果进行插值和平滑处理，从而压制浅层干扰对速度提取的影响，得到更准确的叠加速度分布。
[0247]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：
1.一种散射波叠加速度提取方法，其特征在于，包括：获取共炮点道集数据data、炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v；根据炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v，计算各地震道在不同时刻、不同波速下所对应的双程旅行时；分别基于相应的双程旅行时从所述共炮点道集数据data中提取出相应的振幅值，并计算出不同时刻、不同波速所对应的振幅绝对平均值；根据所有时刻、所有波速对应的振幅绝对平均值生成相应的速度谱，并通过生成的速度谱提取炮集对应的叠加速度。2.根据权利要求1所述的散射波叠加速度提取方法，其特征在于，计算不同时刻、不同波速所对应的双程旅行时，包括：其中，cr
x
、cr
y
、cr
z
分别为检波器三维坐标，cp
x
、cp
y
、cp
z
分别为炮点三维坐标，t为地震道对应的双程旅行时，t为双程旅行时间向量中的时间节点，v为波速向量中的波速节点。3.根据权利要求1所述的散射波叠加速度提取方法，其特征在于，通过所述速度谱提取出炮集对应的叠加速度，包括：对所述速度谱中的各行数据分别进行归一化处理；根据归一化处理后的速度谱绘制影像图；选取所述影像图中极大值点对应的速度作为所述叠加速度。4.一种散射波叠加速度提取方法，其特征在于，包括：采用如权利要求1所述的散射波叠加速度提取方法，提取出不同炮集对应的叠加速度；采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h；通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；对同一深度范围的层速度矩阵v
itr
进行平均处理，得到平均层速度v
mean
；根据所述平均层速度v
mean
和统一深度范围h
itr
计算平均双程旅行时t
irt1
；通过相应的炮点三维坐标选取各炮点对应的平均层速度v
mean
和平均双程旅行时t
irt1
；根据选取的平均双程旅行时t
irt1
将选取的平均层速度v
mean
转换为平均叠加速度vr1；采用插值算法对所述平均叠加速度vr1进行插值，得到插值后平均叠加速度vr
mean
。5.一种散射波叠加速度提取方法，其特征在于，包括：采用如权利要求1所述的散射波叠加速度提取方法，提取出不同炮集对应的叠加速度；采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h；通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；对所述层速度矩阵v
itr
进行平滑处理，得到平滑层速度v
smooth
；
根据所述平滑层速度v
smooth
和统一深度范围h
itr
计算平滑双程旅行时t
irt2
；通过相应的炮点三维坐标选取各炮集对应的平滑层速度v
smooth
和平滑双程旅行时t
irt2
；根据平滑双程旅行时t
irt2
将选取的平滑层速度v
smooth
转换为平滑叠加速度vr2；采用插值算法对所述平滑叠加速度vr2进行插值，得到插值后平滑叠加速度vr
smooth
。6.一种散射波叠加速度提取系统，其特征在于，包括：获取模块，配置为获取共炮点道集数据data、炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v；计算模块，配置为根据炮点三维坐标、检波器三维坐标、双程旅行时间向量t和波速向量v，分别计算各地震道在不同时刻、不同波速下所对应的双程旅行时；统计模块，配置为分别基于相应的双程旅行时从所述共炮点道集数据data中提取出相应的振幅值，并计算出不同时刻、不同波速所对应的振幅绝对平均值；提取模块，配置为根据所有时刻、所有波速对应的振幅绝对平均值生成相应的速度谱，并通过生成的速度谱提取炮集对应的叠加速度。7.根据权利要求6所述的散射波叠加速度提取系统，其特征在于，所述计算模块计算不同时刻、不同波速下所对应的双程旅行时，包括：其中，cr
x
、cr
y
、cr
z
分别为检波器三维坐标，cp
x
、cp
y
、cp
z
分别为炮点三维坐标，t为地震道对应的双程旅行时，t为双程旅行时间向量中的时间节点，v为波速向量中的波速节点。8.根据权利要求6所述的散射波叠加速度提取系统，其特征在于，所述提取模块包括：归一化单元，配置为对所述速度谱中的各行数据分别进行归一化处理；影像图单元，配置为根据归一化处理后的速度谱绘制影像图；速度提取单元，配置为选取所述影像图中极大值点对应的速度作为所述叠加速度。9.一种散射波叠加速度提取系统，其特征在于，包括：如权利要求6所述的散射波叠加速度提取系统，配置为提取出不同炮集对应的叠加速度，以及；矩阵生成模块，配置为采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；矩阵确定模块，配置为根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h；矩阵处理模块，配置为通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；平均处理模块，配置为对同一深度范围的层速度矩阵v
itr
进行平均处理，得到平均层速度v
mean
；平均时间计算模块，配置为根据所述平均层速度v
mean
和统一深度范围h
itr
计算平均双程旅行时t
irt1
；平均数据选取模块，配置为通过相应的炮点三维坐标选取各炮点对应的平均层速度v
mean
和平均双程旅行时t
irt1
；平均数据转换模块，配置为根据选取的平均双程旅行时t
irt1
将选取的平均层速度v
mean
转换为平均叠加速度vr1；平均速度计算模块，配置为采用插值算法对所述平均叠加速度vr1进行插值，得到插值后平均叠加速度vr
mean
。10.一种散射波叠加速度提取系统，其特征在于，包括：如权利要求6所述的散射波叠加速度提取系统，以及；矩阵生成模块，配置为采用插值算法对提取出的叠加速度进行插值，生成叠加速度矩阵vr
itr
；矩阵确定模块，配置为根据所述叠加速度矩阵vr
itr
确定层速度矩阵v和深度矩阵h；矩阵处理模块，配置为通过所述深度矩阵h确定统一深度范围h
itr
，并按照所述统一深度范围h
itr
对所述层速度矩阵v进行一维插值，得到同一深度范围的层速度矩阵v
itr
；平滑处理模块，配置为对所述层速度矩阵v
itr
进行平滑处理，得到平滑层速度v
smooth
；平滑时间计算模块，配置为根据所述平滑层速度v
smooth
和统一深度范围h
itr
计算平滑双程旅行时t
irt2
；平滑数据选取模块，配置为通过相应的炮点三维坐标选取各炮集对应的平滑层速度v
smooth
和平滑双程旅行时t
irt2
；平滑数据转换模块，配置为根据平滑双程旅行时t
irt2
将选取的平滑层速度v
smooth
转换为平滑叠加速度vr2；平滑速度计算模块，配置为采用插值算法对所述平滑叠加速度vr2进行插值，得到插值后平滑叠加速度vr
smooth
。

技术总结
本发明公开了一种散射波叠加速度提取方法及系统，系统包括获取模块、计算模块、统计模块和提取模块，首先，获取模块可以获取共炮点道集数据、双程旅行时间向量、波速向量、炮点三维坐标和检波器三维坐标。然后，计算模块引入炮点三维坐标和检波器三维坐标，计算所有地震道在不同时刻、不同波速的双程旅行时。之后，统计模块根据双程旅行时，从共炮点道集数据中提取出相应的振幅值，计算出不同时刻、不同波速对应的振幅绝对平均值。最后，提取模块根据计算得到的振幅绝对平均值生成波速谱，通过波速谱提取出炮集对应的叠加速度。如此，就可以不经过高度校正直接对散射波的叠加速度进行提取，从而消除地表起伏所产生的影响。从而消除地表起伏所产生的影响。从而消除地表起伏所产生的影响。


技术研发人员：阎宗岭 史可 柴贺军 徐峰 贾学明 黄河 唐胜传 刘中帅 谭玲 毛友平 刘显鑫
受保护的技术使用者：招商局重庆交通科研设计院有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/9/9