拟微分算子储存方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种拟微分算子储存方法及装置，其中，该方法包括：针对每个空间网格对应的拟微分算子，进行非均匀采样；存储每个拟微分算子对应的采样数据。该方案可以在不降低微分算子精度的同时降低拟微分算子的大小，进而存储每个拟微分算子对应的采样数据，实现了在不降低微分算子精度的同时降低存储量，有利于减少二维情况下的储存量，有利于将直接求解Kelvin‑Christoffel本征方程的算法用于处理三维问题。

Storage Method and Device of Quasi-Differential Operator

The embodiment of the present invention provides a storage method and device for quasi-differential operators, in which the method includes non-uniform sampling for quasi-differential operators corresponding to each spatial grid and storing sampling data corresponding to each quasi-differential operator. This scheme can reduce the size of the quasi-differential operator without reducing the accuracy of the differential operator, and then store the sampling data corresponding to each quasi-differential operator. It can reduce the storage without reducing the accuracy of the differential operator, and it is conducive to reducing the storage in two-dimensional case. It is also conducive to applying the algorithm of solving Kelvin Christoffel eigenvalue equation directly to three-dimensional problems.

【技术实现步骤摘要】
拟微分算子储存方法及装置
本专利技术涉及地震数据处理
，特别涉及一种拟微分算子储存方法及装置。
技术介绍
不同于积分法或高斯束偏移成像，矢量弹性波场逆时偏移利用全波方程，不会丢失地震波场的细节信息，对于陡峭构造有着更好的成像输出。由于利用了多波勘探方法，对于高速封闭层、水层等，多波勘探提供了更多角度的照明，相对于声波勘探来说，有着得天独厚的优势。早年，由于技术缺失和成本限制，常常将传统声波逆时偏移的成像条件直接应用于多波地震资料，将矢量弹性波场的水平分量和垂直分量直接进行成像。但是，垂直分量并不等于纵波分量，水平分量也不等价于横波分量，所以传统的互相关成像方法在物理上意义不足，并且会带来成像中的假象，所以在进行矢量波场成像前，需要将矢量波场分为纯净的纵波和横波波场。目前，弹性波矢量波场分解有以下几种方法：第一种方法：直接求解Kelvin-Christoffel本征方程，Kelvin-Christoffel本征方程可以由波动方程直接推导获得，其描述了相速度和群速度等地震波场的传播特征，在地震理论研究中有着很强的实际意义。从数学层面来讲，Kelvin-Christoffel本征方程是一个典型的本征问题，定义偏振矢量有非零解，通过求解Kelvin-Christoffel本征方程，可以获得纵横波场的偏振矢量，可以获得伪P波和伪S波的频散关系，根据频率-波束域与时间-空间域的关系进行二维傅里叶变换，可以得到纯波波动方程。随后，有人提出利用相同的方法，进行了三维矢量地震波场的投影分离计算。这类计算方法的理论清晰，实现难度也不大。但问题是，对于非均匀各向异性介质来说，需要求解每个空间网格点的Kelvin-Christoffel，计算量庞大，对三维问题很难实施。第二种方法：基于高频近似理论推导VTI介质下的伪P波、伪S波波动方程，并进行了数值模拟。在弱各向异性前提下，获得伪P波和伪S波的频散关系的近似解，数值模拟弱各向异性TTI介质下的地震波场。该方法称之为声学假设方法，顾名思义，在声学假设前提下，假定波动方程中横波速度与纵波速度无关，直接设横波速度为零，推导出了各向异性介质下的伪P波的频散方程，傅里叶变换后获得了频率-空间域波动方程。但是，这种方法仅仅假设波动方程中的横波相速度为零，但是对于模型中的很多位置，横波的群速度并不为零，这会带来很多伪横波的产生，需要进行额外的计算，消除伪横波。第三种方法：根据纵横波有着不同的偏振特性进行纵横波分解，是一种经典的方向投影方法。第四种方法：矢量弹性波场的散度和旋度对应着不同的波场结构，利用赫姆霍兹定义可以获得矢量弹性波场在水平波数和垂直波数上的投影，进行纵横波分解。但是这种快捷的计算方法仅能应用于各向同性介质，对于各向异性介质来说，纵横波的偏振方向与传播方向不同，各向异性越强，上述差别越大。针对各向同性介质，以上算法均适用，但是针对非均匀各向异性介质的波场分离，直接求解Kelvin-Christoffel本征方程是最准确，且物理意义最明显的算法，针对网格剖分，均匀各向异性介质的波场分离需要针对每个网格点求解Kelvin-Christoffel本征方程，这就带来了极大的计算量和储存量；需要求解每个空间网格所对应的Kelvin-Christoffel本征方程，获得每个空间网格所对应拟微分算子后，将其储存在内存空间中，这就带来了庞大的储存量，由于目前GPU内存有限，二维情况下储存量勉强可以接受，但是当处理三维问题时，储存量的问题一直制约着该算法的发展。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种拟微分算子储存方法，以解决现有技术中拟微分算子储存量大的技术问题。该方法包括：针对每个空间网格对应的拟微分算子，进行非均匀采样；存储每个拟微分算子对应的采样数据。本专利技术实施例还提供了一种拟微分算子储存装置，以解决现有技术中拟微分算子储存量大的技术问题。该装置包括：采样模块，用于针对每个空间网格对应的拟微分算子，进行非均匀采样；存储模块，用于存储每个拟微分算子对应的采样数据。本专利技术实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意的拟微分算子储存方法，以解决现有技术中拟微分算子储存量大的技术问题。本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述任意的拟微分算子储存方法的计算机程序，以解决现有技术中拟微分算子储存量大的技术问题。在本专利技术实施例中，通过对每个空间网格对应的拟微分算子，进行非均匀采样，使得可以在不降低微分算子精度的同时降低拟微分算子的大小，进而存储每个拟微分算子对应的采样数据，实现了在不降低微分算子精度的同时降低存储量，有利于减少二维情况下的储存量，有利于将直接求解Kelvin-Christoffel本征方程的算法用于处理三维问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1(a)至图1(c)是本专利技术实施例提供的一种均匀VTI介质下弹性波矢量波场分离的示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种拟微分算子储存方法的流程图；图3是本专利技术实施例提供的一种原始拟微分算子的示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种采样间隔的示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种拟微分算子储存装置的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。所谓拟微分算子，就是通过求解Kelvin-Christoffel本征方程，将VTI或TTI的相速度公式带入方程系数矩阵，使得本征问题成立。解得方程的解就为该传播方向的相速度对应的偏振方向。为了全面的阐述这一问题的解析方法，我们首先介绍各向异性基本理论并从VTI(垂直各向异性)、HTI(横向各向异性)矢量波动方程出发，逐渐展开讨论。总所周知，地球介质模型是一个非均匀的模型，其具有非完全弹性、各向异性、多相态等特点，包含各向异性特征的弹性波矢量方程是研究地震波各向异性特征的基础理论，而引起各向异性的原因有很多，成因也较为复杂。固有各向异性、裂缝成因各向异性和长波长各向异性是地球介质各向异性的三个主要成因。Thomsen统计了全球各向异性数据，根据各向异性的强弱，将各向异性介质分为：弱各向异性、强各向异性和极端各向异性。而最为常见的各向异性介质为弱各向异性介质。在地震学研究中，地震各向异性指的是在地震波场的尺度上任何包含内部结构(旋回性薄互层或定向排列的裂隙)的均匀性材料，其弹性特征随方向发生变化。无论是各向同性还是各向异性弹性波矢量方程，其弹性特征的描述都依赖于弹性系数矩阵，或者称之为弹性张量。下面介绍不同各向异性介质的弹性系数矩阵。VTI介质的弹性系数张量可以表示为：容易看出，VTI介质系数矩阵中独立变量有五个。HTI介质的弹性系数张量可以表示为：容易看出，HTI介质系数矩阵中独立变量有五个。HTI介质的弹性系数张量可以表示为：容易看出，HTI介质系数矩阵中独立变量有九个。TTI介质是VTI介质的进步一步变化，是将VTI介质的称轴根据野外观测系统的布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拟微分算子储存方法，其特征在于，包括：针对每个空间网格对应的拟微分算子，进行非均匀采样；存储每个拟微分算子对应的采样数据。

【技术特征摘要】
1.一种拟微分算子储存方法，其特征在于，包括：针对每个空间网格对应的拟微分算子，进行非均匀采样；存储每个拟微分算子对应的采样数据。2.如权利要求1所述的拟微分算子储存方法，其特征在于，针对每个空间网格对应的拟微分算子，进行非均匀采样，包括：对每个拟微分算子进行0至1的归一化；利用非线性投影算法计算每个归一化后的拟微分算子的空间采样间隔，根据所述空间采样间隔进行采样，其中，所述空间采样间隔使得在归一化后的拟微分算子的重要区域进行密集采样，在归一化后的拟微分算子的非重要区域进行稀疏采样，所述重要区域为数据分布密度大于预设值的区域，所述非重要区域为数据分布密度小于预设值的区域。3.如权利要求2所述的拟微分算子储存方法，其特征在于，通过以下公式计算每个归一化后的拟微分算子的空间采样间隔：其中，Dp为归一化后的拟微分算子，αc为最大采样间隔，αf为最小采样间隔，β表示最大采样间隔到最小采样间隔的衰减速度，Ds为每个空间网格对应的拟微分算子的空间采样间隔，Ds决定了相邻两个采样点之间的距离。4.如权利要求2所述的拟微分算子储存方法，其特征在于，根据所述空间采样间隔进行采样，包括：将拟微分算子的中心位置设置为一个父点，父点的大小为距离该父点最近的空间网格点的空间采样间隔，通过循环以下步骤来遍历整个拟微分算子的模型空间进行采样：在父点周围每隔60度设置一个子点，子点与自身对应父点之间的距离为空间采样间隔；对子点进行采样；在子点与所有父点的距离大于该子点对应的父点大小的预设比例时，将该子点视为父点。5.如权利要求4所述的拟微分算子储存方法，其特征在于，所述预设比例为80％。6.一种拟微分算子储存装置，其特征在于，包括：采样模块，用于针对每个空间网格对应的拟微分算子，进行非均匀采样；存储模块，用于存储每个拟微分算子对应的采样数据。7.如权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建，刘洪，桂生，冯海新，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11