一种地震数据的可视化方法技术

技术编号:20818622 阅读:26 留言:0更新日期:2019-04-10 05:37
本发明专利技术提供了一种地震数据的可视化方法。该方法包括:对地震数据体进行空间管理,建立离散点之间的拓扑结构,以将所述地震数据体划分为不同的数据块;基于可视化的分辨率要求确定需要调度的数据块规模以及所调度的数据块在所述拓扑结构中的位置区域;对所调度的数据块进行可视化绘制。利用本发明专利技术的方法,能够对大规模地震数据快速有效地进行实时可视化。

【技术实现步骤摘要】
一种地震数据的可视化方法
本专利技术涉及数据可视化
,尤其涉及一种地震数据的可视化方法。
技术介绍
随着油气资源勘探开发程度的逐步深入,勘探目标逐渐由常规的构造油气向非常规、隐蔽、地层和岩性等复杂油气储藏过度,这促使开发新的方法和技术以进一步完善对地下储层的认识和适应新的勘探要求。在这种大背景下,地震勘探作为油气资源勘探的重要手段之一,受到了业界的广泛关注和研究。数据可视化通过计算机图形和图表等方式,将数据的各个属性从多种角度和维度进行展示,使得人们能够直观深入地认识数据及了解数据之间的差异,发现其中蕴藏的模式和规律。随着计算能力的逐步增强和各类可视化技术的迅猛发展,可视化的展现形式变得愈加丰富,表现形式也在不断变化,例如实时动态数据展示、人机交互应用等,特别是,当前在各种各样的应用系统中实现或者集成数据可视化功能已经成为一种发展趋势。地震数据的可视化,尤其涉及到大规模的地震数据体的可视化,一直是计算机图形学领域研究中的热点,对地底地质构造,油藏分析等地球物理勘探方面具有重要的作用,在物探研究中,实现地址模型的可视化,对石油勘探,天然气勘探能够起到一定的辅助作用,具有十分重要的现实意义。然而,由于地质勘探设备精度不断增强,地震数据的大小随着勘探设备精度的增加而增加,通常,一个存储着大范围区域的地质信息的SEGY格式文件,其大小可达到GB及以上级别,且数据结构复杂具有空间性,在对数据进行处理时,将涉及到大量复杂的数据解析工作。考虑到计算机能力及内存空间不允许无限制的扩大,因此对大规模地震数据处理和可视化时,在数据处理、内外存调度、实时可视化及动态交互上将会面临很大的挑战,而现有技术的数据可视化技术存在数据处理效率低、实时性差等限制,对于大规模数据,这些限制尤其明显。因此,需要对现有技术进行改进,以提供精度高、计算效率高的大规模地震数据可视化方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷,提供一种地震数据的可视化方法,能够高效地对大规模地震数据进行实时显示。根据本专利技术的第一方面,提供了一种地震数据的可视化方法。该方法包括以下步骤:步骤1:对地震数据体进行空间管理,建立离散点之间的拓扑结构,以将所述地震数据体划分为不同的数据块;步骤2:基于可视化的分辨率要求确定需要调度的数据块规模以及所调度的数据块在所述拓扑结构中的位置区域;步骤3:对所调度的数据块进行可视化绘制。在一个实施例中,利用八叉树原理将所述地震数据体构建为包含多层的八叉树形拓扑结构。在一个实施例中,步骤2包括以下子步骤:步骤21:基于要求的可视化分辨率确定需要调度的所述八叉树形拓扑结构的层数;步骤22:根据所确定的层数,自顶而下从所述八叉树形拓扑结构中调度相应的数据块,以进行可视化绘制。在一个实施例中,在步骤21中,根据以下子步骤确定需要调度的八叉树形拓扑结构的层数:步骤211:将所述地震数据体以某一分辨率进行可视化显示的状态作为基准状态;步骤212:确定将所述地震数据体以要求的分辨率进行可视化显示的状态相对于所述基准状态的放缩倍数;步骤213:根据预定的放缩倍数与八叉树形拓扑结构的层数的对应关系确定需要调度的八叉树形拓扑结构的层数。在一个实施例中,在步骤213中,根据放大倍数与八叉树形拓扑结构的层数的对应关系确定需要调度的八叉树形拓扑结构的层数,预定的对应关系为:当放大倍数小于3时,对应八叉树形拓扑结构的层数为3;当放大倍数大于等于3小于6时,对应八叉树形拓扑结构的层数为4;当放大倍数大于等于6小于9时,对应八叉树形拓扑结构的层数为5;当放大倍数大于等于9时,对应八叉树形拓扑结构的层数为6。在一个实施例中,步骤22包括以下子步骤:步骤221:将从所述八叉树形拓扑结构中调度相应的数据块的任务分解为多个子任务;步骤222:将所述多个子任务分配给多个线程,以协同执行不同数据块的调度,其中,每个线程对应一个子任务。在一个实施例中,在步骤222中,所述多线程在处理完相应的子任务之后,采用滑窗机制判断数据块之间的相邻关系,以进行数据块拼接,其中,滑窗移动的步长小于滑窗边长以根据前后滑窗重合区域的数据是否相同来判断数据块之间的相邻关系。在一个实施例中,在步骤3中,利用平衡二叉树作为场景树从所调度的数据块中进一步选择需要加载进场景中的数据,以进行可视化绘制,其中,加载进场景中的数据量与所调度的数据块总量的比例表示为:其中,X为从t0时刻到t1时刻,场景中的数据变化量,Su为数据量增加时t1时刻的数据量,Sd为数据量降低时t1时刻的数据量,Cu、Cd为对应的欧式数据量。在一个实施例中,在进行可视化绘制时,还包括判断场景树上的节点是否与视线相交,对视线不可及之处进行裁剪,输出并显示视线可及的部分。与现有技术相比,本专利技术的优点在于:通过对大规模地震数据进行空间管理,组织为便于检索和加载的分块拓扑结构,提高了实时调度效率;在调度过程,基于可视化的分辨率要求,从拓扑结构中并行加载适量的数据,降低了加载的数据量,进一步提高可视化的速度;在对地震数据进行实时绘制时,通过使用平衡二叉树作为场景树进行并行渲染,降低了修改场景导致的计算复杂度;此外,采用遮挡裁剪技术对视野外的场景进行裁剪,改善了可视化的显示效果。附图说明以下附图仅对本专利技术作示意性的说明和解释,并不用于限定本专利技术的范围,其中:图1示出了根据本专利技术一个实施例的地震数据可视化方法的流程图;图2示出了SEGY数据格式的示意图;图3(a)示出了根据本专利技术一个实施例的八叉树的三维结构图;图3(b)示出了根据本专利技术一个实施例的八叉树的树结构图;图4示出了根据本专利技术一个实施例采用滑窗机制对分块数据进行拼接的示意图;图5示出了根据本专利技术一个实施例的基于CUDA的场景绘制框架图;图6(a)至图6(c)示出了根据本专利技术一个实施例的地震数据的可视化效果图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了,以下结合附图通过具体实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。根据本专利技术的一个实施例,提供了一种地震数据的可视化方法,简言之,该方法通过对地震数据进行去噪处理、空间组织、调度管理和优化实时可视化绘制等多个方面来提高可视化效率以及改善显示效果。具体地,参见图1所示,本专利技术的可视化方法包括以下步骤:步骤S110、对大规模地震数据体进行去噪处理地震数据可采用SEG-Y格式进行存储,通常,SEG-Y数据由三部分构成,分别是文件头、二进制文件头和实际地震道数据。参见图2所示(仅示出了部分字段),文件头占3200字节,该部分主要存储一些对地震数据体进行描述的信息;二进制文件头一般400字节,主要存储SEG-Y文件中的一些关键信息,例如:数据格式、采样点数目等;地震道数据包含两部分,即道头信息和采样点数据,其中,道头信息一般存储该地震道对应的相关信息,如坐标信息等,通常情况下,对于SEG-Y文件中的所有地震道,每条地震道的采样点数相同。在获得大规模SEG-Y格式的地震数据体之后,可进行去噪处理,以剔除无效数据。地震数据体是指有多个单片数据构成的数据集,片数据例如是对应地层的不同深度的数据,如,一个片数据可能对应深度为300米或500米等的数据。在一本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种地震数据的可视化方法,包括以下步骤:步骤1:对地震数据体进行空间管理,建立离散点之间的拓扑结构,以将所述地震数据体划分为不同的数据块;步骤2:基于可视化的分辨率要求确定需要调度的数据块规模以及所调度的数据块在所述拓扑结构中的位置区域;步骤3:对所调度的数据块进行可视化绘制。

【技术特征摘要】
1.一种地震数据的可视化方法,包括以下步骤:步骤1:对地震数据体进行空间管理,建立离散点之间的拓扑结构,以将所述地震数据体划分为不同的数据块;步骤2:基于可视化的分辨率要求确定需要调度的数据块规模以及所调度的数据块在所述拓扑结构中的位置区域;步骤3:对所调度的数据块进行可视化绘制。2.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤1,利用八叉树原理将所述地震数据体构建为包含多层的八叉树形拓扑结构。3.根据权利要求2所述的方法,其中,步骤2包括以下子步骤:步骤21:基于要求的可视化分辨率确定需要调度的所述八叉树形拓扑结构的层数;步骤22:根据所确定的层数,自顶而下从所述八叉树形拓扑结构中调度相应的数据块,以进行可视化绘制。4.根据权利要求3所述的方法,其中,在步骤21中,根据以下子步骤确定需要调度的八叉树形拓扑结构的层数:步骤211:将所述地震数据体以某一分辨率进行可视化显示的状态作为基准状态;步骤212:确定将所述地震数据体以要求的分辨率进行可视化显示的状态相对于所述基准状态的放缩倍数;步骤213:根据预定的放缩倍数与八叉树形拓扑结构的层数的对应关系确定需要调度的八叉树形拓扑结构的层数。5.根据权利要求4所述的方法,其中,在步骤213中,根据放大倍数与八叉树形拓扑结构的层数的对应关系确定需要调度的八叉树形拓扑结构的层数,预定的对应关系为:当放大倍数小于3时,对应八叉树形拓扑结构的层数为3;当放大倍数大于等于3小于6时,对应八叉树形拓扑结构的层数为4;当放大倍数大于等于6小于9时,对应八叉树形拓扑结构的层数为5;当放大...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱登明周文辉姬庆庆
申请(专利权)人:中国科学院计算技术研究所
类型:发明
国别省市:北京,11

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