一种构建地球物理模型的方法、装置和计算机设备与流程

1.本技术涉及地球物理数值模拟和反演成像技术领域，特别是涉及一种基于连续介质的人机交互构建地球物理模型方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.地球物理建模是地球物理勘探中重要的环节。目前地球物理模型的构建是采用基于块状结构的构建方法，把地下划分为若干地质单元，每个地质单元填充一种属性，而地下介质属性变化往往是连续变化的，导致不能准确刻画地下地质结构体的属性连续分布状态，从而使得数值模拟和反演成像结果常常与实际资料不符或存在矛盾。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现基于连续介质的人机交互构建地球物理模型方法、装置、计算机设备和存储介质。
4.一种构建地球物理模型方法，所述方法包括：
5.获取地球物理的初始模型；
6.根据所述初始模型进行数值模拟，当需要修改模型时，中断数值模拟，根据人机交互界面的显示内容，以可视化方式确定进行修改的修改类型；
7.通过所述人机交互界面获取画刷对应的画刷参数；其中，所述画刷在所述人机交互界面以修改窗口形式显示，在所述人机交互界面中所述修改窗口和所述数值模拟的模型成像叠加显示；所述画刷参数包括：画刷密度和画刷力度；所述修改窗口的参数包括：修改窗口圆心位置和修改窗口半径；
8.根据所述修改类型、画刷参数以及修改窗口的参数，得到所述修改类型对应的修改因子；
9.根据与所述修改窗口叠加的模型节点的节点属性值和所述修改因子，对所述修改窗口内的模型节点的节点属性值进行更新，直到完成当前次修改，继续数值模拟；
10.在数值模拟时多次修改，直到得到地球物理的理想模型。
11.在其中一个实施例中，还包括：根据所述初始模型进行数值模拟，当需要修改模型时，中断数值模拟，根据人机交互界面的显示内容，以可视化方式确定进行修改的修改类型；所述修改类型包括：节点属性值衰减操作、滑动滤波操作、修改为常值操作和局部修改模型数据变化趋势操作。
12.在其中一个实施例中，还包括：当进行节点属性值衰减操作时，所述修改因子为：
[0013][0014]
其中，z为所述修改因子；r为所述模型节点到所述修改窗口圆心位置的距离；r为所述修改窗口半径；d为所述画刷密度；p为所述画刷力度。
[0015]
在其中一个实施例中，还包括：当进行修改为常值操作时，所述修改因子为通过人
机交互界面获取的常数。
[0016]
在其中一个实施例中，还包括：当进行滑动滤波操作时，所述修改因子
[0017]
遵循如下公式：
[0018][0019]
其中，z
o
为节点o处更新后的属性估计值；z
i
为第i(i＝1,2,3,...,n)个节点的节点属性值；c为预设的节点间距离的补偿值，为大于零的常值；p为距离的幂。
[0020]
在其中一个实施例中，还包括：当进行局部修改模型数据变化趋势操作时，
[0021]
先进行所述节点属性值衰减操作；
[0022]
再对修改的局部边界根据情况进行所述滑动滤波操作。
[0023]
在其中一个实施例中，还包括：导入或构建得到地球物理的初始模型，采用块状结构或所述画刷的修改为常值操作对所述初始模型进行模型重构。
[0024]
一种构建地球物理模型装置，所述装置包括：
[0025]
初始模型获取模块，用于获取地球物理的初始模型；
[0026]
修改类型确定模块，用于根据所述初始模型进行数值模拟，当需要修改模型时，中断数值模拟，根据人机交互界面的显示内容，以可视化方式确定进行修改的修改类型；
[0027]
参数获取模块，用于通过所述人机交互界面获取画刷对应的画刷参数；其中，所述画刷在所述人机交互界面以修改窗口形式显示，在所述人机交互界面中所述修改窗口和所述数值模拟的模型成像叠加显示；所述画刷参数包括：画刷密度和画刷力度；所述修改窗口的参数包括：修改窗口圆心位置和修改窗口半径；
[0028]
修改因子确定模块，根据所述修改类型、画刷参数以及修改窗口的参数，得到所述修改类型对应的修改因子；
[0029]
节点属性值更新模块，用于根据与所述修改窗口叠加的模型节点的节点属性值和所述修改因子，对所述修改窗口内的模型节点的节点属性值进行更新，直到完成当前次修改，继续数值模拟；在数值模拟时多次修改，直到得到地球物理的理想模型。
[0030]
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0031]
获取地球物理的初始模型；
[0032]
根据所述初始模型进行数值模拟，当需要修改模型时，中断数值模拟，根据人机交互界面的显示内容，以可视化方式确定进行修改的修改类型；
[0033]
通过所述人机交互界面获取画刷对应的画刷参数；其中，所述画刷在所述人机交互界面以修改窗口形式显示，在所述人机交互界面中所述修改窗口和所述数值模拟的模型成像叠加显示；所述画刷参数包括：画刷密度和画刷力度；所述修改窗口的参数包括：修改窗口圆心位置和修改窗口半径；
[0034]
根据所述修改类型、画刷参数以及修改窗口的参数，得到所述修改类型对应的修改因子；
[0035]
根据与所述修改窗口叠加的模型节点的节点属性值和所述修改因子，对所述修改窗口内的模型节点的节点属性值进行更新，直到完成当前次修改，继续数值模拟；
[0036]
在数值模拟时多次修改，直到得到地球物理的理想模型。
[0037]
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0038]
获取地球物理的初始模型；
[0039]
根据所述初始模型进行数值模拟，当需要修改模型时，中断数值模拟，根据人机交互界面的显示内容，以可视化方式确定进行修改的修改类型；
[0040]
通过所述人机交互界面获取画刷对应的画刷参数；其中，所述画刷在所述人机交互界面以修改窗口形式显示，在所述人机交互界面中所述修改窗口和所述数值模拟的模型成像叠加显示；所述画刷参数包括：画刷密度和画刷力度；所述修改窗口的参数包括：修改窗口圆心位置和修改窗口半径；
[0041]
根据所述修改类型、画刷参数以及修改窗口的参数，得到所述修改类型对应的修改因子；
[0042]
根据与所述修改窗口叠加的模型节点的节点属性值和所述修改因子，对所述修改窗口内的模型节点的节点属性值进行更新，直到完成当前次修改，继续数值模拟；
[0043]
在数值模拟时多次修改，直到得到地球物理的理想模型。
[0044]
上述构建地球物理模型方法、装置、计算机设备和存储介质，在地球物理模型进行数值模拟时随时中断数值模拟，通过人机交互界面以可视化方式确定进行修改的修改类型，然后通过人机交互界面获取画刷参数和修改窗口的参数，根据所述修改类型、画刷参数以及修改窗口的参数，得到所述修改类型对应的修改因子，根据与所述修改窗口叠加的模型节点的节点属性值和所述修改因子，对所述修改窗口内的模型节点的节点属性值进行更新，直到完成当前次修改，继续数值模拟，循环往复，直到得到地球物理的理想模型。本发明采用人机交互的方式实时修改模型，可以减少反演的多解性，提高反演效率和效果。
附图说明
[0045]
图1为一个实施例中构建地球物理模型方法的流程示意图；
[0046]
图2为一个实施例中画刷示意图；
[0047]
图3为一个实施例中节点属性值变化幅度与偏移距、画刷力度和画刷密度之间关系曲线，其中a为固定密度和压力，节点属性值随偏移距变化幅度曲线，b为固定偏移距即同一节点、固定密度，节点属性随压力变化幅度曲线，c为固定偏移距即同一节点、固定压力，节点属性值随固定密度变化幅度曲线；
[0048]
图4为另一个实施例中修改为常值操作和滑动滤波操作效果示意图，其中a为修改为常值操作效果示意图，b为滑动滤波操作效果示意图；
[0049]
图5为一个实施例中局部修改模型数据变化趋势效果示意图，其中a为修改前模型示意图，b为修改后示意图；
[0050]
图6为一个实施例中构建地球物理模型装置的结构框图；
[0051]
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0052]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0053]
本技术提供的构建地球物理模型方法，可以应用于如下应用环境中。其中，终端执行一种基于连续介质的人机交互构建地球物理模型方法，在地球物理模型进行数值模拟时随时中断数值模拟，通过人机交互界面以可视化方式确定进行修改的修改类型，然后通过人机交互界面获取画刷参数和修改窗口的参数，根据修改类型、画刷参数以及修改窗口的参数，得到修改类型对应的修改因子，根据与修改窗口叠加的模型节点的节点属性值和修改因子，对修改窗口内的模型节点的节点属性值进行更新，直到完成当前次修改，继续数值模拟，循环往复，直到得到地球物理的理想模型。其中，终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑和平板电脑。
[0054]
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种构建地球物理模型方法，包括以下步骤：
[0055]
步骤102，获取地球物理的初始模型。
[0056]
目前地球物理模型的构建是采用基于块状结构的构建方法，把地下划分为若干地质单元，每个地质单元填充一种属性。为了适应地下介质属性变化是连续变化的特性，本发明提出在数值模拟成像的过程中融合人对地球物理模型已有的认知，通过人机交互的方式，在数值模拟时实时修改模型，提高反演效率和效果。
[0057]
步骤104，根据初始模型进行数值模拟，当需要修改模型时，中断数值模拟，根据人机交互界面的显示内容，以可视化方式确定进行修改的修改类型。
[0058]
当需要修改模型时，中断数值模拟，根据人机交互界面显示的模型，结合人的判断确定需要如何修改，根据修改类型对画刷参数进行设置。
[0059]
步骤106，通过人机交互界面获取画刷对应的画刷参数。
[0060]
其中，如图2所示，画刷在人机交互界面以修改窗口形式显示，在人机交互界面中修改窗口和数值模拟的模型成像叠加显示；画刷参数包括：画刷密度和画刷力度；修改窗口的参数包括：修改窗口圆心位置和修改窗口半径。圆形修改窗口内为画刷的作用范围。
[0061]
步骤108，根据修改类型、画刷参数以及修改窗口的参数，得到修改类型对应的修改因子。
[0062]
步骤110，根据与修改窗口叠加的模型节点的节点属性值和修改因子，对修改窗口内的模型节点的节点属性值进行更新，直到完成当前次修改，继续数值模拟。
[0063]
在本实施例中，将节点属性值与修改因子相乘得到的值作为新的节点属性值，进行节点属性值的更新。在一次修改中，可对画刷参数和修改窗口的参数进行多次设置，从而对模型进行多次和多种类型的修改，直到达到预期修改效果，完成当前次的修改，保证模型的连续性，之后再继续数值模拟，其中被修改的部分以修改后的节点属性值进行成像和显示。
[0064]
步骤112，在数值模拟时多次修改，直到得到地球物理的理想模型。
[0065]
上述构建地球物理模型方法中，在地球物理模型进行数值模拟时随时中断数值模拟，通过人机交互界面以可视化方式确定进行修改的修改类型，然后通过人机交互界面获取画刷参数和修改窗口的参数，根据修改类型、画刷参数以及修改窗口的参数，得到修改类型对应的修改因子，根据与修改窗口叠加的模型节点的节点属性值和修改因子，对修改窗口内的模型节点的节点属性值进行更新，直到完成当前次修改，继续数值模拟，循环往复，
直到得到地球物理的理想模型。本发明采用人机交互的方式实时修改模型，可以减少反演的多解性，提高反演效率和效果。
[0066]
在其中一个实施例中，还包括：根据初始模型进行数值模拟，当需要修改模型时，中断数值模拟，根据人机交互界面的显示内容，以可视化方式确定进行修改的修改类型；修改类型包括：节点属性值衰减操作、滑动滤波操作、修改为常值操作和局部修改模型数据变化趋势操作。
[0067]
在其中一个实施例中，还包括：当进行节点属性值衰减操作时，修改因子为：
[0068][0069]
其中，z为修改因子；r为模型节点到修改窗口圆心位置的距离；r为修改窗口半径；d为画刷密度；p为画刷力度。
[0070]
在本实施例中，修改因子为衰减因子，即在修改因子的作用下，节点属性值会发生衰减，z的变化范围为0～1，d的变化范围为0～100，p的变化范围为0～100。
[0071]
具体地，若r＝20，在图3a中，d＝10，p＝10可以看到随着节点距离圆形窗口中心的距离变大，节点值减小幅度越来越小，在圆形窗口边界处的节点值减小幅度为0，这样就保证圆形窗口边界处不会出现“疤痕”。在图3b中，r/r＝0.5，d＝10，同一个节点属性值的变化幅度随着画刷力度p的增加而变大。在图3c中，r/r＝0.5，p＝10，同一个节点属性值变化幅度随着画刷密度d的增加而变大。
[0072]
在其中一个实施例中，还包括：当进行修改为常值操作时，修改因子为通过人机交互界面获取的常数，修改效果如图4a所示。
[0073]
在其中一个实施例中，还包括：当进行滑动滤波操作时，修改因子
[0074]
遵循如下公式：
[0075][0076]
其中，z
o
为节点o处更新后的属性估计值；z
i
为第i(i＝1,2,3,...,n)个节点的节点属性值；c为预设的节点间距离的补偿值，为大于零的常值，可以由用户根据情况自行给定；p为距离的幂。
[0077]
滑动滤波修改效果如图4b所示。
[0078]
在其中一个实施例中，还包括：当进行局部修改模型数据变化趋势操作时，先进行节点属性值衰减操作；再对修改的局部边界根据情况进行滑动滤波操作。修改效果如图5所示，其中5a为修改前模型，5b为修改后模型。
[0079]
在其中一个实施例中，还包括：导入或构建得到地球物理的初始模型，采用块状结构或画刷的修改为常值操作对初始模型进行模型重构。
[0080]
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，
而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0081]
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种构建地球物理模型装置，包括：初始模型获取模块602、修改类型确定模块604、参数获取模块606、修改因子确定模块608和节点属性值更新模块610，其中：
[0082]
初始模型获取模块602，用于获取地球物理的初始模型；
[0083]
修改类型确定模块604，用于根据初始模型进行数值模拟，当需要修改模型时，中断数值模拟，根据人机交互界面的显示内容，以可视化方式确定进行修改的修改类型；
[0084]
参数获取模块606，用于通过人机交互界面获取画刷对应的画刷参数；其中，画刷在人机交互界面以修改窗口形式显示，在人机交互界面中修改窗口和数值模拟的模型成像叠加显示；画刷参数包括：画刷密度和画刷力度；修改窗口的参数包括：修改窗口圆心位置和修改窗口半径；
[0085]
修改因子确定模块608，根据修改类型、画刷参数以及修改窗口的参数，得到修改类型对应的修改因子；
[0086]
节点属性值更新模块610，用于根据与修改窗口叠加的模型节点的节点属性值和修改因子，对修改窗口内的模型节点的节点属性值进行更新，直到完成当前次修改，继续数值模拟；在数值模拟时多次修改，直到得到地球物理的理想模型。
[0087]
初始模型获取模块602还用于导入或构建得到地球物理的初始模型，采用块状结构或画刷的修改为常值操作对初始模型进行模型重构。
[0088]
关于构建地球物理模型装置的具体限定可以参见上文中对于构建地球物理模型方法的限定，在此不再赘述。上述构建地球物理模型装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0089]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种构建地球物理模型方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0090]
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0091]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述方法实施例中的步骤。
[0092]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的步骤。
[0093]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0094]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0095]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。