用于源位置和接收器位置的数据获取设计的系统及方法与流程

用于源位置和接收器位置的数据获取设计的系统及方法
1.优先权要求
2.本技术要求于2019年7月2日递交的美国专利申请no.16/460,582的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开涉及地震数据获取设计。


背景技术：

4.所获取的地震数据的质量影响使用所获取的地震数据的任何模型的质量。此外，地震数据获取确定需要什么后续数据处理来将地震数据转换成有用信息，并且地震数据获取的质量基本上确定了地震勘探项目的最终的成功。


技术实现要素：

5.本公开的第一方面针对优化地震信号接收器、地震源或两者的几何结构的计算机实现的方法。所述方法可以包括：使用表示地球的一部分的代表性地下模型生成经仿真的密集波场；根据获取计划约束和所述代表性地下模型生成初步获取计划的集合；使用所述初步获取计划的集合对目标密集波场进行子采样，以产生经子采样的波场的集合，每个经子采样的波场与特定的初步获取计划相关联；根据重构方案对所述经子采样的波场的集合进行重构，以产生经重构的密集波场的集合；确定每个经重构的密集波场的保真度程度；以及选择具有满足预先选择的标准的保真度程度的初步获取计划作为经优化的获取计划。每个初步获取计划可以定义可操作地接收地震信号的多个地表接收器。
6.本公开的另一个方面针对一种由一个或多个处理器执行的用于自动选择经优化的获取计划的计算机实现的方法。所述方法可以包括：使用表示地球的一部分的代表性地下模型生成经仿真的密集波场；根据获取计划约束和所述代表性地下模型生成初步获取计划的集合；使用所述初步获取计划的集合对目标密集波场进行子采样，以产生经子采样的波场的集合，每个经子采样的波场与特定的初步获取计划相关联；根据重构方案对所述经子采样的波场的集合进行重构，以产生经重构的密集波场的集合；确定每个经重构的密集波场的保真度程度；以及选择具有满足预先选择的标准的保真度程度的初步获取计划作为所述经优化的获取计划。每个初步获取计划可以定义可操作地接收地震信号的多个地表接收器。
7.本公开的另一个方面针对一种用于基于经优化的获取计划选择地震源、地震接收器或两者的经优化的分布的装置。所述装置可以包括：一个或多个处理器和耦合到所述一个或多个处理器并且存储用于由所述一个或多个处理器执行的编程指令的非暂时性计算机可读存储介质。所述编程指令可以可操作地指示所述一个或多个处理器：使用表示地球的一部分的代表性地下模型生成经仿真的密集波场；根据获取计划约束和所述代表性地下模型生成初步获取计划的集合；使用所述初步获取计划的集合对目标密集波场进行子采
样，以产生经子采样的波场的集合，每个经子采样的波场与特定的初步获取计划相关联；根据重构方案对所述经子采样的波场的集合进行重构，以产生经重构的密集波场的集合；确定每个经重构的密集波场的保真度程度；以及选择具有满足预先选择的标准的保真度程度的初步获取计划作为经优化的获取计划。每个初步获取计划可以定义可操作地接收地震信号的多个地表接收器。
8.各个方面可以包括以下特征中的一个或多个。从所述初步获取计划的集合选择具有最好地满足预先选择的标准的保真度程度的经优化的获取计划可以包括：选择初步获取计划中的具有满足用户选择的标准的保真度程度的一个初步获取计划作为所述经优化的获取计划。选择初步获取计划中的具有满足用户选择的标准的保真度程度的一个初步获取计划作为所述经优化的获取计划可以包括：选择具有等于预先选择的值、小于预先选择的值、大于预先选择的值或在预先选择的值的范围之中的保真度程度的初步获取计划。也可以包括执行迭代步骤。所述迭代步骤可以包括：当没有初步获取计划具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，对所述初步获取计划的集合应用全局最优方案，以生成新的初步获取计划的集合；使用所述新的初步获取计划的集合对所述目标密集波场进行子采样，以产生新的经子采样的波场的集合，每个经子采样的波场与特定的新的初步获取计划相关联；根据重构方案对所述新的经子采样的波场的集合进行重构，以产生经重构的密集波场的集合；确定每个新的经重构的密集波场的保真度程度；以及选择具有满足所述预先选择的标准的保真度程度的新的初步获取计划作为所述经优化的获取计划。当没有特定的迭代步骤的新的初步获取计划具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，可以将所述迭代步骤重复选定的循环次数。当所有的初步获取计划和新的初步获取计划的组合没有具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，可以从所有的初步获取计划和新的初步获取计划的组合选择具有与所述预先选择的标准最接近地匹配的保真度程度的初步获取计划作为所述经优化的获取计划。可以例如从用户接收所述代表性地下模型。在一些实施方式中，一种用于选择地震源的经优化的分布的系统可以接收所述代表性地下模型。接收所述代表性地下模型可以包括：生成所述代表性地下模型。可以例如从用户接收所述获取计划约束。
9.在附图和以下描述中阐述了本公开的一个或多个实施方式的细节。本公开的其他特征、目的和优点将通过说明书和附图以及权利要求而显而易见。
附图说明
10.图1a和图1b是根据本公开的一些实施方式的用于确定经优化的数据获取计划的示例方法的流程图。
11.图2是根据本公开的一些实施方式的示例二维速度。
12.图3是根据本公开的一些实施方式的二维密度模型。
13.图4是示出根据本公开的一些实施方式的每个炮点道集的目标密集波场的图。
14.图5是根据本公开的一些实施方式所获得的经优化的接收器几何结构。
15.图6是示出使用图5的经优化的接收器几何结构经子采样的波场的图的序列。
16.图7示出图6的经子采样的波场的每个炮点道集的经重构的波场。
17.图8是示出图7的经重构的波场与图4的对应的目标密集波场之间的差异的曲线图的序列。
18.图9是示出根据本公开的一些实施方式的用于提供与本公开中所描述的算法、方法、功能、处理、流程和过程相关联的计算功能的示例计算机系统的框图。
19.在各个附图中，类似的附图标记表示类似的元件。
具体实施方式
20.出于促进理解本公开的原理的目的，现在将参考附图中示出的实施方式，并且将使用具体语言来描述所述实施方式。然而，不意在限制本公开的范围。对所描述的设备、系统、方法的任何修改和另外的改变、以及本公开的原理的任何另外的应用完全被考虑为本公开所涉及的领域的技术人员会正常想到。具体地，将针对一个实施方式描述的特征、组件、步骤或这些的组合完全考虑为可以与针对本公开的其他实施方式描述的特征、组件、步骤或这些的组合进行组合。
21.本公开针对系统及方法，具体针对用于创建经优化的数据获取计划的计算机系统和计算机实现的方法。如下面更详细地描述的，当确定与初步获取计划相关联的保真度程度满足预先选择的值、小于预先选择的值、大于预先选择的值或在预定的范围之中时，就对初步获取计划进行了优化。例如，在一些实施方式中，当所确定的与初步获取计划相关联的保真度程度满足或小于预先选择的值时，就可以认为初步获取计划进行了优化。在其他实施方式中，当所确定的与初步获取计划相关联的保真度程度在选择的值的范围之中或大于选择的值时，就可以对初步获取计划进行优化。经优化的数据获取计划涉及优化地震源(被称为“源”)和接收器的位置，以产生期望的密集波场。在一些实施方式中，使用全局最优方案优化源和接收器的位置。
22.对于地震数据获取，通常在使用源域和接收器域两者中的密集数据的地方获得最好的数据处理结果。然而，由于成本考虑，获得源域和接收器域两者中的密集数据实际上是不可能的。因此，选择源和接收器几何结构的数据获取模式，以提供财务成本与最终数据质量之间的可接受的折衷。
23.实际上，所获取的地震数据在诸如炮点道集域、接收器域或共深度点(cdp)域之类的一个或若干个域中通常是稀疏的。在数据处理期间，根据所获取的地震数据构造特定的域中的密集波场是主要目标。然而，根据稀疏的地震数据集合构造密集波场是有挑战性的，或者在一些情况下是不可能的。
24.目前，数据获取设计通常与数据重构方案分离。即，数据获取设计通常没有考虑数据重构而执行。因此，确定用于根据所获取的稀疏地震数据集合对密集波场进行重构的数据重构方案面临挑战。在一些情况下，因为所获取的稀疏地震数据集合的性质，可能不存在可以产生令人满意的密集波场的重构方案。因为在设计数据获取计划时不能考虑数据重构，所以数据重构是有挑战性的，并且在许多情况下，缺少所得到的经重构的密集波场。
25.图1a和图1b是用于确定经优化的数据获取计划的示例方法100的流程图。在102处，生成、接收或以其他方式获得表示地球的所感兴趣的部分的地下模型。在一些实施方式中，代表性地下模型可以是地下速度模型。在其他实施方式中，代表性地下模型可以是地下密度模型、p波速度模型或s波速度模型。在又一些其他实施方式中，可以使用其他地下模型。在一些实例中，使用钻井记录数据生成代表性地下模型。然而，可以将包括地震数据的其他数据用于生成代表性地下模型。所得到的数据获取随着地下模型更接近地表示实际地
下情况而变得更有用。
26.在104处，基于代表性地下模型生成经仿真的目标密集波场。为了生成目标密集波场，在代表性地下模型的地表处定义网格。在一些实施方式中，所述网格是正交网格，其中第一组平行线之间的第一间隔与第二组平行线之间的第二间隔相同，第一组平行线垂直于第二组平行线。例如，第一间隔和第二间隔可以是12.5米、6.25米或任何其他期望的间隔。在一些实施方式中，第一组平行线之间的间隔可以与第二组平行线的间隔不同。此外，第一组平行线、第二组平行线或两者中的线间隔可以变化。另外，可以使用其他类型的网格，例如径向网格、三角形网格、多项式网格或其他类型的网格。
27.可以基于期望的目标密集波场选择甚至改变网格的间隔。随着网格的间隔和设计的实现，目标密集波场就自动地确定。所得到的目标密集波场是将产生代表性地下模型以及填充所选择的网格的所有网格点(即网格的线彼此相交的节点)的目标密集波场。如之前提及的，所述网格可以改变，以创建期望的目标密集波场。在一些实施方式中，使用正演建模生成目标密集波场。各种方法可以用于执行正演建模，包括有限差分法、有限元法和射线追踪法。
28.在106处，选择重构方案。所述重构方案使用在下面更详细地讨论的经子采样的波场，以基于包括在网格之中的选定位置处的源和接收器的获取计划复制目标密集波场。可以使用多个重构方案中的任意重构方案，尤其包括高维反泄露傅里叶重构、radon域中的稀疏重构和凸集投影(pocs)。在下面更详细地讨论使用经子采样的波场的目标密集波场的重构。
29.在108处，接收或以其他方式识别获取计划的约束。各种约束可以包括：源的数量；接收器的数量；要使用的炮点的数量；要用于获取来自每个炮点的波场的接收器的数量；地理限制；源位置限制；以及接收器位置限制。也可以包括其他约束或方面。此外，在一些限制中，可以使用附加的或更少的方面。将这些不同的约束用于自动生成一个或多个初步获取计划，并且将这些初步获取计划用于确定经优化的获取计划。
30.在110处，基于所输入的约束、代表性地下模型和所选择的网格生成多个初步获取计划。在一些实施方式中，随机地生成初步获取计划。在其他实施方式中，所述初步获取计划中的一个或多个初步获取计划可以是在保持以前添加的约束的同时由用户生成的。通过根据所接收的约束沿着网格(在网格的特定节点处)分配源和接收器来创建所述初步获取计划。根据可应用的约束、网格设计或两者，多个可能的初步获取计划可以是有限数量的初步获取计划。
31.在112处，选择多个初步获取计划中的一个初步获取计划。在114处，将所选择的初步获取计划用于对之前描述的经仿真的目标密集波场进行子采样，以生成相关联的经子采样的波场。在一些实施方式中，根据初步获取计划利用零道替换形成经仿真的目标密集波场的一个或多个道来对经仿真的目标密集波场进行子采样。具体地，根据初步获取计划，在网格的不存在接收器的节点处将零道添加到目标密集波场。以这个方式，所得到的经子采样的波场模仿与特定的初步获取计划相关联的源和接收器的布置。
32.在116处，使用以前选择的重构方案对所生成的经子采样的波场进行重构。所述重构方案根据经子采样的波场使用插值来“重构”或生成目标密集波场的近似。目标密集波场的这个近似被称为经重构的密集波场。
33.在本方法100中，串行地分析每个初步获取计划，从而在分析特定的初步获取计划时生成初步获取计划的经子采样的波场和经重构的密集波场。在其他实施方式中，在单独分析之前，可以一起确定每个初步获取计划的经子采样的波场和经重构的波场。
34.在118处，确定经重构的密集波场与目标密集波场之间的保真度程度。多个方法可以用于确定保真度程度。例如，可以将用于确定不同信号之间的失配量的方法用于确定保真度程度。用于确定失配或保真度程度的示例方法是l2范数法。l2范数法是勒贝格空间或l
p
空间的族之中的函数空间的一种类型。可以使用用于确定经重构的密集波场与目标密集波场之间的失配的程度的其他方法。例如，可以用于确定保真度程度的其他方法包括其他函数空间，包括：l0范数；l1范数；基于目标函数的互相关；l2，1范数，以及更广义的lr，p范函空间。
35.在120处，将保真度程度与预先选择的标准进行比较。在一些实施方式中，所述预先选择的标准是预先选择的可接受的保真度程度。经重构的密集波场与目标密集波场之间的可接受的保真度程度可以由用户选择或输入。例如，可接受的保真度程度可以是用户选择的值或用户输入的值的范围。如果所确定的保真度程度在所选择的保真度程度处或小于所选择的保真度程度或在所选择的可接受的保真度的范围之中，则在122处，将与经重构的密集波场相关联的初步获取计划识别为是进行优化的，并且所识别的获取计划可以用于获取在感兴趣的位置处的真实世界地震数据。因此，当确定与初步获取计划相关联的保真度程度满足预先选择的值或在其预定范围之中时，对初步获取计划进行了优化。例如，在一些实施方式中，当所确定的与初步获取计划相关联的保真度程度满足或小于预先选择的值时，就可以认为初步获取计划进行了优化。此外，在一些实施方式中，如果实现了特定的初步获取计划的保真度程度，则不再检查其余的初步获取计划的保真度程度。备选地，在其他实施方式中，即使当与初步获取计划中的另一个初步获取计划相关联的保真度程度满足预先选择的标准时也可以分析其余的初步获取计划。这个继续分析可以用于确定初步获取计划中的另一个初步获取计划是否提供了比初步获取计划中的已经分析的一个或多个初步获取计划甚至更好的保真度程度。如果识别具有接近所选择的标准的保真度程度的初步获取计划，则将该初步获取计划识别为目标获取计划。
36.如果初步获取计划的保真度程度不满足所选择的标准，则在124处确定是否仍未检查任何其余的初步获取计划。如果剩余一个或多个其他初步获取计划，则在112处选择下一个初步获取计划(pap)。这个分析继续，直到确定初步获取计划具有满足标准的保真度程度为止，在此刻识别出经优化的获取计划。
37.如果没有初步获取计划满足保真度程度标准，则在126处确定是否已发生了最大次数的迭代。如果还没有发生最大次数的迭代，则在128处使用全局最优方案对当前的初步获取计划的集合进行演化，以产生新的初步获取计划的集合。所述方法继续到112，在此处选择这个新的初步获取计划的集合中的新的初步获取计划中的一个进行分析，并且确定这些新的初步获取计划中的任意新的初步获取计划是否提供了满足所述预先选择的标准的保真度程度。
38.许多全局最优方案可以用于对初步获取计划的集合进行演化。例如，可以将遗传算法(例如，增强遗传算法)、粒子群优化算法、蚁群优化算法、差分演化算法和演化策略算法用于对初步获取计划的集合进行演化。
39.这个迭代过程继续，直到确定满足预先选择的标准的获取计划为止或已经满足最大次数的迭代为止。如果在126处满足最大次数的迭代，则在130处，将所分析的整个初步获取计划的集合中的具有最靠近预先选择的标准的保真度程度的初步获取计划识别为经优化的获取计划。在132处，输出这个经优化的获取计划。
40.本公开中描述的用于确定经优化的获取计划的所述方法和系统省略以用于生成地震数据的信号为前提的任何假设。因此，这些系统及方法提供了用于确定经定制的数据获取计划的更鲁棒的方法，其更适于需要将所获取的地震数据转换成有用信息的数据重构方案并且产生了更好地反映地下情况的地下模型。利用所确定的经优化的获取计划，可获得更好质量的最终的密集数据集。
41.对这些系统及方法的示例应用进行描述。图2是示例二维速度模型200，并且图3是相关联的二维密度模型300。模型200和模型300中的每一个分别包括单个反射器202和反射器302。在这个示例中，x轴204表示模型200的以公里(km)为单位的长度，并且x轴304表示模型300的以km为单位的长度。图2中的y轴208表示水208的表面206以下的以公里(km)为单位的竖直距离，并且图3中的y轴308表示水308的表面306以下的以km为单位的竖直距离。如图所示，模型200和模型300中的每一个的长度是2公里，并且反射器202和反射器302分别位于在水208的表面206和水308的表面306以下600米处的底205和底305处。
42.在这个示例中，使用有限差分时域法生成经仿真的目标密集波场。源和接收器位于水的表面以下10米，并且从最终数据集合去除直达信号。此外，对水的表面应用自由面条件。因此，所述数据包含与表面有关的多波。即，所述数据包含由诸如水的表面之类的表面反射的波场。采集具有位于400米、800米、1200米和1600米的位置(其与x轴上的相应的位置相对应)的源的总数量为4的炮点道集。因此，相邻的源分开400米。将具有在10赫兹处的主频和在30赫兹处的最大频率的ricker子波选择为源子波。在底处定义具有20米的间隔的均匀正交网格，并且每个密集炮点道集包括101道。对最终数据添加随机噪声，以更接近地类似于真实世界情况。使用信噪比(snr)10；使用1秒的记录长度；以及使用4毫秒的采样率。
43.实验的目标是创建优化可以驻留在20米网格的节点中的任意节点的51个接收器的获取计划。在这个数据获取设计中使用的重构方案是基于指数阈值模型的pocs法，并且所使用的全局搜索法是增强遗传算法。
44.图4是示出每个炮点道集的目标密集波场的图。图4所示的图中的每个图包括指示距离接收器的以米(m)为单位的水平距离的x轴401。图4中的图中的每个图还包括标识以秒(s)为单位的记录长度时间的y轴403。标绘图400是与位于400米处的源相关联的第一炮点的标绘图。标绘图402是与位于800米处的源相关联的第二炮点的标绘图。标绘图404是与位于1200米处的源相关联的第三炮点的标绘图。标绘图406是与位于1600米处的源相关联的第四炮点的标绘图。生成每个炮点道集的目标密集波场。图5示出经优化的接收器几何结构500。将接收器位置502标记为叉号。图6是示出与相应的炮点道集相关联的使用图5的经优化的接收器几何结构经子采样的波场的图的序列。具体地，曲线图600示出与位于400米处的源相关联的经子采样的波场；曲线图602示出与位于800米处的源相关联的经子采样的波场；曲线图604示出与位于1200米处的源相关联的经子采样的波场；以及曲线图606示出与位于1600米处的源相关联的经子采样的波场。图7示出每个炮点道集的对应的经重构的波场。曲线图700表示与位于400米处的源相关联的经重构的波场；曲线图702表示与位于800
米处的源相关联的经重构的波场；曲线图704表示与位于1200米处的源相关联的经重构的波场；以及曲线图706表示与位于1600米处的源相关联的经重构的波场。在图8中示出经重构的波场与对应的目标密集波场之间的差异。分别在曲线图800、曲线图802、曲线图804和曲线图806中示出与在400米、800米、1200米和1600米处的源相关联的差异。
45.图9是根据本公开的一些实施方式的用于提供与本公开中所描述的所描述的算法、方法、功能、处理、流程和过程相关联的计算功能的示例计算机系统900的框图。所示出的计算机902旨在包括任意计算设备(例如，服务器、台式计算机、膝上型/笔记本计算机、无线数据端口、智能电话、个人数字助理(pda)、平板计算设备)或这些设备内的一个或多个处理器(包括物理实例、虚拟实例或两者)。计算机902可以包括输入设备，例如，可以接受用户信息的键区、键盘和触摸屏。此外，计算机902可以包括可以传送与计算机902的操作相关联的信息的输出设备。所述信息可以包括数字数据、可视数据、音频信息或信息的组合。所述信息可以在图形用户界面(ui)(或gui)中呈现。
46.计算机902可以用作用于执行本公开中描述的主题的计算机系统的客户端、网络组件、服务器、数据库、持久性装置、或组件的角色。所示出的计算机902可通信地与网络930耦合。在一些实施方式中，计算机902的一个或多个组件可以被配置为在包括基于云计算的环境、本地环境、全局环境、或环境的组合在内的不同环境内操作。
47.在高层次，计算机902是可操作为接收、发送、处理、存储或管理与所描述的主题相关联的数据和信息的电子计算设备。根据一些实施方式，计算机902还可以包括或可通信地耦合到应用服务器、电子邮件服务器、web服务器、缓存服务器、流传输数据服务器或服务器的组合。
48.计算机902可以通过网络930从(例如，在另一计算机902上执行的)客户端应用接收请求。计算机902可以通过使用软件应用处理接收到的请求而对接收到的请求做出响应。还可以从内部用户(例如，从命令控制台)、外部(或第三)方、自动化应用、实体、个人、系统和计算机向计算机902发送请求。
49.计算机902的组件中的每个组件可以使用系统总线903通信。在一些实施方式中，计算机902的任意或所有组件(包括硬件或软件组件)可以通过系统总线903或接口904(或两者的组合)彼此进行接口连接。接口可以使用应用编程接口(api)912、服务层913或api 912和服务层913的组合。api 912可以包括针对例程、数据结构和对象类的规范。api 912可以不依赖于或依赖于计算机语言。api 912可以指完整接口、单个功能或api的集合。
50.服务层913可以向计算机902或可通信地耦合到计算机902的其他组件(无论是否被示出)提供软件服务。计算机902的功能对于使用该服务层的所有服务消费者可以是可访问的。软件服务(例如，由服务层913提供的软件服务)可以通过定义的接口提供可重用的、定义的功能。例如，接口可以是以java、c 或以可扩展标记语言(xml)格式提供数据的语言所编写的软件。虽然被示出为计算机902的内部组件，但是在备选实施方式中，api 912或服务层913相对于计算机902的其他组件或可通信地耦合到计算机902的其他组件可以是独立的组件。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，api 912或服务层913的任意或所有部分可以被实现为另一软件模块、企业应用或硬件模块的子模块或副模块。
51.计算机902包括接口904。虽然在图9中被示出为单个接口904，但是可以根据计算机902的特定需求、期望或特定实施方式和所描述的功能来使用两个或更多个接口904。接
口904可以由计算机902用于与连接到分布式环境中的(无论是否被示出的)网络930的其他系统通信。通常，接口904可以包括以软件或硬件(或软件和硬件的组合)编码的逻辑或使用其来实现，并且可操作为与网络930通信。更具体地，接口904可以包括支持与通信相关联的一个或多个通信协议的软件。因此，网络930或接口的硬件可以可操作为在所示出的计算机902的内部或外部传送物理信号。
52.计算机902包括处理器905。虽然在图9中被示出为单个处理器905，但是可以根据计算机902的特定需求、期望或特定实施方式和所描述的功能，来使用两个或更多个处理器905。通常，处理器905可以执行指令并且可以操纵数据以执行计算机902的操作，包括使用如本公开中所描述的算法、方法、功能、处理、流程和过程的操作。
53.计算机902还包括数据库906，其可以为计算机902和连接到网络930的其他组件(无论是否被示出的)保存数据。例如，数据库906可以是存储与本公开一致的数据的内部存储器、常规或其他类型的数据库。在一些实施方式中，根据计算机902的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能，数据库906可以是两个或更多个不同数据库类型的组合(例如，混合的内部存储器和常规数据库)。虽然在图9中被示出为单个数据库906，但是根据计算机902的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能，可以使用(相同的、不同的或组合的类型的)两个或更多个数据库。虽然数据库906被示出为计算机902的内部组件，但是在备选实施方式中，数据库906可以在计算机902的外部。
54.计算机902还包括存储器907，其可以为计算机902或连接到网络930的组件(无论是否被示出)的组合保存数据。存储器907可以存储与本公开一致的任意数据。在一些实施方式中，根据计算机902的特定需要、期望或特定实现和所描述的功能，存储器907可以是两个或更多个不同类型的存储器的组合(例如，半导体和磁储存器的组合)。虽然在图9中被示出为单个存储器907，但是根据计算机902的特定需要、期望或特定实施方式和所描述的功能，可以使用(相同的、不同的或组合的类型的)两个或更多个存储器907。虽然存储器907被示出为计算机902的内部组件，但是在备选实施方式中，存储器907可以在计算机902的外部。
55.应用908可以是提供根据计算机902的特定需要、期望或特定实施方式的功能和所描述的功能的算法软件引擎。例如，应用908可以用作一个或多个组件、模块或应用等。此外，尽管被示为单个应用908，但是应用908可以被实现为计算机902上的多个应用908。此外，虽然被示出为在计算机902内部，但是在备选实施方式中，应用908可以在计算机902的外部。
56.计算机902还可以包括电源914。电源914可以包括可以被配置为用户或非用户可更换的可再充电或不可再充电电池。在一些实施方式中，电源914可以包括电力转换和管理电路(包括再充电、备用或电力管理功能)。在一些实施方式中，电源914可以包括电源插头，以允许计算机902插入墙上插座或电源以例如为计算机902供电或为可再充电电池再充电。
57.可以存在与包含计算机902的计算机系统相关联或在其外部的任意数量的计算机902，每个计算机902通过网络930进行通信。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，术语“客户端”、“用户”和其他适当的术语可以适当地互换使用。此外，本公开考虑许多用户可以使用一个计算机902和一个用户可以使用多个计算机902。
58.所描述的主题的实施方式可以单独或组合地包括一个或多个特征。
59.例如，在第一实施方式中，一种计算机实现的方法，包括：使用表示地球的一部分的代表性地下模型生成经仿真的密集波场；根据获取计划约束和所述代表性地下模型生成初步获取计划的集合，每个初步获取计划定义可操作地接收地震信号的多个地表接收器；使用所述初步获取计划的集合对目标密集波场进行子采样，以产生经子采样的波场的集合，每个经子采样的波场与特定的初步获取计划相关联；根据重构方案对所述经子采样的波场子波的集合进行重构，以产生经重构的密集波场的集合；确定每个经重构的密集波场的保真度程度；以及选择具有满足预先选择的标准的保真度程度的初步获取计划作为所述经优化的获取计划。
60.前述和其他所述实施方式可以各自可选地包括以下特征中的一个或多个：
61.可与以下特征中的任意特征组合的第一特征，其中，从所述初步获取计划的集合选择具有最好地满足预先选择的标准的保真度程度的经优化的获取计划包括：选择初步获取计划中的具有满足用户选择的标准的保真度程度的一个初步获取计划作为所述经优化的获取计划。
62.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第二特征，其中，选择初步获取计划中的具有满足用户选择的标准的保真度程度的一个初步获取计划作为所述经优化的获取计划包括：选择具有等于预先选择的值、小于预先选择的值、大于预先选择的值或在预先选择的值的范围之中的保真度程度的初步获取计划。
63.可与以上或以下的任意特征组合的第三特征，所述方法还包括执行包括以下的迭代步骤：当没有初步获取计划具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，对所述初步获取计划的集合应用全局最优方案，以生成新的初步获取计划的集合；使用所述新的初步获取计划的集合对所述目标密集波场进行子采样，以产生新的经子采样的波场的集合，每个经子采样的波场子波与特定的新的初步获取计划相关联；根据重构方案对所述新的经子采样的波场子波的集合进行重构，以产生经重构的密集波场的集合；确定每个新的经重构的密集波场的保真度程度；以及选择具有满足所述预先选择的标准的保真度程度的新的初步获取计划作为所述经优化的获取计划。
64.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第四特征，所述方法还包括：当没有特定的迭代步骤的新的初步获取计划具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，将所述迭代步骤重复选定的循环次数。
65.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第五特征，所述方法还包括：当所有的初步获取计划和新的初步获取计划的组合没有具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，从所有的初步获取计划和新的初步获取计划的组合选择具有与所述预先选择的标准最接近地匹配的保真度程度的初步获取计划作为所述经优化的获取计划。
66.可与以上或以下的任意特征组合的第六特征，所述方法还包括：接收所述代表性地下模型。
67.可与以上或以下的任意特征组合的第七特征，其中，接收所述代表性地下模型包括：生成所述代表性地下模型。
68.可与以上或以下的任意特征组合的第八特征，所述方法还包括：接收所述获取计划约束。
69.在第二实施方式中，一种存储一个或多个指令的非暂时性计算机可读介质，所述
指令可由计算机系统执行以执行操作，所述操作包括：使用表示地球的一部分的代表性地下模型生成经仿真的密集波场；根据获取计划约束和所述代表性地下模型生成初步获取计划的集合，每个初步获取计划定义可操作地接收地震信号的多个地表接收器；使用所述初步获取计划的集合对目标密集波场进行子采样，以产生经子采样的波场的集合，每个经子采样的波场与特定的初步获取计划相关联；根据重构方案对所述经子采样的波场的集合进行重构，以产生经重构的密集波场的集合；确定每个经重构的密集波场的保真度程度；以及选择具有满足预先选择的标准的保真度程度的初步获取计划作为经优化的获取计划。
70.前述和其他所述实施方式可以各自可选地包括以下特征中的一个或多个：
71.可与以下特征中的任意特征组合的第一特征，其中，从所述初步获取计划的集合选择具有最好地满足预先选择的标准的保真度程度的经优化的获取计划包括：选择初步获取计划中的具有满足用户选择的标准的保真度程度的一个初步获取计划作为所述经优化的获取计划。
72.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第二特征，其中，选择初步获取计划中的具有满足用户选择的标准的保真度程度的一个初步获取计划作为所述经优化的获取计划包括：选择具有等于预先选择的值、小于预先选择的值、大于预先选择的值或在预先选择的值的范围之中的保真度程度的初步获取计划。
73.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第三特征，一种包括一个或多个指令的所述计算机可读介质，所述指令可由计算机系统执行以执行操作，所述操作还包括：执行包括以下的迭代步骤：当没有初步获取计划具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，对所述初步获取计划的集合应用全局最优方案，以生成新的初步获取计划的集合；使用所述新的初步获取计划的集合对所述目标密集波场进行子采样，以产生新的经子采样的波场的集合，每个经子采样的波场与特定的新的初步获取计划相关联；根据重构方案对所述新的经子采样的波场的集合进行重构，以产生经重构的密集波场的集合；确定每个新的经重构的密集波场的保真度程度；以及选择具有满足所述预先选择的标准的保真度程度的新的初步获取计划作为所述经优化的获取计划。
74.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第四特征，一种包括一个或多个指令的所述计算机可读介质，所述指令可由计算机系统执行以执行操作，所述操作还包括：当没有特定的迭代步骤的新的初步获取计划具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，将所述迭代步骤重复选定的循环次数。
75.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第五特征，一种包括一个或多个指令的所述计算机可读介质，所述指令可由计算机系统执行以执行操作，所述操作还包括：当所有的初步获取计划和新的初步获取计划的组合没有具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，从所有的初步获取计划和新的初步获取计划的组合选择具有与所述预先选择的标准最接近地匹配的保真度程度的初步获取计划作为所述经优化的获取计划。
76.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第六特征，一种包括一个或多个指令的所述计算机可读介质，所述指令可由计算机系统执行以执行操作，所述操作还包括：接收所述代表性地下模型。
77.可与以上或以下的任意特征组合的第七特征，其中，接收所述代表性地下模型包括：生成所述代表性地下模型。
78.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第八特征，一种包括一个或多个指令的所述计算机可读介质，所述指令可由计算机系统执行以执行操作，所述操作还包括：接收获取计划约束。
79.在第三实施方式中，一种计算机实现的系统，包括一个或多个处理器和耦合到所述一个或多个处理器并存储用于由所述一个或多个处理器执行的编程指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述编程指令指示所述一个或多个处理器：使用表示地球的一部分的代表性地下模型生成经仿真的密集波场；根据获取计划约束和所述代表性地下模型生成初步获取计划的集合，每个初步获取计划定义可操作地接收地震信号的多个地表接收器；使用所述初步获取计划的集合对目标密集波场进行子采样，以产生经子采样的波场的集合，每个经子采样的波场与特定的初步获取计划相关联；根据重构方案对所述经子采样的波场的集合进行重构，以产生经重构的密集波场的集合；确定每个经重构的密集波场的保真度程度；以及选择具有满足预先选择的标准的保真度程度的初步获取计划作为经优化的获取计划。
80.前述和其他所述实施方式可以各自可选地包括以下特征中的一个或多个：
81.可与以下特征中的任意特征组合的第一特征，其中，所述编程指令可操作地指示所述一个或多个处理器执行包括以下的迭代步骤：当没有初步获取计划具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，对所述初步获取计划的集合应用全局最优方案，以生成新的初步获取计划的集合；使用所述新的初步获取计划的集合对所述目标密集波场进行子采样，以产生新的经子采样的波场的集合，每个经子采样的波场与特定的新的初步获取计划相关联；根据重构方案对所述新的经子采样的波场的集合进行重构，以产生经重构的密集波场的集合；确定每个新的经重构的密集波场的保真度程度；以及选择具有满足所述预先选择的标准的保真度程度的新的初步获取计划作为所述经优化的获取计划。
82.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第二特征，其中，所述编程指令可操作地指示所述一个或多个处理器：当没有特定的迭代步骤的新的初步获取计划具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，将所述迭代步骤重复选定的循环次数。
83.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第三特征，其中，所述编程指令可操作地指示所述一个或多个处理器：当所有的初步获取计划和新的初步获取计划的组合没有具有满足所述预先选择的标准的保真度程度时，从所有的初步获取计划和新的初步获取计划的组合选择具有与所述预先选择的标准最接近地匹配的保真度程度的初步获取计划作为所述经优化的获取计划。
84.可与以上或以下特征中的任意特征组合的第四特征，其中，所述编程指令可操作地指示所述一个或多个处理器选择初步获取计划中的具有满足用户选择的标准的保真度程度的一个初步获取计划作为所述经优化的获取计划包括：编程指令可操作地指示所述一个或多个处理器选择具有等于预先选择的值、小于预先选择的值、大于预先选择的值或在预先选择的值的范围之中的保真度程度的初步获取计划。
85.在本说明书中描述的主题和功能操作的实施方式可以在数字电子电路中、在被有形地实现的计算机软件或固件中、在计算机硬件中实现，包括在本说明书中所公开的结构及其结构等同物、或它们中的一个或更多个的组合中实现。所描述的主题的软件实施方式可以被实现为一个或多个计算机程序。每个计算机程序可以包括在有形非暂时性计算机可
读计算机存储介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块，用于由数据处理装置执行或者用于控制数据处理装置的操作。备选地或附加地，所述程序指令可以在人工生成的传播信号中/上编码。所述示例、所述信号可以是机器生成的电、光或电磁信号，生成所述信号以对信息进行编码以传输到合适的接收机装置，以由数据处理装置执行。计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行存取存储器设备、或计算机存储介质的组合。
86.术语“数据处理装置”、“计算机”和“电子计算机设备”(或如本领域普通技术人员理解的等同术语)是指数据处理硬件。例如，数据处理装置可以包括用于处理数据的所有种类的装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机或多处理器或多计算机。所述装置还可以包括专用逻辑电路，包括例如中央处理单元(cpu)、现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)。在一些实施方式中，数据处理装置或专用逻辑电路(或数据处理装置或专用逻辑电路的组合)可以基于硬件或基于软件(或是基于硬件和基于软件两者的组合)。可选地，装置可以包括为计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或者执行环境的组合的代码。本公开考虑带有或不带有常规操作系统(例如，linux、unix、windows、mac os、android或ios)的数据处理装置的使用。
87.计算机程序还可以被称为或被描述为程序、软件、软件应用、模块、软件模块、脚本或代码，计算机程序可以以任意形式的编程语言来编写。编程语言可以包括例如编译语言、解释语言、声明语言或过程语言。程序可以以用于在计算环境中使用的任意形式部署，包括作为单独的程序、模块、组件、子程序或单元。计算机程序可以(但不是必须)与文件系统中的文件相对应。程序可以被存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、存储在专用于所讨论的程序的单个文件中、或者存储在多个协同文件(存储一个或多个模块、子程序或代码的部分)中。计算机程序可以被部署为在一个计算机上或者例如位于一个站点或分布在通过通信网络互联的多个站点上的多个计算机上执行。虽然各图中所示出的程序的部分可以被示出为通过各种对象、方法或过程实现各个特征和功能的各个模块，但是所述程序可以替代地包括多个子模块、第三方服务、组件和库。相反，各种组件的特征和功能在适当时可以被组合成单个组件。可以统计地、动态地或者统计地且动态地确定用于进行计算确定的阈值。
88.本说明书中描述的方法、过程或逻辑流可以由一个或多个可编程计算机来执行，所述一个或多个可编程计算机执行一个或多个计算机程序，以通过操作输入数据并且生成输出来执行功能。所述方法、过程或逻辑流也可以由专用逻辑电路(例如，cpu、fpga或asic)来执行，并且所述装置也可以被实现为专用逻辑电路(例如，cpu、fpga或asic)。
89.适于执行计算机程序的计算机可以基于通用微处理器和专用微处理器以及其他种类的cpu中的一种或多种。计算机的元件是用于执行指令的cpu和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，cpu可以从存储器接收指令和数据(并向存储器写入数据)。计算机还可以包括或可操作地耦合到用于存储数据的一个或多个大容量存储设备。在一些实施方式中，计算机可以从包括例如磁盘、磁光盘或光盘的大容量存储设备接收数据并且向其传输数据。此外，计算机可以嵌入在另一设备中，例如，移动电话、个人数字助理(pda)、移动音频或视频播放器、游戏机、全球定位系统(gps)接收机或便携式存储设备(例如，通用串行总线(usb)闪存驱动器)。
90.适于存储计算机程序指令和数据的(适当的暂时性或非暂时性的)计算机可读介质可以包括所有形式的永久/非永久和易失性/非易失性存储器、介质和存储器设备。计算机可读介质可以包括例如半导体存储器设备，例如，随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、相变存储器(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)和闪存设备。计算机可读介质还可以包括例如磁设备，例如，磁带、盒式存储器、磁带盒和内部/可移动盘。计算机可读介质还可以包括磁光盘和光存储器设备及技术，包括例如数字视频盘(dvd)、cd-rom、dvd /-r、dvd-ram、dvd-rom、hd-dvd和bluray。存储器可以存储各种对象或数据，包括：高速缓存、类(class)、框架、应用、模块、备份数据、作业、web页、web页模板、数据结构、数据库表、储库和动态信息。存储器中存储的对象和数据的类型可以包括参数、变量、算法、指令、规则、约束和引用。此外，存储器还可以包括日志、策略、安全或访问数据和报告文件。处理器和存储器可以由专用逻辑电路来补充或者并入到专用逻辑电路中。
91.本公开中所描述的主题的实施方式可以在具有用于提供(包括对用户显示信息(和从用户接收输入)的)与用户的交互的显示设备的计算机上实现。显示设备的类型可以包括例如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)、发光二极管(led)和等离子监视器。显示设备可以包括键盘和指示设备，包括例如鼠标、轨迹球或轨迹板。还可以通过使用触摸屏(例如，具有压敏性的平板计算机表面或使用电容或电感测的多点触摸屏)向计算机提供用户输入。其他种类的设备可以用于提供与用户的交互，包括接收用户反馈，包括例如感觉反馈，包括可视反馈、听觉反馈或触觉反馈。可以以声音、语音或触觉输入的形式接收来自用户的输入。此外，计算机可以通过向用户使用的设备发送文档或者从该设备接收文档来与用户交互。例如，计算机可以响应于从用户客户端设备上的web浏览器接收到的请求而向所述web浏览器发送网页。
92.术语“图形用户界面”或gui可以以单数或复数形式使用，以描述一个或更多个图形用户界面以及特定图形用户界面的每一次显示。因此，gui可以表示任意图形用户界面，包括但不限于web浏览器、触摸屏或处理信息并且有效地向用户呈现信息结果的命令行界面(cli)。通常，gui可以包括多个用户界面(ui)元素，其中一些或全部与web浏览器相关联，例如，交互式字段、下拉列表和按钮。这些和其他ui元素可以与web浏览器的功能相关或表示web浏览器的功能。
93.本说明书中所描述的主题的实施方式可以在包括后端组件(例如，作为数据服务器)或包括中间件组件(例如，应用服务器)的计算系统中实现。此外，计算系统可以包括前端组件，例如，具有用户可以通过其与计算机交互的图形用户界面或web浏览器中的一个或两者的客户端计算机。系统的组件可以在通信网络中通过有线或无线数字数据通信(或数据通信的组合)的介质或任意形式互连。通信网络的示例包括局域网(lan)、无线电接入网(ran)、城域网(man)、广域网(wan)、全球微波接入互操作性(wimax)、无线局域网(wlan)(例如，使用802.11a/b/g/n或802.20或协议的组合)、互联网的全部或一部分、或一个或多个位置处的任意其他通信系统(或通信网络的组合)。网络可以在网络地址之间传输例如互联网协议(ip)分组、帧中继帧、异步传输模式(atm)单元、语音、视频、数据或通信类型的组合。
94.计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般可以彼此远离并且通常可以通过通信网络交互。客户端和服务器的关系可以通过在相应计算机上运行并且具有客
户端-服务器关系的计算机程序来产生。
95.集群文件系统可以是可从多个服务器访问的用于读取和更新的任意文件系统类型。因为交换文件系统的锁定可以在应用层实现，所以可以不需要锁定或一致性跟踪。此外，unicode数据文件与非unicode数据文件可以不同。
96.虽然本说明书包含许多特定的实现细节，然而这些实现细节不应被解释为对可以要求保护的范围上的限制，而是作为可以专用于特定实施方式的特征的描述。在分离的实施方式的上下文中在本说明书中描述的特定特征也可以在单个实施方式中组合实现。反之，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中分开地或以任何合适的子组合来实现。而且，尽管可能将之前描述的特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初要求如此保护，但是在一些情况下，来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以从组合中删除，并且所要求保护的组合可以指子组合或子组合的变化。
97.已经描述了本主题的特定实施方式。对于本领域技术人员显而易见的是，所描述的实施方式的其他实现、改变和置换在下文的权利要求的范围内。尽管在附图或权利要求中以特定顺序描述了操作，但这不应被理解为：为了获得期望的结果，要求按所示出的特定顺序或按相继的顺序来执行这些操作，或者要求执行所有所示出的操作(一些操作可以被认为是可选的)。在某些情况下，多任务或并行处理(或者多任务和并行处理的组合)可以是有利的并且在认为适当时被执行。
98.此外，在前述实施方式中的各种系统模块和组件的分离或集成不应被理解为在所有实施方式中需要这样的分离或集成，并且应理解，所描述的程序组件和系统一般可以一起集成在单个软件产品中或封装成多个软件产品。
99.因此，前述示例实施方式不限定或限制本公开。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，还可以存在其他改变、替换和变化。
100.此外，任何要求保护的实施方式被认为是：适用于至少一种计算机实现的方法；存储用于执行计算机实现的方法的计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质；以及计算机系统，包括与硬件处理器可互操作地耦合的计算机存储器，所述硬件处理器被配置为执行所述计算机实现的方法或存储在所述非暂时性计算机可读介质上的指令。
101.已经描述了本公开的多个实施方式。然而，应理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。因此，其他实施方式在所附权利要求的范围内。