地震数据成像故障中断的处理方法及装置与流程

1.本发明涉及地球物理油气勘探技术领域，尤其涉及地震数据成像故障中断的处理方法及装置。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.地震勘探是一种利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下构造形态和岩层性质的方法，已成为石油与天然气资源勘探的最重要手段，在煤田和工程地质勘察、区域地质研究和地壳研究等方面也得到广泛应用。目前油气资源勘探主要采用反射波地震勘探，由地震数据采集、处理和解释三个部分组成，其中地震数据偏移成像是地震数据处理的关键核心环节。
4.随着地震数据采集技术的发展，小面元、小采样时间间隔、大排列的宽方位高密度三维地震采集技术已成为主流，每炮记录上万道，一个工区的数据量常常高达几个t(1t＝10
12
)。面对这样海量的大数据，三维地震成像计算量非常大、耗时长。长期以来，地球物理学者们致力于发展地震数据偏移成像，主要有克希霍夫深度偏移、波动方程深度偏移和逆时偏移等。目前工业上最常用的是克希霍夫深度偏移，可实现反射波成像、散射波成像和各向异性成像等。克希霍夫三维深度偏移成像由旅行时计算和积分成像两部分组成。
5.地震大数据三维积分成像方法的计算大体分为“多进单出”和“单进多出”两种模式，其中“单进多出”模式应用比较广泛，避免了“多进单出”模式需要多次读取海量地震大数据的耗时问题。“单进多出”模式是一次读取一个地震道，根据克希霍夫偏移原理，将它分配到三维成像空间中每一个点。在具体实施过程中，“单进多出”模式每次输入一道地震记录，将成像值保存在三维数组，直到所有地震记录道都完成了偏移成像后，才将内存中成像值输出到磁盘文件，这样做的目的是为了提高计算效率，因为内存操作远快于磁盘操作，尤其对于角度域成像数据体，其数据量是常规成像数据量的几十倍，避免了随进随出中磁盘存储问题。
6.为了提高计算效率，人们开发了多种平行处理方案，比如成像计算内部并行和道集输入并行等。但是这些方法都存在一个故障中断风险，比如断电、机器硬件故障和系统故障(俗称“死机”)等。由于海量大型地震数据的三维成像耗时长，而偏移成像过程中成像结果保留在内存中，一旦重新开机，之前的计算结果就荡然无存，重新计算将极大浪费机时，会造成极大地了资源耗费问题。


技术实现要素：

7.本发明实施例提供一种地震数据成像故障中断的处理方法，用以解决地震数据成像故障中断时需重新进行成像造成的资源耗费问题，该方法包括：
8.根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一
地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；
9.以地震道的道数从小到大的顺序，依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；其中，若因故障中断叠加进程，则获取输出的地震道叠加数据中地震道道数的最大值，以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，依次叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；
10.在每参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据；所述输出成像地震道数用于表征在预设时长内可进行叠加的地震道的数量；所述地震道叠加数据用于表征多个地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和；
11.持续执行上述步骤，直到地震数据中每一地震道均参与叠加，得到多个地震道叠加数据；
12.对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成像数据体。
13.本发明实施例还提供一种地震数据成像故障中断的处理装置，用以解决地震数据成像故障中断时需重新进行成像造成的资源耗费问题，该装置包括：
14.成像值及照明次数计算模块，用于：根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；
15.叠加模块，用于：以地震道的道数从小到大的顺序，依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；其中，若因故障中断叠加进程，则获取输出的地震道叠加数据中地震道道数的最大值，以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，依次叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；
16.地震道叠加数据输出模块，用于：在每参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据；所述输出成像地震道数用于表征在预设时长内可进行叠加的地震道的数量；所述地震道叠加数据用于表征多个地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和；
17.持续执行模块，用于：持续执行上述步骤，直到地震数据中每一地震道均参与叠加，得到多个地震道叠加数据；
18.地震成像数据体计算模块，用于：对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成像数据体。
19.本发明实施例还提供一种计算机设备，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地震数据成像故障中断的处理方法。
20.本发明实施例还提供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地震数据成像故障中断的处理方法的计算机程序。
21.本发明实施例中，根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；以地震道的道数从小到大的顺序，依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；其中，若因故障中断叠加进程，则获取输出的地震道叠加数据中地震道道数的最大值，以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，依次叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；在每参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成
像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据；所述输出成像地震道数用于表征在预设时长内可进行叠加的地震道的数量；所述地震道叠加数据用于表征多个地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和；持续执行上述步骤，直到地震数据中每一地震道均参与叠加，得到多个地震道叠加数据；对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成像数据体，从而通过在参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据，可实现对输出的地震道叠加数据进行阶段性控制，在地震数据成像故障中断时，可保护已叠加的地震道叠加数据，与现有技术对比，避免了因地震数据成像故障中断导致已完成的地震道叠加数据全部消失的情况，解决了需重新进行成像造成的资源耗费问题，同时提高了海量的地震数据成像的时效性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
23.图1为本发明实施例中一种地震数据成像故障中断的处理方法的流程示意图；
24.图2为本发明实施例中一种地震数据成像故障中断的处理方法的实例流程图；
25.图3为本发明实施例中一种地震数据成像故障中断的处理方法的具体流程图；
26.图4为本发明实施例中输入的一个共中心点道集图；
27.图5为本发明实施例中反射波成像体的纵向剖面图；
28.图6是本发明实施例中反射波成像体的横向剖面图；
29.图7为本发明实施例中改进前中断的成像体纵向剖面图；
30.图8为本发明实施例中改进前中断的成像体横向剖面图；
31.图9为本发明实施例中改进后中断的成像体纵向剖面图；
32.图10为本发明实施例中改进后中断的成像体横向剖面图；
33.图11为本发明实施例中一种地震数据成像故障中断的处理装置的结构示意图；
34.图12为本发明实施例中一种地震数据成像故障中断的处理装置的具体示例图。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
36.目前，宽方位高密度三维地震数据采集获取了海量的地震大数据，为大数据成像处理带来了巨大挑战。为了提高计算效率，人们开发了多种平行处理方案，比如成像计算内部并行和道集输入并行等。但是这些方法都存在一个故障中断风险，比如断电、机器硬件故障和系统故障(俗称“死机”)等。由于海量大型地震数据的三维成像耗时长，而偏移成像过程中成像结果保留在内存中，一旦重新开机，之前的计算结果就荡然无存，重新计算将极大浪费机时，会造成极大地了资源耗费问题。而本发明实施例提供了一种地震数据成像故障中断的处理方法，为地震大数据积分成像中断提供一套解决方案，可规避计算机软硬件意
外风险，在保证成像能量分布均匀的前提下，确保地震海量数据成像时效。该地震数据成像故障中断的处理方法，如图1所示，可以包括如下步骤：
37.步骤101：根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；
38.步骤102：以地震道的道数从小到大的顺序，依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；其中，若因故障中断叠加进程，则获取输出的地震道叠加数据中地震道道数的最大值，以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，依次叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；
39.步骤103：在每参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据；输出成像地震道数用于表征在预设时长内可进行叠加的地震道的数量；地震道叠加数据用于表征多个地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和；
40.步骤104：持续执行上述步骤，直到地震数据中每一地震道均参与叠加，得到多个地震道叠加数据；
41.步骤105：对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成像数据体。
42.本发明实施例中，根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；以地震道的道数从小到大的顺序，依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；其中，若因故障中断叠加进程，则获取输出的地震道叠加数据中地震道道数的最大值，以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，依次叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；在每参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据；输出成像地震道数用于表征在预设时长内可进行叠加的地震道的数量；地震道叠加数据用于表征多个地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和；持续执行上述步骤，直到地震数据中每一地震道均参与叠加，得到多个地震道叠加数据；对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成像数据体，从而通过在参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据，可实现对输出的地震道叠加数据进行阶段性控制，在地震数据成像故障中断时，可保护已叠加的地震道叠加数据，与现有技术对比，避免了因地震数据成像故障中断导致已完成的地震道叠加数据全部消失的情况，解决了需重新进行成像造成的资源耗费问题，同时提高了海量的地震数据成像的时效性。
43.具体实施时，首先根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数。
44.实施例中，本发明实施例提供的地震数据成像故障中断的处理方法，还可以包括：获取地震数据中每一地震道的炮点和接收点到地下各个成像点的旅行时、射线方位角、射线极角和雅克比行列式元素值；根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数，可以包括：根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置、接收点位置，炮点和接收点到地下各个成像点的旅行时、射线方位角、射线极角和雅克比行列式元素值，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数。
45.在上述实施例中，通过计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数，可保证在后续步骤中得到的地震成像数据体的成像能量分布均匀。
46.具体实施时，在根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数后，以地震道的道数从小到大的顺序，依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；其中，若因故障中断叠加进程，则获取输出的地震道叠加数据中地震道道数的最大值，以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，依次叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数。
47.在上述实施例中，通过依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数，可有助于在后续步骤中对对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成像数据体。而若因故障中断叠加进程，则获取输出的地震道叠加数据中地震道道数的最大值，以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，依次叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数，可保证在因故障中断叠加进程时，可输出当前已叠加的地震道叠加数据，并通过以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，实现地震道叠加的断点续传，可实现对输出的地震道叠加数据进行阶段性控制，在地震数据成像故障中断时，可保护已叠加的地震道叠加数据，可以规避地震大数据成像中途因断电或机器故障造成的失败风险，解决了需重新进行成像造成的资源耗费问题。
48.具体实施时，在以地震道的道数从小到大的顺序，依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数后，在每参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据；输出成像地震道数用于表征在预设时长内可进行叠加的地震道的数量；地震道叠加数据用于表征多个地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和；持续执行上述步骤，直到地震数据中每一地震道均参与叠加，得到多个地震道叠加数据。
49.实施例中，在每参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据，可针对海量地震大数据三维积分成像过程中遇到的因断电或机器故障造成的机时损失问题，分阶段输出当前已叠加的地震道叠加数据，可保证在因故障中断叠加进程过程中，不需重新开始从头开始叠加地震道数据，避免了因地震数据成像故障中断导致已完成的地震道叠加数据全部消失的情况，解决了需重新进行成像造成的资源耗费问题，同时提高了海量的地震数据成像的时效性。
50.在上述实施例中，在保证成像质量的前提下，可分阶段输出三维积分成像数据体和照明次数体和后期合成，这样既可以保证成像能量分布均匀，又可以规避地震大数据成像中途因断电或机器故障造成的失败风险。
51.具体实施时，在得到多个地震道叠加数据后，对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成像数据体。
52.实施例中，对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成像数据体，可以包括：对多个地震道叠加数据进行叠加计算，分别得到地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和；根据分别得到的地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和，计算地震成像数据体。
53.在上述实施例中，按如下公式对多个地震道叠加数据进行叠加计算，分别得到地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和：
[0054][0055][0056]
其中，img(ix，iy，iz)为地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和；ni(ix，iy，iz)为地震数据中全部地震道在地下各个成像点的照明次数之和；imgm(ix，iy，iz)为第m次输出的地震道叠加数据的地下各个成像点的成像值；nim(ix，iy，iz)为第m次输出的地震道叠加数据的地下各个成像点的照明次数；m为输出的地震道叠加数据的次数；x，y，z分别为地下成像点的空间坐标；ix、iy和iz分别为地下成像点在x、y和z坐标轴上的编号。
[0057]
在上述实施例中，可按如下公式根据分别得到的地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和，计算地震成像数据体：
[0058][0059]
(ix＝0，1，
…
，nx-1；iy＝0，1，
…
，ny-1；iz＝0，1，
…
，nz-1)
[0060]
其中，，(ix，iy，iz)为地震成像数据体；img(ix，iy，iz)为地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和；ni(ix，iy，iz)为地震数据中全部地震道在地下各个成像点的照明次数之和；ix、iy和iz分别为地下成像点在x、y和z坐标轴上的编号；nx、ny和nz分别为地下成像点在x、y和z坐标轴上的离散点总数。
[0061]
在上述实施例中，通过对多个地震道叠加数据进行叠加计算，可得到地震成像数据体，实现了生成地震成像数据体的目的。
[0062]
下面给出一个具体实例，来说明本发明的方法的具体应用，如图2所示，图2为本发明实施例中一种地震数据成像故障中断的处理方法的实例流程图，该具体实例可包括如下三个步骤：
[0063]
步骤201、在线并行成像：根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；以地震道的道数从小到大的顺序，依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；在每参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据；持续执行上述步骤，直到地震数据中每一地震道均参与叠加，得到多个地震道叠加数据；
[0064]
步骤202、中断后续处理：若因故障中断叠加进程，则获取输出的地震道叠加数据中地震道道数的最大值，以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，依次叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；
[0065]
步骤203、后期成像合成：对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成像数据体。
[0066]
下面对该实例中的步骤结合具体的应用场景进行详细描述：
[0067]
1、在线并行成像
[0068]
(a)输入一道地震记录数据u(it)，(it＝0，1，
…
，nt-1)，其中nt为记录道的采样点数。同时输入该道记录的炮点位置sk和接收点位置gk，其中k为地震道序号；
[0069]
(b)从事先计算的旅行时等表中，分别读取炮点位置sk和接收点位置gk到地下各个成像点位置m(ix，iy，iz)(ix＝0，1，
…
，nx-1；iy＝0，1，
…
，ny-1；iz＝0，1，
…
，nz-1)的旅行时、射线方位角、射线极角、雅克比行列式元素等信息，其中nx，ny，nz分别是三维成像区x，y，z方向的离散点总数；
[0070]
(c)根据反射波成像、散射波成像或各向异性成像的理论，并行计算地下各成像点的成像值im91k(ix，iy，iz)和照明次数ni1k(ix，iy，iz)，其中k为地震道序号；
[0071]
(d)在线叠加成像值img1k(ix，iy，iz)和照明次数ni1k(ix，iy，iz)，得到地下各成像点的成像值img(ix，iy，iz)＝∑
k img1k(ix，iy，iz)和照明次数ni(ix，iy，iz)＝∑
k ni1k(ix，iy，iz)。这就完成了当前输入道的成像过程；
[0072]
(e)为中断处理输出中间结果：
[0073]
(e.1)判断当前输入道数是否为预定参数oit(即预设的输出成像地震道数)的整数倍，其中oit可由用户根据计算机性能和地震数据成像计算量而定，一般取为10000道。选择这个参数的原则是一天能计算的道数；
[0074]
(e.2)如果输入道数不是oit的整数倍，就跳过下列步骤(e.3)-(e.5)所示的中间结果输出，继续下列步骤(f)；
[0075]
(e.3)如果输入道数是oit的整数倍，就将成像值img(ix，iy，iz)和照明次数ni(ix，iy，iz)从内存数组中输出到磁盘文件，这个文件名可事先指定。为了节省磁盘空间，每次输出都用这同一个文件名。这步输出用一个单独输出模块outputimg()来完成，在该模块中可以对输出的成像值进行加工处理，比如作用成像因子、道头字处理等，但是切不可更改数组img(ix，iy，iz)的值，因为它将继续用于下一输入道的成像；
[0076]
(e.4)在输出成像值和照明次数之后，需要将当前的输入道数记录在日志文件中，其中日志文件名可事先由用户指定；
[0077]
(e.5)用fflush(logfp)清除缓冲区中数据，其中logfp为指向日志文件的流；
[0078]
(f)判断当前输入道是否为最后一道，如果不是就读入下一道地震记录，继续上列步骤(a)-(e)；如果是最后一道，就继续下一步；
[0079]
(g)调用输出模块outputimg()，输出成像值img(ix，iy，iz)和照明次数ni(ix，iy，iz)，最后再关闭成像输出文件和日志文件；
[0080]
2、中断后续处理
[0081]
如果在线并行成像作业运行过程中没有发生中断，就跳过本步骤，继续步骤3。当在线并行成像作业中途因停电等故障突然发生时，成像作业已经运行了多日。现有技术下通常做法是重新发送成像作业，这样前期计算将全部作废。为了解决这个问题，本发明实例采取以下步骤：
[0082]
(h)从日志文件中读取最后记载的输入道数，可以知道前一轮成像作业已经完成的地震记录道数及其成像值img(ix，iy，iz)和照明次数ni(ix，iy，iz)。为了便于说明，将它们分别记为imgm(ix，iy，iz)和照明次数nim(ix，iy，iz)，其中m为成像作业发送的次数；
[0083]
(i)从海量地震大数据中剔除已完成成像的输入道数据，将剩余的地震记录数据
作为下一轮成像作业的输入，并且更改成像输出的文件名；
[0084]
(j)发送下一轮成像作业，重复步骤(1)的计算；
[0085]
(k)如果这一轮作业计算过程中再次出现中断，就重复上列步骤(a)-(c)。直到所有地震道完成成像为止。
[0086]
3、后期成像合成
[0087]
(a)从多轮成像输出的文件中读取成像值imgm(ix，iy，iz)和照明次数nim(ix，iy，iz)，计算总成像值img(ix，iy，iz)＝∑
m imgm(ix，iy，iz)和总照明次数ni(ix，iy，iz)＝∑
m nim(ix，iy，iz)，其中m为成像作业发送的次数。
[0088]
(b)计算最终地震成像数据体：
[0089][0090]
(ix＝0，1，
…
，nx-1；iy＝0，1，
…
，ny-1；iz＝0，1，
…
，nz-1)
[0091]
本发明实施例还提供了一个上述实例的具体实现流程，上述图2中步骤201可包括如下步骤301-步骤307，如图3所示：
[0092]
步骤301、输入一道地震记录数据u(it)，(it＝0，1，
…
，nt-1)，其中nt为记录道的采样点数。同时输入该道记录的炮点位置sk和接收点位置gk，其中k为地震道序号。本发明实施例中每道的采样点数nt为3500、采样间隔为2毫秒。图3显示了一个共中心点道集，该道集有430道。本实施例有13条束线组成，每束线有30条纵测线，每条纵测线有1000个如图3所示的共中心点道集，共有1.677亿道地震记录数据，地震数据总量为2.34t(2.34
×
10
12
)。本实施例采用并行计算，一次计算一束线，对纵测线号实施外部并行，每个作业计算一条纵测线，采用2节点实施在线并行成像。
[0093]
步骤302、从事先计算的旅行时等表中，分别读取炮点位置sk和接收点位置gk到地下各个成像点位置m(ix，iy，iz)(ix＝0，1，
…
，nx-1；iy＝0，1，
…
，ny-1；iz＝0，1，
…
，nz-1)的旅行时、射线方位角、射线极角、雅克比行列式元素等信息，其中nx，ny，nz分别是三维成像区x，y，z方向的离散点总数。根据计算机磁盘空间和计算机计算能力，本实施例中旅行时表网格大于成像区网格，这样在应用旅行时等信息时，用双线性插值来获得具体成像点位置上信息。本发明实施例中旅行时表等信息所用的网格大小是50米
×
100米
×
20米、网格点数为nxv＝241，nyv＝91，nzv＝401。而成像网格大小为12.5米
×
25米
×
5米，成像网格点数为nx＝500，ny＝60，nz＝1401。
[0094]
步骤303、根据反射波成像、散射波成像或各向异性成像的理论，并行计算地下各成像点的成像值img1k(ix，iy，iz)和照明次数ni1k(ix，iy，iz)，其中用成像孔径、反假频算子、散射角范围和照明倾角范围等参数控制着成像范围。本发明实施例中反射波成像孔径参数：纵向孔径xoffsetmax＝6000米、yoffsetmax＝4500米；反假频算子采用深度域反假频算子(专利号zl 2018 1 0521842.x)；散射角范围为40
°
；照明倾角范围为
±
30
°
。
[0095]
步骤304、在线叠加成像值img1k(ix，iy，iz)和照明次数ni1k(ix，iy，iz)，得到地下各成像点的成像值img(ix，iy，iz)＝∑
k img1k(ix，iy，iz)和照明次数ni(ix，iy，iz)＝∑
k ni1k(ix，iy，iz)。这就完成了当前输入道的成像过程。
[0096]
步骤305、为中断处理输出中间结果
[0097]
(1)判断当前输入道数是否为预定参数oit的整数倍，其中oit由用户根据计算机性能和地震数据成像计算量而定，本发明实施例中取oit为10000道。选择这个参数的原则是一天能计算的道数。
[0098]
(2)如果输入道数不是oit的整数倍，就跳过下列步骤(3)-(5)所示的中间结果输出，继续下列步骤s206。
[0099]
(3)如果输入道数是oit的整数倍，就将成像值img(ix，iy，iz)和照明次数ni(ix，iy，iz)从内存数组中输出到磁盘文件，这个文件名可事先指定。为了节省磁盘空间，每次输出都用这同一个文件名。这步输出用一个单独输出模块outputimg来完成，在该模块中可以对输出的成像值进行加工处理，比如作用成像因子、道头字处理等，但是不可更改数组img(ix，iy，iz)的值，因为它将继续用于下一输入道的成像。
[0100]
(4)在输出成像值和照明次数之后，需要将当前的输入道数记录在日志文件中，其中日志文件名可事先由用户指定。
[0101]
(5)用fflush(logfp)清除缓冲区中数据，其中logfp为指向日志文件的流。
[0102]
步骤306、判断当前输入道是否为最后一道，如果不是就读入下一道地震记录，继续上列步骤s201-s205；如果是最后一道，就继续下一步。
[0103]
步骤307、调用输出模块outputimg()，输出成像值img(ix，iy，iz)和照明次数ni(ix，iy，iz)，最后再关闭成像输出文件和日志文件。
[0104]
在上述图2中步骤202中，如果在线并行成像作业运行过程中没有发生中断，就跳过本步骤202，继续步骤203。本发明实施例中发生中断1次。当在线并行成像作业中途因停电等故障突然发生时，成像作业已经运行了多日。通常做法是重新发送成像作业，这样前期计算将全部作废。为了解决这个问题，采取以下步骤：
[0105]
(a)从日志文件中读取最后记载的输入道数，可以知道前一轮成像作业已经完成的地震记录道数及其成像值img(ix，iy，iz)和照明次数ni(ix，iy，iz)。为了便于说明，将它们分别记为imgm(ix，iy，iz)和照明次数nim(ix，iy，iz)，其中m为成像作业发送的次数。
[0106]
(b)从海量地震大数据中剔除已完成成像的输入道数据，将剩余的地震记录数据作为下一轮成像作业的输入，并且更改成像输出的文件名。
[0107]
(c)发送下一轮在线并行成像作业，重复s101的计算。
[0108]
(d)如果这一轮作业计算过程中再次出现中断，就重复上列步骤(a)-(c)。直到所有地震道完成成像为止。
[0109]
图2中步骤303后期成像合成，可以包括：
[0110]
(a)从多轮成像输出的文件中读取成像值imgm(ix，iy，iz)和照明次数nim(ix，iy，iz)，计算总成像值img(ix，iy，iz)＝∑
m imgm(ix，iy，iz)和总照明次数ni(ix，iy，iz)＝∑
m nim(ix，iy，iz)，其中m为成像作业发送的次数。
[0111]
(b)计算最终地震成像数据体：
[0112][0113]
其中(ix＝0，1，
…
，nx-1；iy＝0，1，
…
；ny-1；iz＝0，1，
…
，nz-1)，本发明实施例中nx＝500，ny＝60，nz＝1401。
[0114]
与现有技术相比，针对海量地震大数据三维积分成像过程中遇到的因断电或机器故障造成的机时损失问题，在保证成像质量的前提下，发明实施例可分阶段输出当前已叠加的地震道叠加数据，分阶段输出三维积分成像数据体和照明次数体和后期合成，这样既可以保证成像能量分布均匀，又可以规避地震大数据成像中途因断电或机器故障造成的失败风险。
[0115]
图4是本发明实施例中输入的一个共中心点道集图，该道集有430道，每道有3500个采样点，时间采样间隔2毫秒。本说明实施例中一束线由30条纵测线组成，每条纵测线有1000个如图4所示的共中心点道集。而整个工区有13条这样的束线，共有1.677亿道地震记录数据，地震数据总量为2.34t(2.34
×
10
12
)。
[0116]
图5是本发明实施例中反射波成像体的纵向剖面图(线号1450)，图6是本发明实施例中反射波成像体的横向剖面图(cdp1666)。图5和图6展示了这个海量地震大数据中一条纵测线号为1480的成像数据体，成像区范围为线号1372-线号1490、cdp1502-cdp2500、深度3000米-深度7000米。所用计算机型号为dell precision tower7910，cpu型号为cpu e5-2660v4@2.00ghz，其有2个物理cpu，每个物理cpu有14个核，总逻辑cpu个数为56个。可同时平行作业15个，输入每条纵测线的作业历时2个月。
[0117]
如当计算到45天的时候，因线路检修而断电一次。在未采用本发明实施例提供的地震数据成像故障中断的处理方法之前，这45天的计算就白白浪费了。若采用本发明实施例提供的方法，可获得了图5和图6所示的成像结果，因此解决了因断电而造成的损失。
[0118]
图7为本发明实施例中改进前中断的成像体纵向剖面图(线号1450)，图8为本发明实施例中改进前中断的成像体横向剖面图(cdp1666)，图9为本发明实施例中改进后中断的成像体纵向剖面图(线号1450)，图10为本发明实施例中改进后中断的成像体横向剖面图(cdp1666)。
[0119]
在成像过程中，成像孔径、反假频算子、散射角范围和照明倾角范围等参数控制着成像范围，图8和图10中右侧出现了较长的成像道，主要是由
±
30
°
照明倾角参数范围决定的。
[0120]
对比图7和图9、以及对比图8和图10，可以看出本发明实施例改进前成像体纵横向剖面上横向能量分布不均匀，而改进后横向能量分布均匀，由于改进前对输出成像体作用了成像因子，而改进后对输出成像体作用成像因子的同时保障了内存中成像体不变，表明这种中断处理解决方案可为地震大数据处理工业化应用提供保障。
[0121]
本发明实施例中，根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；以地震道的道数从小到大的顺序，依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；其中，若因故障中断叠加进程，则获取输出的地震道叠加数据中地震道道数的最大值，以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，依次叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；在每参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据；输出成像地震道数用于表征在预设时长内可进行叠加的地震道的数量；地震道叠加数据用于表征多个地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和；持续执行上述步骤，直到地震数据中每一地震道均参与叠加，得到多个地震道叠加数据；对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成
像数据体，从而通过在参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据，可实现对输出的地震道叠加数据进行阶段性控制，在地震数据成像故障中断时，可保护已叠加的地震道叠加数据，与现有技术对比，避免了因地震数据成像故障中断导致已完成的地震道叠加数据全部消失的情况，解决了需重新进行成像造成的资源耗费问题，同时提高了海量的地震数据成像的时效性。综上，本发明实施例可适用于海量地震大数据反射波成像、散射波成像和各向异性成像。
[0122]
本发明实施例中还提供了一种地震数据成像故障中断的处理装置，如下面的实施例。由于该装置解决问题的原理与地震数据成像故障中断的处理方法相似，因此该装置的实施可以参见地震数据成像故障中断的处理方法的实施，重复之处不再赘述。
[0123]
本发明实施例提供的一种地震数据成像故障中断的处理装置，如图11所示，可以包括：
[0124]
成像值及照明次数计算模块01，用于：根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；
[0125]
叠加模块02，用于：以地震道的道数从小到大的顺序，依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；其中，若因故障中断叠加进程，则获取输出的地震道叠加数据中地震道道数的最大值，以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，依次叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；
[0126]
地震道叠加数据输出模块03，用于：在每参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据；输出成像地震道数用于表征在预设时长内可进行叠加的地震道的数量；地震道叠加数据用于表征多个地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和；
[0127]
持续执行模块04，用于：持续执行上述步骤，直到地震数据中每一地震道均参与叠加，得到多个地震道叠加数据；
[0128]
地震成像数据体计算模块05，用于：对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成像数据体。
[0129]
在一个实施例中，如图12所示，还包括：地震参数获取模块06，用于：获取地震数据中每一地震道的炮点和接收点到地下各个成像点的旅行时、射线方位角、射线极角和雅克比行列式元素值；
[0130]
成像值及照明次数计算模块，具体用于：
[0131]
根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置、接收点位置，炮点和接收点到地下各个成像点的旅行时、射线方位角、射线极角和雅克比行列式元素值，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数。
[0132]
在一个实施例中，地震成像数据体计算模块，具体用于：
[0133]
对多个地震道叠加数据进行叠加计算，分别得到地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和；
[0134]
根据分别得到的地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和，计算地震成像数据体。
[0135]
在一个实施例中，地震成像数据体计算模块，具体用于：
[0136]
在一个实施例中，地震成像数据体计算模块，具体用于：
[0137]
地震成像数据体计算模块，具体用于：
[0138]
按如下公式对多个地震道叠加数据进行叠加计算，分别得到地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和：
[0139][0140][0141]
其中，img(ix，iy，iz)为地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和；ni(ix，iy，iz)为地震数据中全部地震道在地下各个成像点的照明次数之和；imgm(ix，iy，iz)为第m次输出的地震道叠加数据的地下各个成像点的成像值；nim(ix，iy，iz)为第m次输出的地震道叠加数据的地下各个成像点的照明次数；m为输出的地震道叠加数据的次数；x，y，z分别为地下成像点的空间坐标；ix、iy和iz分别为地下成像点在x、y和z坐标轴上的编号。
[0142]
在一个实施例中，地震成像数据体计算模块，具体用于：
[0143]
按如下公式对多个地震道叠加数据进行叠加计算，分别得到地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和：
[0144][0145][0146]
其中，img(ix，iy，iz)为地震道叠加数据中多次成像作业获得的地下各个成像点的成像值之和；ni(ix，iy，iz)为地震道叠加数据中多次成像作业获得的地下各个成像点的照明次数之和；imgm(ix，iy，iz)为第m次成像作业获得的地下各个成像点的成像值；nim(ix，iy，iz)为第m次成像作业获得的地下各个成像点的照明次数；m为成像作业发送的次数；x，y，z分别为地下成像点的空间坐标；ix、iy和iz分别为地下成像点在x、y和z坐标轴上的编号。
[0147]
在一个实施例中，地震成像数据体计算模块，具体用于：
[0148]
按如下公式根据分别得到的地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和，计算地震成像数据体：
[0149][0150]
(ix＝0，1，
…
，nx-1；iy＝0，1，
…
，ny-1；iz＝0，1，
…
，nz-1)
[0151]
其中，i(ix，iy，iz)为地震成像数据体；img(ix，iy，iz)为地震数据中全部地震道在地下各个成像点的成像值之和；ni(ix，iy，iz)为地震数据中全部地震道在地下各个成像点的照明次数之和；ix、iy和iz分别为地下成像点在x、y和z坐标轴上的编号；nx、ny和nz分别为地下成像点在x、y和z坐标轴上的离散点总数。
[0152]
本发明实施例还提供一种计算机设备，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，处理器执行计算机程序时实现上述地震数据成像故障中断的处理方法。
[0153]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述地震数据成像故障中断的处理方法的计算机程序。
[0154]
本发明实施例中，根据地震数据中每一地震道的地震记录数据、炮点位置和接收点位置，计算每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；以地震道的道数从小到大的顺序，依次分别叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；其中，若因故障中断叠加进程，则获取输出的地震道叠加数据中地震道道数的最大值，以该最大值的地震道道数的后一道数开始，重新以该地震道的道数从小到大的顺序，依次叠加每一地震道在地下各个成像点的成像值和照明次数；在每参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据；输出成像地震道数用于表征在预设时长内可进行叠加的地震道的数量；地震道叠加数据用于表征多个地震道在地下各个成像点的成像值之和和照明次数之和；持续执行上述步骤，直到地震数据中每一地震道均参与叠加，得到多个地震道叠加数据；对多个地震道叠加数据进行叠加计算，得到地震成像数据体，从而通过在参与叠加的地震道的道数达到预设的输出成像地震道数的整数倍时，输出当前已叠加的地震道叠加数据，可实现对输出的地震道叠加数据进行阶段性控制，在地震数据成像故障中断时，可保护已叠加的地震道叠加数据，与现有技术对比，避免了因地震数据成像故障中断导致已完成的地震道叠加数据全部消失的情况，解决了需重新进行成像造成的资源耗费问题，同时提高了海量的地震数据成像的时效性。
[0155]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0156]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0157]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0158]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0159]
以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。