[发明专利]一种构建浅地层三维反射面的方法及设备

说明书

技术领域

本发明关于地球物理勘探领域，特别是关于浅地层复杂结构勘探领域，具体的讲是一种构建浅地层三维反射面的方法及设备。

背景技术

地球物理勘探技术是运用最为广泛的探寻地层空间分布和内部结构规律的方法之一。浅地层复杂结构的勘探通常用于深海浅地层地震勘探、水坝及河床内部结构探测、矿区岩层采空区或破碎带勘测、建筑场地软弱地层探测等领域。例如，在堤坝防护工程中常用边坡抛石护堤/固堤方法，减弱水流对河岸冲蚀。由于水流冲刷和泥沙的淤填覆盖作用，石头在水下发生迁移，并在其它地方沉积下来。通过浅地层复杂结构的勘探技术查明已抛投石头在水下的真实分布情况对于堤坝防护巩固工作十分重要。

在现有的浅地层复杂结构勘探领域中，一般均是通过移动式信号发射和接收设备，发射自激自收垂直入射高频信号。高频信号的穿透深度很小，一般只有2米-6米左右，信号遇到不同的介质层交界面时，部分能量反射回来，被接收器收到。反射系数的大小与介质的性质有关，诸如软质泥层吸收作用较大，反射信号很微弱，反射系数较小；硬质泥层对信号的反射作用很强，反射系数较大；石头对信号的反射作用最强烈，在图上表现的很明显。通过分析接收器收到的信号，进而推测出浅地层的情况。现有的浅地层复杂结构勘探技术主要存在以下不足：(1)接收器接收到的数据按采集时序排列，不能反映浅地层分布的空间特征；(2)相同地点重复采集，冗余数据量大；石头反射层分布分散，反射信号连续性差;(3)只显示出采集信号时域形状，不能生成反映水下基底真实空间三维立体形状。

发明内容

本发明实施例提供了一种构建浅地层三维反射面的方法及设备，通过对浅地层反射的信号进行重排，采用信号相关法拾取反射信号同相轴，采用三维不规则稀疏数据插值法实现采集点到反射面的映射，进而构建三维反射面数据体，最终实现了浅地层复杂结构的三维反射面的重建。

本发明的目的之一是，提供一种构建浅地层三维反射面的方法，所述的方法包括：根据地层构造对当前浅地层反射的信号进行重排；根据目标结构的反射信号强度、光滑度、信号特征从所述的信号中拾取反射信号同相轴；将所述反射信号同相轴对应的采集点映射至反射面；根据所述的反射面构建三维反射面。

其中，根据地层构造对当前浅地层反射的信号进行重排具体包括：根据地层构造对当前浅地层反射的信号进行剔除处理；分析剔除处理后的信号，得到对应的空间经纬度信息；根据所述的空间经纬度信息对剔除处理后的信号进行重排。

其中，根据地层构造对当前浅地层反射的信号进行重排具体包括：分析所述的信号，得到对应的空间经纬度信息；根据所述的空间经纬度信息对所述的信号进行重排；根据地层构造对当前浅地层反射的重排后的信号进行剔除处理。

所述的根据目标结构的反射信号强度、光滑度、信号特征从所述的信号中拾取反射信号同相轴具体包括：根据目标结构的反射信号强度、光滑度、信号特征从所述的信号中选择初始拾取点；根据信号相关法以及所述的初始拾取点确定反射信号同相轴。

将所述反射信号同相轴对应的采集点映射至反射面包括：在所述反射信号同相轴对应的采集点分布的二维空间中划分多个区域；确定每个区域中的采集点数目；根据每个区域中的采集点数目以及预先设定的阈值，将所述的采集点映射至反射面。

优选的，所述的方法还包括将所述的三维反射面进行立体显示。

本发明的目的之一是，提供了一种构建浅地层三维反射面的设备，所述的设备包括：信号重排模块，用于根据地层构造对当前浅地层反射的信号进行重排；同相轴拾取模块，用于根据目标结构的反射信号强度、光滑度、信号特征从所述的信号中拾取反射信号同相轴；映射模块，用于将所述反射信号同相轴对应的采集点映射至反射面；构建模块，用于根据所述的反射面构建三维反射面。

其中，所述的信号重排模块具体包括：剔除单元，用于根据地层构造对当前浅地层反射的信号进行剔除处理；分析单元，用于分析剔除处理后的信号，得到对应的空间经纬度信息；重排单元，用于根据所述的空间经纬度信息对剔除处理后的信号进行重排。

所述的同相轴拾取模块具体包括：选择单元，用于根据目标结构的反射信号强度、光滑度、信号特征从所述的信号中选择初始拾取点；确定单元，用于根据信号相关法以及所述的初始拾取点确定反射信号同相轴。

所述的映射模块包括：第一划分单元，用于在所述反射信号同相轴对应的采集点分布的二维空间中划分多个区域；采集点数目确定单元，用于确定每个区域中的采集点数目；映射单元，用于根据每个区域中的采集点数目以及预先设定的阈值，将所述的采集点映射至反射面。