關心的地質體積的地球模型內的表面平滑的製作方法
2023-11-10 22:14:47
專利名稱：關心的地質體積的地球模型內的表面平滑的製作方法
技術領域：
本發明涉及關心的地質體積的地球模型內的表面平滑。
背景技術：
關心的地質體積的地球模型表示該關心的體積的、諸如空間結構和成分特性的一個或多個特徵。各種成分可以包括不同類型的巖石，其可以顯示不同的地震波傳播速度。具有顯著速度差異的相鄰地質主體(例如，層)可以形成已知為地質表面或地平線的界面。這種表面可以具有非常複雜的形狀，並且例如可以導致撞擊那些表面的傳播地震能量的反射和折射。對於諸如包括高頻射線近似的地震成像和建模來說，大速度對比和複雜地質表面可以使射線能量按不相干方式衍射或轉向。其可以在成像步驟中引入不相干的堆積。傳統上，在速度場上應用一處理以縮減表面處的速度對比。表面的平滑性可能難以控制。用於表面平滑的一種常規方法包括平滑給定表面的位置值(例如，深度值)。因為表面的空間位置利用該方法來改變，所以可以在行進時間、相態以及振幅方面引入不希望的失真。
發明內容
本發明的一個方面涉及被配置成處理關心的地質體積的地球模型的系統。該系統可以包括被配置成執行電腦程式模塊的一個或多個處理器。這種電腦程式模塊可以包括地球模型模塊、傾角(dip)模塊以及平滑模塊。該地球模型模塊可以被配置成獲取關心的地質體積的地球模型。該地球模型可以包括描述該關心的地質體積內的表面的位置的多邊形網格。該多邊形網格可以包括由三個或更多個頂點限定的平面多邊形。該地球模型可以包括用於該多邊形頂點的位置坐標。該傾角模塊可以被配置成確定該地球模型內的多邊形網格的傾角值。傾角針對基準方向取向。在一個實施例中，該傾角模塊被配置成通過基於限定該多邊形的頂點的位置坐標來確定針對單個多邊形的傾角值，來確定多邊形網格的傾角值。該平滑模塊可以被配置成在不影響針對該多邊形的頂點的位置坐標的情況下沿該多邊形網格平滑傾角值。本發明的另一方面涉及處理關心的地質體積的地球模型的計算機實現方法。該方法可以包括獲取關心的地質體積的地球模型。該地球模型可以包括描述該關心的地質體積內的表面的位置的多邊形網格。該多邊形網格包括由三個或更多個頂點限定的平面多邊形。該地球模型可以包括該多邊形頂點的位置坐標。該方法還可以包括確定該地球模型內的多邊形網格的傾角值。確定多邊形網格的傾角值可以包括基於限定多邊形的頂點的位置坐標來確定單個多邊形的傾角值。該方法還可以包括在不影響該多邊形的頂點的位置坐 標的情況下平滑單個多邊形的傾角值。當參照附圖考慮下面的描述和所附權利要求書時，本發明的這些和其它目的、特徵以及特性、以及結構與組合部分的相關部件的操作方法與功能以及製造的經濟性將變得更清楚，其全部形成了本說明書的一部分，其中，相同標號指定各圖中的對應部分。然而，應當明白，附圖僅僅是出於例示和描述的目的，而非旨在作為對本發明的限制的定義。如在本說明書和權利要求書中使用的，單數形式「一(a)」、「一個(an)」，以及「該/所述(the)」包括多個指示物，除非上下文另外清楚地規定。
圖I例示了根據本發明的一個或多個實施例的、被配置成生成和/或操縱關心的地質體積的地球模型的系統。圖2例示了關心的地質體積內的示例性地質表面。圖3例示了圖2的、其上覆蓋有示例性多邊形網格的地質表面。圖4例示了具有覆蓋多邊形網格的示例性地質表面的詳細視圖。
圖5例示了示例性網格部分。圖6A和6B分別例示了根據示例性實施例的、沒有和具有傾角平滑的地震能量場。圖7例示了根據本發明的一個或多個實施例的、用於處理關心的地質體積的地球模型的方法。圖8例示了根據本發明的一個或多個實施例的、用於處理關心的地質體積的地球模型的方法。
具體實施例方式本發明可以按系統和要通過計算機執行的計算機方法的一般背景來描述和實現。這種計算機可執行指令可以包括程序、例程、對象、組件、數據結構以及可以被用於執行特定任務和處理抽象數據類型的計算機軟體技術。本發明的軟體實現可以按多種計算平臺和環境中的應用的不同語言來編碼。應當意識到，本發明的範圍和基本原理不限於任何特定計算機軟體技術。而且，本領域技術人員應當意識到，本發明可以利用硬體和軟體構造中的任一個或組合來實踐，包括但不限於，具有單一和/或多處理器計算機處理器系統的系統、手持式裝置、可編程消費類電子設備、迷你計算機、大型計算機等。本發明還可以在其中通過經由一個或多個數據通信網絡連結的伺服器或其它處理裝置執行任務的分布式計算環境中實踐。在分布式計算環境中，程序模塊可以位於包括存儲器存儲裝置的本地和遠程計算機存儲介質兩者中。而且，用於與計算機處理器一起使用的製造品(如⑶、預記錄盤、或其它等同裝置)可以包括電腦程式存儲介質和記錄在其上的、用於引導計算機處理器以輔助實現和實踐本發明的程序部件。這種裝置和製造品也落入本發明的精神和範圍內。下面，參照附圖，將對本發明的實施例進行描述。本發明可以按許多方式來實現，例如包括系統(包括計算機處理系統)、方法(包括計算機實現方法)、設備、計算機可讀介質、電腦程式產品、圖形用戶界面、門戶網站、或者有形地固定在計算機可讀存儲器中的數據結構。下面，對本發明的幾個實施例進行討論。附圖僅例示了本發明的典型實施例，並由此不應被視為對其範圍和寬泛度的限制。圖I例示了根據本發明的一個或多個實施例的、被配置成生成和/或操縱關心的地質體積的地球模型的系統100。在生成和/或操縱地球模型時，系統100平滑地球模型內的表面，以便例如增加射線跟蹤和成像相干性。更具體地說，可以在不改變地球模型內的表面的位置的情況下，通過平滑或以其它方式改變傾角值而在特定表面上進行平滑。傾角值可以是確定表面的特定行為(如反射和折射在地球模型內傳播的地震能量)的矢量。常規地講，傾角值由表面上給定位置處的表面法線方向來判定。在一個實施例中，系統100包括電子存儲部102、用戶接口 104、一個或多個信息資源106、一個或多個處理器108和/或其它組件。在一個實施例中，電子存儲部102包括電子地存儲信息的電子存儲介質。電子存儲部102的電子存儲介質可以包括與系統100集成地(即，基本上不可去除)提供的系統存儲部、和/或例如經由埠(例如，USB埠、火線埠等)或驅動器(例如，盤驅動器等)可去除地連接至系統100的可去除存儲部。電子存儲部102可以包括一個或多個光學可讀存儲介質(例如，光碟等)、磁可讀存儲介質(例如，磁帶、磁硬碟驅動器、軟盤驅動器等)、基於電荷的存儲介質(例如、EEPROM、RAM等)、固態存儲介質(例如，快閃記憶體驅動器等)、和/或其它電子可讀存儲介質。電子存儲部102可以存儲軟體算法、由處理器108確定的信息、經由用戶接口 104接收的信息、從信息資源106接收的信息、和/或使得系統100能夠適當地起作用的其它信息。電子存儲部102可以是系統100內的分離的組件，或者電子存儲部102可以 與系統100的一個或多個其它組件(例如，處理器108)集成地提供。用戶接口 104被配置成在系統100與用戶之間提供用戶可以通過其向系統100提供信息和接收來自系統100的信息的接口。這使得統稱為「信息」的數據、結果和/或指令和任何其它可傳送項能夠在用戶與系統100之間傳送。如在此使用的，術語「用戶」可以指單一個體或者可以協作工作的個體組。適於包含在用戶接口 104中的接口裝置的實例包括小鍵盤、按鈕、開關、鍵盤、旋鈕(knob)、控制杆(lever)、顯示屏、觸控螢幕、揚聲器、麥克風、指示燈、聲音報警器以及印表機。在一個實施例中，用戶接口 104實際上包括多個分離的接口。應當明白，其它通信技術(硬布線或無線)也可以被本發明設想為用戶接口 104。例如，本發明設想用戶接口 104可以與由電子存儲部102提供的可去除存儲部接口集成。在這個實例中，可以將信息從可去除存儲部(例如，智慧卡、快閃記憶體驅動器、可去除盤等)加載到系統100中，以使得用戶能夠定製系統100的實現。適於與系統100 —起使用的、作為用戶接口 104的其它示例性輸入裝置和技術包括但不限於「RS-232埠、RF鏈路、IR鏈路、數據機(電話、線纜等)。簡而言之，用於與系統100傳送信息的任何技術被本發明設想為用戶接口 104。信息資源106包括與關心的地質體積、和/或生成關心的地質體積的地球模型的處理有關的一個或多個信息源。通過非限制例的方式，信息資源106之一可以包括在關心的地質體積處或附近獲取的地震數據、從其導出的信息、和/或有關該獲取的信息。該地震數據可以包括地震數據的單個跡線、或者在從源傳播通過關心的地質體積的地震能量的一個通道處記錄的數據。從地震數據導出的信息例如可以包括速度模型、與用於建模通過關心的地質體積的地震能量的傳播的射束相關聯的射束特性、與用於建模通過關心的地質體積的地震能量的傳播的射束相關聯的Green函數、和/或其它信息。與獲取地震數據有關的信息例如包括與地震能量源的位置和/或取向有關的數據、地震能量的一個或多個檢測器的位置和/或取向、由能量在該源被生成並且被引導至關心的地質體積的時間、和/或其它信息。處理器108被配置成在系統100中提供信息處理能力。同樣地，處理器108可以包括數字處理器、模擬處理器、被設計成處理信息的數字電路、被設計成處理信息的模擬電路、狀態機、和/或用於電子地處理信息的其它機構中的一個或多個。儘管處理器108在圖I中被示出為單一實體，但這僅僅是出於例示性目的。在某些實現中，處理器108可以包括多個處理單元。這些處理單元可以物理地位於同一裝置或計算平臺內，或者處理器108可以表示協作操作的多個裝置的處理功能。如圖I中所示，處理器108可以被配置成執行一個或多個電腦程式模塊。該一個或多個電腦程式模塊可以包括地球模型模塊110、傾角模塊112、平滑模塊114、射線跟蹤模塊116和/或其它模塊中的一個或多個。處理器108可以被配置成通過軟體；硬體；固件；軟體、硬體和/或固件的某一組合；和/或用於配置處理器108上的處理能力的其它機制來執行模塊110、112、114和/或116。應當意識到，儘管模塊110、112、114和116在圖I中被例示為共同位於單一處理 單元內，但在其中處理器108包括多個處理單元的實現中，模塊110、112、114和/或116中的一個或多個可以相對於其它模塊遠程定位。由於下述模塊110、112、114和/或116中的任一個可以提供比所描述的更多或更少的功能，因而對由下面描述的不同模塊110、112、114和/或116提供的功能的描述出於例示性目的，而不是旨在進行限制。例如，模塊110、112、114和/或116中的一個或多個可以被消除，並且其一些或全部功能可以由模塊110、112、114和/或116中的其它模塊提供。作為另一實例，處理器108可以被配置成執行可以執行下面歸因於模塊110、112、114和/或116中的一個的一些或全部功能的一個或多個附加模塊。地球模型模塊110可以被配置成獲取關心的地質體積的地球模型。如在此提到，關心的地質體積的地球模型可以表示該關心體積的各種特徵，諸如空間結構、成分特性和/或其它特性。地球模型可以描述具有不同成分的區域和/或顯示不同地震能量傳播速度的區域之間的邊界。這種邊界可以用在此如結合圖3進一步詳細討論的多邊形網格來描述。圖2例示了關心的地質體積內的示例性地質表面200。地質表面200包含位於該地質表面200上的多個點的位置信息。出於例示性目的，如圖所示的地質表面200被呈現為具有陰影浮雕，以顯示出表面地形。然而，地質表面200可以按任何方式視覺地呈現，或者根本不呈現。圖3例示了圖2的、其上覆蓋示例性多邊形網格300的地質表面200。一般而言，多邊形網格(還已知為非結構化網格)是限定三維物體的表面(如體積或結構化表面)的頂點、邊以及面的匯集。這些面典型地包括由三個或更多個頂點限定的凸多邊形(例如，三角形和/或四邊形)、凹多邊形、和/或具有孔的多邊形。地球模型可以包括針對多邊形網格中的多邊形頂點的位置坐標，其限定諸如地質表面的各種特徵。多邊形網格可以提供呈現簡化以用於數據集縮減和/或幫助射線跟蹤。網格300被描繪為三角化網格，但根據各種實施例，可以包括任何類型的網格或其組合。多邊形網格300可以利用用於存儲頂點、邊，以及面數據的不同方法，按多種方式來表示，包括表示為面一頂點網格、有翼邊(winged-edge)網格、半邊網格、四方邊緣網格、角表格、和/或頂點一頂點網格。
圖4例示了具有覆蓋多邊形網格402的示例性地質表面400的詳細視圖。多邊形網格402包括多個毗連多邊形，分別包括面、三條或更多條邊、以及三個或更多個頂點。例如，具有面404的多邊形包括在頂點412、414以及416處匯合的邊406、408以及410。每一個頂點(例如，頂點412、414以及416)與諸如三維空間中的坐標的位置信息相關聯。返回至圖I，傾角模塊112可以被配置成確定由地球模型模塊110提供的地球模型內的多邊形網格(例如，多邊形網格300和402)的傾角值。傾角相對於基準方向取向。例如，傾角通常可以被描述為限定地質表面的表面空間函數的導數。確定地球模型內的多邊形網格的傾角值可以包括基於限定多邊形的頂點的位置坐標來確定針對單個多邊形的傾角值。傾角值可以確定多邊形網格的各種行為，舉例來說，如在射線跟蹤期間的反射和折射。傾角模塊112可以被配置成確定多邊形網格的單個頂點處的頂點傾角值。根據一些示例性實施例，針對給定頂點的頂點傾角是由該給定頂點部分地限定的多邊形上的傾角的函數(例如，平均值、加權平均值等)。例如，考慮圖5所示的網格部分500。網格部分500包括七個多邊形(502、504、506、508、510、512以及514)。多邊形502-514由頂點516、518、520、522、524、526、528以及530限定。頂點530的傾角可以被限定為與多邊形502-514相關聯的傾角的平均值。然而，一般來說，傾角可以按許多不同方式來計算。在此如結合平滑模塊114並且結合圖6和7進一步描述針對傾角的示例性計算。平滑模塊114可以被配置成在不影響針對該多邊形的頂點的位置坐標的情況下，沿該多邊形網格改變(例如，平滑)傾角值。在不需要改變針對多邊形頂點的位置坐標的情況下改變傾角值(並且，通過擴展，不需要改變多邊形網格本身的位置)可以在射線跟蹤期間改變多邊形網格的局部反射和折射行為，同時保存射線跟蹤期間的行進時間、相態和/或振幅。根據示例性實施例，平滑模塊114可以被配置成確定針對多邊形網格內的一給定
多邊形上的一位置的平滑傾角值，作為針對限定該給定多邊形的頂點的頂點傾角的值的函
數(例如，平均值、加權平均值等)。為了例示，再次參照圖5所描繪的網格部分500，針對多
邊形502內的點532的平滑傾角值可以被計算為與頂點516、518以及530相關聯的傾角值
的平均值。根據一些實施例，針對多邊形502內的點532的平滑傾角值可以被計算為與頂
點516、518以及530相關聯的傾角值的加權平均值。向為計算加權平均值而使用的頂點傾
角值施加的權重可以基於多邊形502上的點532的位置來確定。在一些實施例中，這種加
權平均值通常可以被描述為
權利要求
1.一種用於處理關心的地質體積的地球模型的系統，該系統包括 一個或多個處理器，被配置成執行電腦程式模塊，該電腦程式模塊包括 地球模型模塊，用於獲取關心的地質體積的地球模型，其中，該地球模型包括描述該關心的地質體積內的表面的位置的多邊形網格，該多邊形網格由根據三個或更多個頂點限定的平面多邊形組成，並且該地球模型包括多邊形的頂點的位置坐標； 傾角模塊，用於確定該地球模型內的多邊形網格的傾角值，其中，確定多邊形網格的傾角值包括基於限定多邊形的頂點的位置坐標來確定單個多邊形的傾角值； 平滑模塊，被配置成在不影響多邊形的頂點的位置坐標的情況下，沿多邊形網格平滑傾角值。
2.根據權利要求I所述的系統，其中，該電腦程式模塊還包括射線跟蹤模塊，該射線跟蹤模塊被配置成跟蹤通過地球模型的射線，其中，該射線跟蹤模塊在確定(a)因表面造成的射線折射，和/或(b)因表面造成的射線反射時，使用多邊形頂點的位置坐標和沿多邊形網格的平滑傾角值。
3.根據權利要求I所述的系統，其中，該傾角模塊被配置成確定多邊形網格的單個頂點處的頂點傾角值，其中，給定頂點的頂點傾角是由該給定頂點部分地限定的多邊形上的平均傾角值。
4.根據權利要求3所述的系統，其中，該平滑模塊被配置成確定針對多邊形網格內給定多邊形上的位置的平滑傾角值，作為針對限定該給定多邊形的頂點的頂點傾角值的平均值。
5.根據權利要求4所述的系統，其中，用於確定給定多邊形的平滑傾角值的頂點傾角值的平均值是加權平均值，並且其中向用於計算加權平均值的頂點傾角值施加的權重基於給定多邊形上的、對其確定平滑傾角值的位置來確定。
6.根據權利要求4所述的系統，其中，該平滑模塊還被配置成通過以下處理進一歩平滑該平滑傾角值 確定平滑頂點傾角值，其中，給定頂點的平滑頂點傾角值被確定為由該給定頂點部分地限定的多邊形上的平滑傾角值的平均值；並且 確定另一平滑傾角值，其中，給定多邊形處的該另一平滑傾角值基於限定該給定多邊形的頂點處的平滑頂點傾角的平均值來確定。
7.根據權利要求I所述的系統，其中，該平滑模塊被配置成在經過多邊形的迭代平滑通過中平滑單個多邊形的傾角值，其中，經過多邊形的每ー個迭代平滑通過遞增地増加橫跨多邊形網格的傾角的一致性。
8.根據權利要求7所述的系統，其中，該平滑模塊被配置成使得經過多邊形進行的迭代平滑通過的次數受對該系統的用戶輸入支配。
9.一種用於處理關心的地質體積的地球模型的計算機實現方法，該計算機實現方法包括以下步驟 獲取關心的地質體積的地球模型,其中，該地球模型包括描述該關心的地質體積內的表面的位置的多邊形網格，該多邊形網格由根據三個或更多個頂點限定的平面多邊形組成，並且該地球模型包括多邊形的頂點的位置坐標； 確定該地球模型內的多邊形網格的傾角值，其中，確定多邊形網格的傾角值包括基於限定多邊形的頂點的位置坐標來確定單個多邊形的傾角值； 在不影響多邊形的頂點的位置坐標的情況下，平滑單個多邊形的傾角值。
10.根據權利要求9所述的方法，還包括以下步驟跟蹤通過地球模型的射線，其中，在確定(a)因表面造成的射線折射，和/或(b)因表面造成的射線反射時，在射線跟蹤期間使用多邊形頂點的位置坐標和單個多邊形的平滑傾角值。
11.根據權利要求9所述的方法，還包括以下步驟確定多邊形網格的單個頂點處的頂點傾角值，其中給定頂點的頂點傾角是由該給定頂點部分地限定的多邊形上的平均傾角值。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，在不影響多邊形的頂點的位置坐標的情況下，平滑單個多邊形的傾角值包括以下步驟確定多邊形網格內給定多邊形上的位置的平滑傾 角值，作為限定該給定多邊形的頂點的頂點傾角值的平均值。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，用於確定給定多邊形的平滑傾角值的頂點傾角值的平均值是加權平均值，並且其中，向為計算加權平均值而使用的頂點傾角值施加的權重基於給定多邊形上的、針對其確定平滑傾角值的位置來確定。
14.根據權利要求12所述的方法，其中，在不影響針對多邊形頂點的位置坐標的情況下，平滑單個多邊形的傾角值還包括以下步驟 確定平滑頂點傾角值，其中，給定頂點的平滑頂點傾角值被確定為由該給定頂點部分地限定的多邊形上的平滑傾角值的平均值；並且 確定另一平滑傾角值，其中，給定多邊形處的該另一平滑傾角值基於限定該給定多邊形的頂點處的平滑頂點傾角的平均值來確定。
15.根據權利要求9所述的方法，其中，在不影響多邊形頂點的位置坐標的情況下，平滑單個多邊形的傾角值包括以下步驟進行經過多邊形的迭代平滑通過，其中，經過多邊形的每ー個迭代平滑通過遞增地増加橫跨多邊形網格的傾角的一致性。
全文摘要
可以在關心的地質體積的地球模型內平滑表面。更具體地說，可以在不需要改變地球模型內的表面的位置的情況下，通過平滑或以其它方式改變傾角值而在特定表面上進行平滑。傾角值可以確定表面的特定行為，如反射和折射在地球模型內傳播的地震能量。
文檔編號G06T17/05GK102667866SQ201180004658
公開日2012年9月12日 申請日期2011年2月4日 優先權日2010年2月26日
發明者王躍 申請人:雪佛龍美國公司