地震勘探中实时数据处理系统的设计与实现

2020年8月 物 探 装 备 第30卷 第4期信息化地震队系统设计与实现易昌华*1 韩善锋2 李春芬2 孙燕国2 张宁3（东方地球物理公司：1.装备服务处，河北涿州 0727502；装备服务处测量服务中心；3.装备服务处长庆作业部） 易昌华，韩善锋，李春芬，孙燕国，张宁.信息化地震队系统设计与实现.物探装备,2020,30(4)：211-213摘要 本文在阐述信息化地震队系统概念的基础上，详细论述了信息化地震队系统的技术设计功能实现，进而实现了地震勘探生产信息数据空间可视化表达，使管理人员能够快速、准确地掌握各个班组生产动态，从而能够更加直观和便捷地了解工作进展，助力于现场决策、流程再造以及项目降本提质和提速提效。

关键词 车信息化 地震勘探 地理信息技术 实时质控 智能化Yi Changhua, Han Shanfeng, Li Chunfen, Sun Yanguo and Zhang Ning. GISeis system design and implementation.EG P ,2020,30(4):211-213Abstract On the basis of the concept of GISeis system, this paper discusses the technical design and functional realization of the GISeis system in detail, and then realizes the spatial visualization of seismic exploration and production information, so that the management personnel can quickly and accurately grasp the production dynamics of each team, and thus can more intuitively and conveniently understand the work progress, which is helpful for on-site decision-making, process reengineering, as well as project cost reduction, quality improvement, speed and efficiency improvement.Key words carrier informatization, seismic exploration, geophysical information technology, real-time quality control, intellectualize0 引言随着地震勘探规模的扩大，勘探水平的不断提高以及空间信息技术的飞速发展，野外地震勘探生产数据海量增长，信息快速提取与应用的紧迫性要求提高。

地震勘探数据处理技术的研究与应用地震勘探是一种重要的地球物理勘探方法，广泛应用于地质矿产勘探、工程地质勘察、地下水勘探及地震灾害预测等方面。

地震勘探数据的处理技术是地震勘探的重要组成部分，直接影响地震勘探的成果和应用效果。

本篇文章将从地震勘探数据的搜集与处理、数据处理方法与技术和数据处理的应用三个方面探讨地震勘探数据处理技术的研究与应用。

一、地震勘探数据的搜集与处理地震勘探数据搜集的核心是地震仪器和数据采集系统，包括重锤、爆炸震源、振动震源、地震测井、地震阻抗仪等。

地震勘探数据采集的精度和数据质量对后续数据处理的影响非常大，它直接决定了勘探数据的可靠程度。

时下在数据搜集与处理方面，地震勘探数据采集主要采用数字化的方法进行。

数字地震勘探系统的出现，使得数据采样量大幅增加、信噪比提高且数据采集精度较高。

一般情况下，数字地震勘探系统还会配备有实时监测数据的功能，实现快速优化的数据处理方法。

二、地震勘探数据处理方法和技术1.地震数据记录与处理地震数据处理是指通过高精度采样仪器搜集到的地震记录数据，对数据进行滤波处理、去除异常人工信号、对观测记录建立各种地震模型等操作。

数据处理过程需要运用多种方法和技术，其中最常用的有数据滤波处理、时序延迟处理、反演处理、信噪比改善等。

2.地震数据反演地震勘探数据反演是指通过对大量的地震记录进行预处理，运用物理模型求解地下介质的分布特征和物理参数。

其中，反演算法是数据处理过程中的重要环节。

传统的地震勘探反演方法主要有走时反演、层析成像、全波形反演等技术。

3.基于数据挖掘技术的地震数据处理数据挖掘技术是一种利用计算机技术和统计学方法对大量数据进行分析、提取数据中有用信息的方法，通过数据挖掘技术对地震数据进行处理，可以提高地震勘探的搜寻效率和精度，是数据处理领域的新兴技术。

三、地震勘探数据处理的应用数据处理是地震勘探中不可或缺的一环，数据处理的好坏将直接影响勘探成果的精度和可靠程度。

本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：该课程授课对象是勘查技术专业的本科生。

课程主要包括地震资料数据处理基础，常规处理的方法原理：地震资料数据处理基本流程、信号处理基础、反褶积、动校正、静校正、速度分析、水平叠加、偏移归位，并包括目标处理：高分辨率地震资料处理、三维地震资料处理、叠前深度偏移处理、井孔地震资料处理、多波多分量地震资料处理、时间推移地震资料处理和特殊处理：亮点及AVO分析、高精度反演、地震属性分析、相干体数据处理、可视化数据处理等内容。

2.设计思路：地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。

地震勘探数据处理具有鲜明的跨学科特点且发展迅猛。

因此，该课程除了介绍地震勘探数据常规处理技术外，还会将当前该领域的最新的研究成果分专题进行介绍，每种处理方法都结合大量地震勘探处理实例加以说明，力争深入浅出、通俗易懂，让学生掌握现代地震勘探数据处理的基本理论和方法。

3. 课程与其他课程的关系：地震勘探数据处理为专业知识教育层面课程，是勘查技术与工程专业最基础的专业课程群组成部分，选修学生应具备的扎实数理基础和高水平计算机应用能力及掌握现代地球物理勘探、地球物理数据处理基础等的基本理论、方法和基本技能。

先修课程为：地震勘探原理或勘探地震学。

- 1 -二、课程目标课程主要包括地震资料数据处理基础，常规处理的方法原理：地震资料数据处理基本流程、信号处理基础、反褶积、动校正、静校正、速度分析、水平叠加、偏移归位，并包括目标处理：高分辨率地震资料处理、三维地震资料处理、叠前深度偏移处理、井孔地震资料处理、多波多分量地震资料处理、时间推移地震资料处理和特殊处理：亮点及AVO分析、高精度反演、地震属性分析、相干体数据处理、可视化数据处理等内容。

使学生初步掌握地震资料数据处理的基本原理及相关处理软件等方面的知识；达到基础研究、应用基础研究科学思维和科学实践训练目标；了解该课程以及相关课程的研究现状和发展动态；具有一定的地震资料数据处理研究与开发的能力。

地球物理数据处理软件设计与实现第一章绪论地球物理是研究地球内部结构和物质运动的学科，包括地震、地热、重力、磁力等多种领域。

地球物理勘探是指利用地球物理方法探测和分析地下物质的一种手段。

在地球物理勘探中，数据处理是非常重要的一环，数据处理软件的设计与实现直接影响勘探质量和效率。

本文介绍一种基于MATLAB的地球物理数据处理软件设计与实现方法。

本软件主要实现勘探数据处理的基本功能，包括数据导入、滤波、噪声去除、剖面绘制等。

本文首先介绍地球物理数据处理软件的应用背景和技术需求，然后介绍软件的设计思路和实现方法，最后进行实验验证和性能分析。

第二章地球物理数据处理软件的应用背景和技术需求地球物理勘探得到广泛应用，涉及矿产资源开发、环境修复、地质灾害预测等多个领域。

而数据处理是对勘探数据进行预处理、分析和解释的一项非常关键的技术。

一个好的数据处理软件应该具有以下特点：1.高效性：能够快速处理大规模数据；2.易用性：操作便捷，功能实用，界面友好；3.数据可视化：能够进行数据可视化处理，直观、清晰的展示勘探图像；4.数据处理功能：能够进行滤波、去噪、剖面绘制等基本处理和分析功能。

本文实现的软件具有这些特点，能够满足实际应用需求。

第三章地球物理数据处理软件的设计思路和实现方法本文的地球物理数据处理软件采用MATLAB平台进行开发。

MATLAB是一款功能强大的科学计算软件，可以进行数据可视化、算法开发、应用程序开发等多个方面的工作。

本软件的功能主要包括数据导入、数据滤波、噪声去除、剖面绘制等。

具体实现思路如下：1.数据导入本软件支持多种数据格式导入，包括SEGY、CNF等格式。

用户可以根据勘探数据的实际格式进行数据导入操作。

2.数据滤波本软件实现了多种数据滤波算法，包括低通滤波、高通滤波、带通滤波等。

用户可以通过界面设置滤波器的参数，灵活地进行数据滤波操作。

3.噪声去除本软件支持多种噪声去除算法，包括小波去噪、时频分析去噪等。

应用Vista5.5处理地震数据流程一、二层水平介质模型模型基本参数：单边放炮，每炮24道接收，共12炮，道间距25m，炮间距50m（2个道间距），偏移距250m（10个道间距）。

采样率2000微秒，每道采样点1000个。

反射界面深度800m，上层介质速度2500m/s，下层介质速度3000m/s。

1.1数据的输入首先选择File/New Project新建一个Project，如下图：按住不放，出现按钮组合，选择新建一个二维数据集，然后按住不放，在出现的按钮组合中选择，在弹出的OpenDialog中选择该数据文件M.sgy，单击OK即可将该数据加入到数据集中，如图所示：界面上部显示了该数据集的基本信息。

可以单击查看该数据集，如下图：界面上部显示了该地震图，下部是各道的炮间距，状态栏显示的是鼠标处的道号和振幅信息。

该模型是由射线追踪模拟出的理想二层水平介质模型，不需要做什么预处理，可以直接进行下面的实质性处理。

在做实质性处理之前，必须给数据建立观测系统，并将观测系统相关信息写入道头，以便进行实质性处理。

1.2建立观测系统在Data List窗口的数据集M中点击，或者选择Interactive/Geometry WindowDisplay，在弹出的对话框中选择M数据集，即可出现观测系统界面，默认出现的是设置炮检关系及炮点坐标界面，在第一行中填入相应得增量，如下图：主要参数增量为炮点增量2个站点（桩号），首尾检波器桩号也相应增2，炮点坐标增量为2个桩的长度50m.按住不放，在出现的组合按钮中选择增加单行按钮增加一行，并设置相应值作为初始值，如下图：设第一个炮点位于第1个站点，坐标为0m，因此第一炮的第一个检波器位于第11个站点，最后一个检波器站点位于第34个站点。

然后按住不放，在出现的组合按钮中选择增加多行按钮，在弹出的增加炮点对话框中填入剩下的炮数，如下所示：单击OK即可填充，填充完后如下图：设置完炮检关系及炮点坐标后，点击设置检波器坐标，其基本方法与上面是一致的，检波器站点增量为1，坐标增量为25m，初始设置为：第1个检波器，即第1炮的第1个位于11号桩，坐标为250m，然后填充剩下的检波器个数（即填充到最后一炮的最后一个检波器，位于56号桩）即可。

《基于深度学习的微震识别和到时拾取系统的研究与实现》一、引言近年来，地震频发和地质活动频繁，对人类社会和自然环境造成了极大的影响。

因此，对微震的监测和识别显得尤为重要。

微震识别和到时拾取系统是地震监测的核心环节之一，它可以快速有效地定位地质活动的源头并评估地震的可能风险。

然而，传统微震识别方法由于存在许多复杂的地质和噪音因素，存在准确性和实时性不足的问题。

为了解决这些问题，本文提出了基于深度学习的微震识别和到时拾取系统。

二、微震信号的特征与深度学习技术2.1 微震信号的特征微震信号是一种低频、高噪声的地震信号，它包含丰富的地质信息。

但是，由于其复杂性、易受环境干扰的特性，微震信号的识别和解析具有相当大的难度。

2.2 深度学习技术深度学习技术是一种模拟人脑神经网络的技术，具有强大的特征提取和模式识别能力。

在微震识别中，我们可以通过训练深度学习模型来自动提取微震信号中的有用信息，从而实现高效准确的识别。

三、系统设计3.1 微震数据的采集与预处理在系统中，首先需要对微震数据进行采集和预处理。

预处理包括去噪、归一化等步骤，以消除无关信息和噪声的干扰，使模型更好地聚焦于微震信号的特征。

3.2 模型架构设计本文提出了一种基于卷积神经网络（CNN）的深度学习模型，用于微震信号的识别和到时拾取。

该模型能够自动提取微震信号中的特征，并进行有效的分类和预测。

同时，为了提高模型的鲁棒性和泛化能力，我们还在模型中加入了注意力机制和残差连接等结构。

3.3 训练与优化在训练过程中，我们采用了大量的微震数据作为训练集，通过反向传播算法和梯度下降优化器来调整模型的参数，使模型能够更好地适应微震数据的特性。

此外，我们还使用了交叉验证等方法来评估模型的性能和泛化能力。

四、实验与分析4.1 实验数据与环境为了验证本文提出的系统的有效性，我们使用了多个地震台站的微震数据进行了实验。

实验环境为高性能计算机集群，采用了Python编程语言和TensorFlow等深度学习框架。

地震勘探资料处理流程与方法提纲引言一、数据加载二、置道头三、静校正四、叠前噪音压制五、振幅补偿六、叠前反褶积七、动校正、切除与叠加八、剩余静校正九、倾角时差校正(DMO) 与叠前时间偏移十、叠后提高分辨率处理十一、叠后噪音压制引言地震勘探分三个阶段。

地震资料采集、地震资料处理、地震资料解释。

其中地震资料处理是连接野外采集和资料解释的关键环节。

所谓地震资料处理，就是利用数字计算机对野外地震助探所获得的原始资料进行加工、改造，以期得到高质量的、可靠的地震信息，为下一步资料解释提供直观的、可靠的依据和有关的地质信息。

野外地震资料中包含着有关地下构造和岩性的信息，包这些信息是叠加在于扰背景上且被些外界因素所扭曲，信息之间往往是互相交织的，不宜直接用于地质解释。

因此，需要对野外采集的地震资料进行室内处理。

常规处理流程，数据输入→置道头→静校正→叠前噪音压制→振幅补偿→叠前反褶积→抽cmp道集→速度分析，动校正、初叠加→剩余静校正→DMo或叠前时间前移→叠后褶积→随机噪音衰减→偏移→时变滤波，增益一、数据加载1、数据输入：将野外磁带数据转换成处理系统格式，加载到磁盘上;2、输入数据质量检查:炮号、道号波形、道长、采样间隔等等。

二、置道头●道头: 每个地震道的开始部分都有个固定字节长度的空余段，这个空余段用来记录描述本道各种属性的信息，称之为道头。

如第8炮第2道，第126MP等。

观测系统定义：定义一个相对坐标系，将野外的激发点、按收点的实际位置放到这个相对的坐标系中。

观测系统定义完成后，处理软件中置道头模块，可以根据定义的观测系统，计算出各个需要的道头字的值井放入地震教据的道头中。

当道头置入了内容后，我们任取道都可以从道头中了解到这一道属于哪炮、哪一道? CIP号是多少?炮检距是多少?炮点静校正量、检波点静校正量是多少等。

后续处理的各个模块都是从道头中获取信息，进行8的处里，如抽MP道集，只要将数据道头中cmP号相同的道排在一起就可以了因此道头有错误，后续工作也是错误的。

matlab地震勘探课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解地震勘探的基本原理，掌握运用MATLAB进行地震数据处理和分析的相关知识。

2. 学习MATLAB的基本操作，包括数据导入、数据预处理、数据可视化等。

3. 掌握地震波传播、反射、折射等基本概念，并运用MATLAB进行简单地震模型的构建。

技能目标：1. 能够独立运用MATLAB进行地震数据读取、处理和展示，提高实际操作能力。

2. 培养运用MATLAB解决地震勘探领域实际问题的能力，包括地震波场模拟、地震资料解释等。

3. 培养团队协作能力，通过小组讨论、共同解决问题，提高沟通与协作技巧。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对地球物理学和地震勘探领域的兴趣，培养探索自然、热爱科学的精神。

2. 培养学生面对复杂问题时的耐心、细心和毅力，提高克服困难的信心。

3. 强化学生的环保意识，认识到地震勘探在资源勘探、环境保护等方面的重要性。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，要求学生结合地震勘探理论，运用MATLAB软件进行实际操作。

学生特点：学生具备一定的地震勘探理论基础，但对MATLAB软件操作相对陌生。

教学要求：注重理论与实践相结合，以实例为主线，引导学生通过实际操作掌握MATLAB在地震勘探中的应用。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 地震勘探基本原理回顾：地震波传播、反射、折射等基本概念，波速、反射系数等关键参数。

2. MATLAB软件入门：软件安装、界面介绍、基本操作命令和数据类型。

3. 地震数据处理：数据导入与导出、数据清洗、数据插值、数据可视化等。

4. 地震波场模拟：利用MATLAB构建地震波场模型，模拟地震波的传播过程。

5. 地震资料解释：介绍地震资料解释的基本方法，运用MATLAB进行地震资料解释实践。

6. 实际案例分析：分析典型地震勘探案例，运用MATLAB解决实际问题。

教学大纲安排：第一周：地震勘探基本原理回顾，MATLAB软件入门。

基于Qt的地震勘探近地表信息管理系统开发与实现摘要：近地表信息在地震勘探中具有重要作用，在整个勘探投资中占有较大比重。

长期以来业内缺少实用有效的近地表信息管理软件，导致大部分近地表调查成果丢失、浪费，没有发挥其应有价值。

充分剖析了近地表各种数据特点，根据实际工作需求，以Qt为开发工具研发了近地表信息管理软件。

该软件减少了勘探投资，多个区块实际应用表明效果良好。

关键词：地震勘探；近地表信息管理；QtDOIDOI：10.11907/rjdk.161195中图分类号：TP319文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2016）005-0104-030 引言在地震勘探中，野外近地表调查是一项必不可少的工作，它主要是在地震勘探野外采集前，利用小折射、微测井、浅层反射地震等方法，了解近地表低降速层的速度分布，找出高速顶界面[1]。

近地表调查对地震勘探的作用体现在两个方面：一是为激发井深设计提供依据（高速层激发可保证人工地震波有足够的能量）；二是近地表调查得到的近地表速度模型，对于解决近地表异常变化引起的静校正问题至关重要，这一问题在西部地表复杂地区更为突出。

值得注意的是，同一或相近区块的近地表在时空上具有一定的稳定性和连续性，近地表调查信息不仅在当时具有重要作用，在以后同一或相近区块进行后续勘探时也有着重要作用。

通过充分利用这些信息，可以减少野外调查成本。

因此，对近地表信息进行有效管理和利用是一项十分重要的工作。

本文以Qt作为开发工具，通过对相关资料的分析，设计合理的数据结构，对不同类型信息进行了可视化，开发了功能完善、操作便捷的近地表信息管理软件，并在实际勘探中进行了应用。

1 设计思路与方法近地表信息管理首先是建立工区，通过对各种原始文件的分析和加载建立数据库，利用丰富的图形显示检查数据的准确性，并对错误数据进行修正。

在确保数据准确无误的情况下，实现各种数据的检索、显示、处理和输出。

1.1 文件加载近地表设计的数据和文件种类较多，对这些数据进行分析是开发前必不可少的工作。