地震體數(shù)據(jù)可視化與分析研究.pdf

1、體繪制技術(shù)是一種重要的科學(xué)計(jì)算可視化方法，它能夠?qū)Ⅲw數(shù)據(jù)中所隱藏的信息，交互地以圖形圖像方式展示給用戶。在醫(yī)學(xué)、氣象學(xué)和油氣地震勘探等領(lǐng)域，體繪制技術(shù)被廣泛應(yīng)用，用于輔助用戶分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)含的科學(xué)規(guī)律。隨著大量復(fù)雜油氣勘查難題的出現(xiàn)，傳統(tǒng)三維地震可視化解釋技術(shù)面臨著新的挑戰(zhàn)。因此研究地震體數(shù)據(jù)可視化與分析技術(shù)，具有重要的理論意義和實(shí)用價值。本文主要研究地震體數(shù)據(jù)可視化與分析中的關(guān)鍵技術(shù)。提出了三種地震體數(shù)據(jù)可視化與分析算法，集成這

2、些算法并開發(fā)了地震體數(shù)據(jù)可視化與分析原型系統(tǒng)，大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文算法的有效性。
　　 ⑴提出基于光線不透明度調(diào)整的區(qū)間體繪制算法，克服傳輸函數(shù)設(shè)置復(fù)雜、多特征相互遮擋和特征剝離依賴視點(diǎn)等現(xiàn)有體繪制算法的局限性。本文采用區(qū)間體定義體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征，區(qū)間體是三維空間中標(biāo)量值屬于特定范圍的所有數(shù)據(jù)的集合，能夠更準(zhǔn)確描述視覺特征。本文提出的基于光線不透明度調(diào)整的區(qū)間體繪制算法，通過區(qū)間體的數(shù)值局部相關(guān)性計(jì)算，自動識別體數(shù)據(jù)的主要區(qū)間體

3、，依據(jù)區(qū)間體識別結(jié)果自動設(shè)置傳輸函數(shù)；通過分析投射光線上區(qū)間體的不透明度分布，定義區(qū)間體繪制方程，保證所有區(qū)間體同時可見。應(yīng)用本文提出的基于光線不透明度調(diào)整的區(qū)間體繪制算法，用戶能夠交互地剝離并繪制區(qū)間體，剝離結(jié)果不依賴視點(diǎn)。
　　 ⑵提出保特征量化方法和特征增強(qiáng)體繪制算法，解決高動態(tài)范圍地震體數(shù)據(jù)在采用傳統(tǒng)量化方法時所帶來的特征丟失問題。在普通顯示器上繪制高動態(tài)范圍地震體數(shù)據(jù)，需要對其進(jìn)行量化預(yù)處理。通過對高動態(tài)范圍地震體數(shù)據(jù)

4、分段可視化分析，定義體數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)、局部相關(guān)結(jié)構(gòu)和奇異點(diǎn)結(jié)構(gòu)等特征。采用迭代保邊濾波算法分離細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)特征，根據(jù)局部相關(guān)性統(tǒng)計(jì)屬性獲得局部相關(guān)結(jié)構(gòu)特征，然后分離奇異點(diǎn)結(jié)構(gòu)特征。基于結(jié)構(gòu)特征分類結(jié)果及它們對體繪制結(jié)果的影響，提出保特征量化準(zhǔn)則和優(yōu)化策略，實(shí)現(xiàn)高動態(tài)范圍地震體數(shù)據(jù)量化。對于量化后地震體數(shù)據(jù)，為抑制噪聲對體繪制結(jié)果的影響，提出了特征增強(qiáng)體繪制算法。
　　 ⑶提出魯棒多尺度地震層位識別與可視化方法，解決復(fù)雜層位識別和分類

5、難題。地震層位能夠揭示巖石屬性變化，層位識別對地質(zhì)構(gòu)造解釋非常重要?，F(xiàn)有層位識別算法由于受噪聲干擾往往無法有效工作，經(jīng)過非連續(xù)點(diǎn)所識別的層位常常會產(chǎn)生歧義連接問題。為抑制噪聲，增強(qiáng)層位連續(xù)性，本文提出了基于多屬性濾波的地震體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)算法。該方法采用體數(shù)據(jù)強(qiáng)度、空間距離和局部結(jié)構(gòu)定義濾波權(quán)值；根據(jù)傾角屬性旋轉(zhuǎn)濾波核窗口，保證濾波處理沿地震層位進(jìn)行，增強(qiáng)層位連續(xù)性；基于相干體屬性平移濾波核窗口，避免平滑非連續(xù)特征；參照紊亂度屬性自適應(yīng)調(diào)

6、整濾波參數(shù)，調(diào)整不同噪聲水平區(qū)域的濾波效果。對于濾波后的地震體數(shù)據(jù)，提出多尺度層位識別方法，根據(jù)層位平坦度，在層位識別過程中自動調(diào)整識別尺度實(shí)現(xiàn)層位自動分類。為觀察所識別層位，還給出了多體可視化與層位識別過程可視化方法。
　　 ⑷介紹了集成上述特征增強(qiáng)體繪制技術(shù)與層位識別技術(shù)的地震體數(shù)據(jù)可視化與分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了地震屬性計(jì)算與多屬性體可視化、地震體數(shù)據(jù)剖面分析與處理等功能。本研究工作結(jié)合了地震屬性分析、可視化算法和圖形硬件技