專利名稱：一種速度模型平滑優化方法
技術領域：
本發明屬于地震數據處理領域，具體涉及一種速度模型平滑優化方法。
背景技術：
地震勘探的主要任務是實現對地下構造的成像，這要靠偏移成像來完成，偏移成像處理需要速度模型數據，因此速度模型是影響成像結果的最重要參數。在速度建模過程中，速度模型較易存在突變現象，而造成與實際的地質情況不符的情況發生，最終影響偏移成像的質量。為了獲得高質量的成像結果，需要對速度模型進行平滑處理。目前速度模型平滑處理常用的方法是高斯平滑方法，高斯平滑方法是線性平滑的一種，其特點是對鄰域內數據進行平滑處理時，給予不同位置數據不同的權值。高斯平滑方法在對數據進行平滑的同時，可以更多地保留原數據的特征。式(1-1)為高斯平滑公式，也就是平滑加權系數計算公式。
權利要求
1.一種速度模型平滑優化方法，其特征在于:所述方法首先改進高斯平滑公式以降低計算量，然后利用改進后的高斯平滑公式得到平滑加權系數模板，再根據所述平滑加權系數模板進行速度模型平滑處理。
2.根據權利要求1所述的速度模型平滑優化方法，其特征在于:所述改進高斯平滑公式是指在高斯平滑公式中加入平滑半徑項r，得到改進后的高斯平滑公式如下:
3.根據權利要求2所述的速度模型平滑優化方法，其特征在于:所述利用改進后的高斯平滑公式得到平滑加權系數模板是這樣實現的:根據平滑系數和平滑半徑，利用所述改進后的高斯平滑公式計算得到平滑半徑之內各樣點的加權系數，由各樣點的加權系數構成一個圓形的平滑加權系數模板。
4.根據權利要求3所述的速度模型平滑優化方法，其特征在于:所述根據所述平滑加權系數模板進行速度模型平滑處理具體如下:將要平滑的樣點作為中心樣點，將平滑加權系數模板的圓心與所述中心樣點對應，即將該中心樣點作為平滑加權系數模板的圓心，此時平滑加權系數模板在速度模型數據體中圈出一個與平滑加權系數模板相同大小的區域，將該區域中每個樣點的速度值與平滑加權系數模板中對應該樣點的加權系數相乘得到該樣點的加權計算值，然后將該區域內所有樣點的加權計算值相加求和后，再除以該區域內的樣點總數，得到該中心樣點的平滑值，然后移動所述平滑加權系數模板，依次將各樣點作為中心樣點，重復以上過程計算得到所有樣點的平滑值，完成平滑處理。
5.根據權利要求4所述的速度模型平滑優化方法，其特征在于:所述方法是采用多層次并行模型來實現根據所述平滑加權系數模板進行速度模型平滑處理的；所述多層次并行模型為兩級聯合并行模型，其第一級并行為集群計算機的各個節點之間的進程并行，采用主從模式，即一個主進程負責數據的讀寫與分配，從進程負責計算，主進程根據從進程的計算快慢來分配數據，實現了從進程的動態負責平衡；第二級并行為各個節點內部的線程并行，在每個節點內部應用共享內存的多線程并行方法，根據每個節點的核數設定線程數，將每個節點負責的計算區域按線程數劃分，每個線程負責一部分數據的計算。
6.根據權利要求5所述的速度模型平滑優化方法，其特征在于:所述采用多層次并行模型來根據所述平滑加權系數模板進行速度模型平滑處理具體包括以下步驟: 第一步，初始化=MPI線程初始化，多進程并行啟動，從進程的多線程初始化； 第二步，主進程讀入平滑參數，所述平滑參數包括平滑系數和平滑半徑，然后根據改進后的高斯平滑公式計算平滑半徑內每個樣點的加權系數，生成平滑加權系數模板；主進程將平滑加權系數模板廣播給所有從進程，從進程接收平滑加權系數模板以備后續處理所用； 第三步，主進程讀入速度模型數據，發送給空閑從進程，從進程任務完成后，接收主進程的速度模型數據；這樣就根據從進程的計算能力實現了動態負載平衡；第四步，從進程接收到速度模型數據，開始多線程并行計算，即根據所述平滑加權系數模板進行速度模型平滑處理；從進程完成計算任務后，發送計算結果給主進程，并接收主進程分配的數據； 第五步，主進程接收從進程的計算結果，寫入結果文件，并判斷數據是否計算完成，未完成，返回第三步繼續處理，直到數據處理完畢； 第六步，數據計算 完成，從進程釋放多線程，主進程完成數據輸出。
全文摘要
本發明提供了一種基于多層次并行模型的速度模型平滑優化方法，屬于地震數據處理領域。所述方法首先改進高斯平滑公式以降低計算量，然后利用改進后的高斯平滑公式得到平滑加權系數模板，再根據所述平滑加權系數模板進行速度模型平滑處理；所述方法是采用多層次并行模型來根據所述平滑加權系數模板進行速度模型平滑處理的。本發明通過改進速度模型平滑算法，應用進程并行和線程并行結合的多層次并行模式，提高了平滑處理計算效率，減少了內存使用量，實現了大規模速度模型數據的平滑處理。
文檔編號G06F19/00GK103076627SQ20111033042
公開日2013年5月1日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者亢永敢, 許自龍, 孫成龍, 楊尚琴, 楊祥森 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院