地球物理的近地表三維速度場研究方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種地球物理的近地表三維速度場研究方法和裝置，其中，該方法包括：根據(jù)研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)和研究內(nèi)容，獲取研究區(qū)的地質(zhì)信息；根據(jù)收集的數(shù)據(jù)，建立三維地質(zhì)要素概念模型；確定近地表調(diào)查初測位置和近地表初測方案，按照確定的近地表調(diào)查初測位置和近地表初測方案，進行施工，獲取現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)；根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)對三維地質(zhì)要素概念模型進行調(diào)整，直至三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)；在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型的基礎(chǔ)上，建立地表地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中近地表速度模型準確性不高的技術(shù)問題，達到了有效提高近地表速度模型準確性的效果。
【專利說明】地球物理的近地表三維速度場研究方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地球勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種地球物理的近地表三維速度場研究 方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在陸地與淺海的地球物理勘探問題中，從地表或海底到500米深的地下速度構(gòu)造 一般都比較復(fù)雜，對這些問題的研究被定義為"近地表問題"。所謂的近地表是指地表以下 基巖以上的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，是受大自然環(huán)境的變化所影響的松散沉積層。在地球的表面，往往覆 蓋一層未固結(jié)、質(zhì)地疏松的沉積層，在地震勘探上將其稱之為風化層（WeatheredLayer), 也就是低速層（Low-veloeityLayer),有時在低速層與穩(wěn)定的高速基巖間還存在一層速度 略高的降速層（SubweatheredLayer),這些存在于近地表的低降速帶往往會引起地震波旅 行時的增大，從而產(chǎn)生較大的時間延遲，并且低降速帶的厚度和波速會沿著橫向方向發(fā)生 變化，使得旅行時延遲量發(fā)生顯著的差異，最終導(dǎo)致非常復(fù)雜的靜校正問題，這將對深層的 反射波成像質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。
[0003] 隨著地震勘探向較為復(fù)雜和困難的地區(qū)不斷深入，復(fù)雜的近地表結(jié)構(gòu)已成為制約 地震資料采集質(zhì)量的一個瓶頸問題，在近地表復(fù)雜地區(qū)建立精確的近地表速度模型已成為 地下準確成像的迫切需要。利用近地表地質(zhì)模型不僅可以在地震勘探中優(yōu)化地震采集設(shè) 計、提高地震資料處理與解釋精度，最終提高鉆井成功率，還可以應(yīng)用于地質(zhì)研究中的地質(zhì) 構(gòu)造演化、沉積類型分析、巖性變化分析、精細巖相描述、儲層裂縫分析、裂隙油藏描述等領(lǐng) 域。
[0004] 近地表的研究也已經(jīng)有很多，有人提出了利用微測井資料沿地震構(gòu)造解釋層來建 立復(fù)雜地區(qū)近地表初始模型，所得到的模型可以很好地符合地質(zhì)沉積原理，還有人提出利 用無人機遙感技術(shù)獲取的影像來進行三維地形建模，還有人提出利用地質(zhì)雷達和高密度電 法相配合，進行近地表結(jié)構(gòu)綜合調(diào)查，并通過微測井數(shù)據(jù)進行標定，從而建立近地表結(jié)構(gòu) 的深度和速度模型，還有一些人以起伏區(qū)域表層結(jié)構(gòu)的地震波傳播特征為研究對象，用模 型與實測的地震記錄的波形擬合優(yōu)化方法，進行表層速度建模，從而實現(xiàn)對表層構(gòu)造的準 確成像。
[0005] 然而，上述這些研究都僅僅選取了符合研究區(qū)概況的地球物理數(shù)據(jù)建立近地表模 型，而沒有考慮到綜合利用地質(zhì)信息對速度模型進行約束，從而使得建立的近地表速度模 型準確性不高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明實施例提供了一種地球物理的近地表三維速度場研究方法，以解決現(xiàn)有技 術(shù)中因僅考慮符合研究區(qū)概況的地球物理數(shù)據(jù)建立近地表速度模型，而導(dǎo)致的近地表速度 模型準確性不高的技術(shù)問題，該方法包括：
[0007] 根據(jù)研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)和研究內(nèi)容，獲取所述研究區(qū)的地質(zhì)信息；
[0008] 對獲取的地質(zhì)信息，按照數(shù)據(jù)來源進行分類得到基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫；
[0009] 根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，確定不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū) 近地表地層速度的影響；
[0010] 根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，結(jié)合確定的不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述 研究區(qū)近地表地層速度的影響，分析確定所述研究區(qū)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集區(qū)域；
[0011] 收集確定的現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)，根據(jù)收集的所述遙感數(shù)據(jù)，建立三維 地質(zhì)要素概念模型；
[0012] 根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫和所述三維地質(zhì)要素概念模型，確定近地表調(diào)查初測位 置和近地表初測方案；
[0013] 按照確定的近地表調(diào)查初測位置和近地表初測方案，進行施工，獲取現(xiàn)場施工數(shù) 據(jù)；
[0014] 根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)對所述三維地質(zhì)要素概念模型進行調(diào)整，直至所述三維 地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)；
[0015] 在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型的基礎(chǔ)上，建立地表地質(zhì)同波 速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。
[0016] 在一個實施例中，根據(jù)研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)和研究內(nèi)容，獲取所述研究區(qū)的地質(zhì)信 息，包括：
[0017] 從地質(zhì)圖、地貌及第四紀地質(zhì)圖、地層綜合柱狀圖、地質(zhì)剖面圖、微測井數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、 鉆孔數(shù)據(jù)、探地雷達數(shù)據(jù)、遙感雷達圖像、遙感照片、野外實地考察獲得的記錄、當?shù)貧鉁匦?息、當?shù)亟邓畔?、地下含水層分布信息、地下水位變化信息中的至少一種，獲取所述研究 區(qū)的地質(zhì)信息；
[0018] 其中，所述研究區(qū)的地質(zhì)信息包括以下至少之一：地層、構(gòu)造、風化、水文特征和氣 候條件。
[0019] 在一個實施例中，對獲取的地質(zhì)信息，按照數(shù)據(jù)來源進行分類得到基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù) 庫，包括：
[0020] 按照數(shù)據(jù)來源將獲取的地質(zhì)信息分為以下6個大類：基礎(chǔ)地質(zhì)圖件、勘察數(shù)據(jù)、遙 感影像數(shù)據(jù)、野外考察數(shù)據(jù)和水文氣象數(shù)據(jù)；
[0021] 以劃分后的6個大類作為邏輯結(jié)構(gòu)，建立所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫。
[0022] 在一個實施例中，所述環(huán)境因素和地質(zhì)因素包括以下至少之一：巖性、密度、孔隙 度、水飽和度、壓強、風化作用和低溫。
[0023] 在一個實施例中，根據(jù)收集的所述遙感數(shù)據(jù)，建立三維地質(zhì)要素概念模型，包括 ：
[0024] 確定分界線的劃分標準；
[0025] 根據(jù)所述劃分標準，對所述遙感數(shù)據(jù)進行初步遙感解譯，劃分分界線；
[0026] 在劃分的分界線的基礎(chǔ)上，外推出邊界界限；
[0027] 根據(jù)外推出的邊界界限，建立三維地質(zhì)要素概念模型。
[0028] 在一個實施例中，根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)對所述三維地質(zhì)要素概念模型進行調(diào) 整，直至所述三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)，包括：
[0029] 根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)驗證確定的地質(zhì)要素概念模型與預(yù)定預(yù)期值之間的差 值；
[0030] 如果差值大于預(yù)定閾值，則調(diào)整不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地 層速度的影響；
[0031] 根據(jù)調(diào)整后的不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響，重 新建立三維地質(zhì)要素概念模型，直至建立的三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相 適應(yīng)。
[0032] 在一個實施例中，在根據(jù)調(diào)整后的不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表 地層速度的影響，重新建立三維地質(zhì)要素概念模型之后，所述方法還包括：
[0033] 根據(jù)地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型，建立波速要素和地質(zhì)要素 的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0034] 根據(jù)建立的波速要素和地質(zhì)要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對所述地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三 維地質(zhì)要素概念模型進行可行性分析，形成可行性分析報告。
[0035] 在一個實施例中，在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型的基礎(chǔ)上， 建立地表地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型，包括：
[0036] 在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型的基礎(chǔ)上，建立初步的速度場 模型；
[0037] 分析所述初步的速度場模型，確定近地表探測方法和方案；
[0038] 根據(jù)所述近地表探測方法和方案搜集近地表數(shù)據(jù)；
[0039] 根據(jù)搜集的所述近地表數(shù)據(jù)，對初步的速度場模型進行修正，得到地表地質(zhì)同波 速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。
[0040] 本發(fā)明實施例還提供了一種地球物理的近地表三維速度場研究裝置，以解決現(xiàn)有 技術(shù)中因僅考慮符合研究區(qū)概況的地球物理數(shù)據(jù)建立近地表速度模型，而導(dǎo)致的近地表速 度模型準確性不高的技術(shù)問題，該裝置包括：
[0041] 地質(zhì)信息獲取單元，用于根據(jù)研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)和研究內(nèi)容，獲取所述研究區(qū)的 地質(zhì)信息；
[0042] 基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫建立單元，用于對獲取的地質(zhì)信息，按照數(shù)據(jù)來源進行分類得到 基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫；
[0043] 地質(zhì)因素確定單元，用于根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，確定不同環(huán)境因素 和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響；
[0044] 現(xiàn)場收集區(qū)域確定單元，用于根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，結(jié)合確定的不 同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響，分析確定所述研究區(qū)的現(xiàn)場 數(shù)據(jù)收集區(qū)域；
[0045] 三維模型建立單元，用于收集確定的現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)，根據(jù)收集的 所述遙感數(shù)據(jù)，建立三維地質(zhì)要素概念模型；
[0046] 初測位置和方案確定單元，用于根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫和所述三維地質(zhì)要素概 念模型，確定近地表調(diào)查初測位置和近地表初測方案；
[0047] 現(xiàn)場數(shù)據(jù)獲取單元，用于按照確定的近地表調(diào)查初測位置和近地表初測方案，進 行施工，獲取現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)；
[0048] 調(diào)整單元，用于根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)對所述三維地質(zhì)要素概念模型進行調(diào) 整，直至所述三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)；
[0049] 地質(zhì)與速度場模型建立單元，用于在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念 模型的基礎(chǔ)上，建立地表地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。
[0050] 在一個實施例中，所述地質(zhì)信息獲取單元具體用于從地質(zhì)圖、地貌及第四紀地質(zhì) 圖、地層綜合柱狀圖、地質(zhì)剖面圖、微測井數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、探地雷達數(shù)據(jù)、遙感雷達圖 像、遙感照片、野外實地考察獲得的記錄、當?shù)貧鉁匦畔?、當?shù)亟邓畔ⅰ⒌叵潞畬臃植夹?息、地下水位變化信息中的至少一種，獲取所述研究區(qū)的地質(zhì)信息；其中，所述研究區(qū)的地 質(zhì)信息包括以下至少之一：地層、構(gòu)造、風化、水文特征和氣候條件。
[0051] 在一個實施例中，所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫建立單元，包括：
[0052] 類型劃分模塊，用于按照數(shù)據(jù)來源將獲取的地質(zhì)信息分為以下6個大類：基礎(chǔ)地 質(zhì)圖件、勘察數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、野外考察數(shù)據(jù)和水文氣象數(shù)據(jù)；
[0053] 基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫建立模塊，用于以劃分后的6個大類作為邏輯結(jié)構(gòu)，建立所述基 礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫。
[0054] 在一個實施例中，所述環(huán)境因素和地質(zhì)因素包括以下至少之一：巖性、密度、孔隙 度、水飽和度、壓強、風化作用和低溫。
[0055] 在一個實施例中，所述三維模型建立單元包括：
[0056] 標準確定模塊，用于確定分界線的劃分標準；
[0057] 分界線劃分模塊，用于根據(jù)所述劃分標準，對所述遙感數(shù)據(jù)進行初步遙感解譯，劃 分分界線；
[0058] 外推模塊，用于在劃分的分界線的基礎(chǔ)上，外推出邊界界限；
[0059] 三維模型建立模塊，用于根據(jù)外推出的邊界界限，建立三維地質(zhì)要素概念模型。
[0060] 在一個實施例中，所述調(diào)整單元包括：
[0061] 差值確定模塊，用于根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)驗證確定的地質(zhì)要素概念模型與預(yù) 定預(yù)期值之間的差值；
[0062]調(diào)整模塊，用于在差值大于預(yù)定閾值的情況下，調(diào)整不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對 所述研究區(qū)近地表地層速度的影響；
[0063]重建模塊，用于根據(jù)調(diào)整后的不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層 速度的影響，重新建立三維地質(zhì)要素概念模型，直至建立的三維地質(zhì)要素概念模型中的地 質(zhì)要素同波速相適應(yīng)。
[0064]在一個實施例中，所述調(diào)整單元，還包括：
[0065]關(guān)聯(lián)關(guān)系建立模塊，用于在重新建立三維地質(zhì)要素概念模型之后，根據(jù)地質(zhì)要素 同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型，建立波速要素和地質(zhì)要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0066] 報告形成模塊，用于根據(jù)建立的波速要素和地質(zhì)要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對所述地質(zhì)要 素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型進行可行性分析，形成可行性分析報告。
[0067]在一個實施例中，所述地質(zhì)與速度場模型建立單元，包括：
[0068] 初步速度場模型建立模塊，用于在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模 型的基礎(chǔ)上，建立初步的速度場模型；
[0069]分析模塊，用于分析所述初步的速度場模型，確定近地表探測方法和方案；
[0070] 搜集模塊，用于根據(jù)所述近地表探測方法和方案搜集近地表數(shù)據(jù)；
[0071] 修正模塊，用于根據(jù)搜集的所述近地表數(shù)據(jù)，對初步的速度場模型進行修正，得到 地表地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。
[0072] 在本發(fā)明實施例中，提出了一種地球物理的近地表三維速度場研究方法，在該研 究方法中建立的是三維模型，且該三維模型的建立是依據(jù)地質(zhì)信息建立的，在模型建立的 過程中還結(jié)合遙感數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)來源比較多元化，從而實現(xiàn)了綜合遙感、近地表地球物理探 測等多源資料分析的多元地質(zhì)要素的地質(zhì)約束速度建模的模型建立和三維速度場研究，解 決了現(xiàn)有技術(shù)中因僅考慮符合研究區(qū)概況的地球物理數(shù)據(jù)建立近地表模型，而沒有考慮到 綜合利用地質(zhì)信息對速度模型進行約束，而導(dǎo)致的近地表速度模型準確性不高的技術(shù)問 題，達到了有效提高近地表速度模型準確性的技術(shù)效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0073] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不 構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中：
[0074] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的地球物理的近地表三維速度場研究方法流程圖；
[0075] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的地球物理的近地表三維速度場研究裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0076] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施方式和附圖，對 本發(fā)明做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，但并 不作為對本發(fā)明的限定。
[0077] 在本例中提供了一種地球物理的近地表三維速度場研究方法，如圖1所示，包括 以下步驟：
[0078] 步驟101:根據(jù)研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)和研究內(nèi)容，獲取所述研究區(qū)的地質(zhì)信息；
[0079] 步驟102 :對獲取的地質(zhì)信息，按照數(shù)據(jù)來源進行分類得到基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫；
[0080] 步驟103:根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，確定不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對 所述研究區(qū)近地表地層速度的影響；
[0081] 步驟104:根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，結(jié)合確定的不同環(huán)境因素和地質(zhì) 因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響，分析確定所述研究區(qū)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集區(qū)域；
[0082] 步驟105:收集確定的現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)，根據(jù)收集的所述遙感數(shù)據(jù)， 建立三維地質(zhì)要素概念模型；
[0083] 步驟106:根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫和所述三維地質(zhì)要素概念模型，確定近地表 調(diào)查初測位置和近地表初測方案；
[0084] 步驟107:按照確定的近地表調(diào)查初測位置和近地表初測方案，進行施工，獲取現(xiàn) 場施工數(shù)據(jù)；
[0085] 步驟108:根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)對所述三維地質(zhì)要素概念模型進行調(diào)整，直 至所述三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)；
[0086] 步驟109:在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型的基礎(chǔ)上，建立地 表地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。
[0087]在本例中，提出了一種地球物理的近地表三維速度場研究方法，在該研究方法中 建立的是三維模型，且該三維模型的建立是依據(jù)地質(zhì)信息建立的，在模型建立的過程中還 結(jié)合遙感數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)來源比較多元化，從而實現(xiàn)了綜合遙感、近地表地球物理探測等多源 資料分析的多元地質(zhì)要素的地質(zhì)約束速度建模的模型建立和三維速度場研究，解決了現(xiàn)有 技術(shù)中因僅考慮符合研究區(qū)概況的地球物理數(shù)據(jù)建立近地表模型，而沒有考慮到綜合利用 地質(zhì)信息對速度模型進行約束，而導(dǎo)致的近地表速度模型準確性不高的技術(shù)問題，達到了 有效提高近地表速度模型準確性的技術(shù)效果。
[0088] 具體的，在實現(xiàn)的過程中，可以但不限于從地質(zhì)圖、地貌及第四紀地質(zhì)圖、地層綜 合柱狀圖、地質(zhì)剖面圖、微測井數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、探地雷達數(shù)據(jù)、遙感雷達圖像、遙感照 片、野外實地考察獲得的記錄、當?shù)貧鉁匦畔?、當?shù)亟邓畔ⅰ⒌叵潞畬臃植夹畔?、地下?位變化信息等一種或多種數(shù)據(jù)來源中獲取研究區(qū)的地質(zhì)信息，最終獲取的研究區(qū)的地質(zhì)信 息可以包括但不限于以下至少之一：地層、構(gòu)造、風化、水文特征和氣候條件，以上所列舉的 數(shù)據(jù)來源、地質(zhì)信息的種類都是為了更好地說明本發(fā)明，還可以采用的其它的數(shù)據(jù)來源，或 者是獲取其它的地質(zhì)信息，本申請對此不作限定。
[0089] 在上述步驟102中，對獲取的地質(zhì)信息，按照數(shù)據(jù)來源進行分類得到基礎(chǔ)資料數(shù) 據(jù)庫，可以包括：按照數(shù)據(jù)來源將獲取的地質(zhì)信息分為以下6個大類：基礎(chǔ)地質(zhì)圖件、勘察 數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、野外考察數(shù)據(jù)和水文氣象數(shù)據(jù)；以劃分后的6個大類作為邏輯結(jié)構(gòu)， 建立所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫，即，基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫是按照數(shù)據(jù)來源進行分類建立的。
[0090] 在步驟103中提及了根據(jù)基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，確定不同環(huán)境因素和地質(zhì)因 素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響，具體的可以是確定巖性、密度、孔隙度、水飽和度、 壓強、風化作用和低溫等對近地表地層速度的影響。
[0091] 基于前期調(diào)研和收集的高精度資料，在建立三維地質(zhì)要素概念模型的過程中，需 要依據(jù)這些數(shù)據(jù)進行初步的遙感解譯，然后劃分出分界線，進一步的外推出邊界界限，最終 形成三維地質(zhì)要素概念模型，具體的，根據(jù)收集的所述遙感數(shù)據(jù)，建立三維地質(zhì)要素概念模 型，可以包括：確定分界線的劃分標準；根據(jù)所述劃分標準，對所述遙感數(shù)據(jù)進行初步遙感 解譯，劃分分界線；在劃分的分界線的基礎(chǔ)上，外推出邊界界限；根據(jù)外推出的邊界界限， 建立三維地質(zhì)要素概念模型。
[0092] 在上述步驟107中，根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)對所述三維地質(zhì)要素概念模型進行 調(diào)整，直至所述三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)，可以包括：根據(jù)獲取的 現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)驗證確定的地質(zhì)要素概念模型與預(yù)定預(yù)期值之間的差值；如果差值大于預(yù)定 閾值，則調(diào)整不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響；根據(jù)調(diào)整后 的不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響，重新建立三維地質(zhì)要素 概念模型，直至建立的三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)。
[0093] 考慮到在建立了三維地質(zhì)要素概念模型后，還可以對其進行可行性分析，并形成 可行性分析報告，以便確定出該概念模型是否符合要求，以進一步確定出該區(qū)域地質(zhì)主控 因素，定性給出該近地表三維分析方法的選擇結(jié)論和規(guī)模的可行性分析。即，在根據(jù)調(diào)整后 的不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響，重新建立三維地質(zhì)要素 概念模型之后，上述方法還包括：根據(jù)地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型，建 立波速要素和地質(zhì)要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系；根據(jù)建立的波速要素和地質(zhì)要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對所述 地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型進行可行性分析，形成可行性分析報告。 [0094]最終需要得到的是一個地質(zhì)與速度場模型而并非是上面的概念模型，即，需要在 地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型的基礎(chǔ)上，建立地表地質(zhì)同波速分層相協(xié) 調(diào)的地質(zhì)與速度場模型，在具體實現(xiàn)的過程中，需要先在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地 質(zhì)要素概念模型的基礎(chǔ)上，建立初步的速度場模型；然后分析所述初步的速度場模型，確定 近地表探測方法和方案，最后再根據(jù)所述近地表探測方法和方案搜集近地表數(shù)據(jù)，并根據(jù) 搜集的所述近地表數(shù)據(jù)，對初步的速度場模型進行修正，最終得到地表地質(zhì)同波速分層相 協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。
[0095] 下面結(jié)合一個具體的實施例來對上述地球物理的近地表三維速度場研究方法進 行說明，然而值得注意的是，該具體實施例僅是為了說明本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當 限定。
[0096] 在本例中，提供了一種綜合遙感、近地表地球物理探測等多源資料分析的多元地 質(zhì)要素的建模分析方法及系統(tǒng)，用以研究近地表三維地質(zhì)要素分布及其速度場的變化，其 中，研究近地表三維地質(zhì)要素及其對應(yīng)的速度場的變化主要是用于對從區(qū)域地質(zhì)調(diào)查到大 規(guī)模三維地震調(diào)查間的石油勘探的工作流程進行改進，通過建立的速度場改善靜校正，從 而有效地提高三維地震的精度?？偟捏w系包括：
[0097] Sl:收集近地表多種來源的探測信息，其中，收集的探測信息包括但不限于：遙感 雷達數(shù)據(jù)、物探化探數(shù)據(jù)、探地雷達數(shù)據(jù)、野外踏勘資料、高精度照片等；
[0098] S2:結(jié)合區(qū)域已有的研究成果和相關(guān)的地質(zhì)勘查資料，分析確定建模的地質(zhì)要素 和分類標準，例如：確定地表遙感解譯地質(zhì)界限的分層標準等；
[0099] S3 :根據(jù)確定的標準，提取地質(zhì)要素，建立地質(zhì)要素基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；
[0100] S4 :根據(jù)地質(zhì)要素將數(shù)據(jù)抽象為點、線、面、體和場等空間要素，并根據(jù)建模需要將 空間要素分類；
[0101] S5:在輔助人工解譯的基礎(chǔ)上配合建模算法，建立起三維模型，并進一步指導(dǎo)分析 建立三維速度場，用以提高靜校正的精度，具體包括：根據(jù)研究區(qū)域的地質(zhì)背景資料，從地 質(zhì)角度分析研究區(qū)域的主控因素，基于前期調(diào)研的結(jié)果和遙感資料，建立三維地質(zhì)概念模 型，并對其進行分析，設(shè)計近地表初測方案實施，并給出進一步的可行性分析報告，設(shè)計規(guī) ?；乇硖綔y的方案，配合區(qū)域三維地震勘探工程實施，進一步補充相關(guān)數(shù)據(jù)，建立地表 地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型，并給出解釋結(jié)論。
[0102] 即，通過高精度遙感解譯，詳細分析地表分層的特征，配合地球物理手段和野外踏 勘資料等，建立近地表模型及三維速度場用以提高地震勘探等工作的有效精度，并能更合 理地控制勘探成本。
[0103] 在實現(xiàn)的過程中需要用到：遙感影像、激光雷達、探地雷達、微測井和小折射等。
[0104] 其中，遙感影像可以采用航拍的方式獲得，獲取的遙感影像分辨率達到〇. 2米，數(shù) 字高程模型的分辨率達到1米，飛行工作一般選擇晴日無云條件進行。
[0105] 激光雷達可以達到的分辨率為毫米級，相關(guān)的測量數(shù)據(jù)結(jié)果為點云數(shù)據(jù)和影像數(shù) 據(jù)，地面測量時的實施方案為選擇重點露頭區(qū)，采用近距離高密度采集方式，測量工作選舉 天氣晴朗云量小的天氣開展。
[0106] 探地雷達的采集工作主要選擇無水干燥的覆蓋區(qū)開展，采用線性路徑獲取地下淺 層結(jié)構(gòu)剖面數(shù)據(jù)。
[0107] 在收集了上述數(shù)據(jù)后，就可以按照以下步驟分析確定地質(zhì)要素（包括以下步驟A 至步驟D):
[0108] 步驟A:建立基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，分析研究區(qū)域的主控因素，主要包括：
[0109] 步驟Al:根據(jù)研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)概況以及研究內(nèi)容收集整理相關(guān)資料，主要包 括：研究區(qū)的主要地層、主要構(gòu)造、風化情況、水文特征、氣候條件等等，建立基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù) 庫。
[0110] 步驟A2 :根據(jù)收集錄入的資料，分析研究區(qū)的各種環(huán)境、地質(zhì)因素可能對近地表 地層速度造成的影響。
[0111] 上述步驟Al中的相關(guān)資料可以包括但不限于從研究區(qū)地質(zhì)調(diào)查相關(guān)部門獲得的 普通地質(zhì)圖、地貌及第四紀地質(zhì)圖、地層綜合柱狀圖、地質(zhì)剖面圖等，勘查工作獲得的微測 井、鉆孔、探地雷達等數(shù)據(jù)，從研究區(qū)當?shù)販y繪部門獲得的遙感雷達圖像、遙感照片，野外實 地考察踏勘獲得的記錄，從研究區(qū)氣象相關(guān)部門獲得的當?shù)貧鉁?、降水信息，從研究區(qū)水文 相關(guān)部門獲得的地下含水層分布、地下水位變化等信息。
[0112] 收集到足以進行接下來的分析的資料后，建立基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，可以 按照數(shù)據(jù)來源進行編目分類，主要包括：基礎(chǔ)地質(zhì)圖件、勘察數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、野外考察 資料、水文氣象等輔助資料等幾個大類。其中，基礎(chǔ)地質(zhì)圖件提供大區(qū)域地質(zhì)背景資料，用 以確定近地表地質(zhì)活動的時代背景、基礎(chǔ)大構(gòu)造特征、主控背景要素等；遙感影像數(shù)據(jù)提供 地表的詳細圖像資料，用以認識研究區(qū)域的地表觀察資料，提供地表標志層的識別信息等； 勘察資料是近地表地質(zhì)調(diào)查的有效手段，提供表層地下的識別信息和資料等；氣候、水文資 料提供了對本研究區(qū)的風化程度、潛水面變化等分析研究的資料支持。
[0113] 上述步驟A2中，通過地震勘探可以獲得地震波速度的分布，理論上講，地震波速 度由模量和密度確定：K 然而在實際計算中，地震波速度進一步 取決于孔隙度和壓強等因素：
[0114] 下面影響速度的幾個參數(shù)：巖性、密度、孔隙度、水飽和度、壓強、風化作用、低溫等 進行說明：
[0115] 1)巖性，是影響速度的最重要因素，巖性彼此間差異首先表現(xiàn)為孔隙壓縮性系數(shù) 不同，一般來說，火成巖的地震波速度比變質(zhì)巖和沉積巖的高且變化范圍小，變質(zhì)巖的速度 變化范圍較大，沉積巖的速度較低且變化范圍大。
[0116] 2)密度，雖然理論上速度與密度成負相關(guān)關(guān)系，但在實際計算過程中，隨著巖石密 度的增長，其硬度也隨之增長，一般模量增長更快，因此速度會隨密度的增加而增加，兩者 之間的線性經(jīng)驗公式為：Vp = 4. 75P-7. 3,兩者之間的指數(shù)經(jīng)驗公式為=Gardner(1974)提 出了指數(shù)經(jīng)驗公式P=〇.23vp°_25。進一步的，在對3大類巖石進行波速和密度之間的線性 回歸計算后，確認花崗巖、閃長巖、砂巖、石灰?guī)r4種巖石的波速與密度的關(guān)系為線性全相 關(guān)關(guān)系，變質(zhì)巖、沉積巖中的粉砂巖和白云巖的波速和密度之間是線性不相關(guān)的。
[0117] 3)孔隙度，對于干燥巖石，一般來說，速度和孔隙度成負相關(guān)關(guān)系。砂巖中的粘土 成分對速度有顯著的影響：隨著粘土成分的下降，巖石的波速上升，近地表風化地層的速度 也會體現(xiàn)這一規(guī)律。
[0118] 4)水飽和度，考慮速度和水飽和度之間的關(guān)系時，孔隙度因素也必然包含在內(nèi)。速 度隨水飽和度的增加而增加，顯然，孔隙度越大，這一效應(yīng)就越明顯。時間平均公式的經(jīng)驗 I(p \ - (p d: = 7+7，財，穌甜碰'流腫白勺髓，Wvm 硝神白勺髓。 通過對各種類型巖石的大量研究發(fā)現(xiàn)，飽和度低于約85 %時，速度和飽和度之間呈平緩的 線性關(guān)系，當飽和度超過約85%時，飽和度對速度的影響明顯增強，且孔隙度越大這一變化 越明顯。
[0119] 5)壓強，壓強對速度的影響比較復(fù)雜，不僅因為壓強的變化會同時導(dǎo)致孔隙度、密 度等因素的變化，還因為微裂隙、節(jié)理、飽和度等復(fù)雜作用的影響。但一般來說，壓強和速度 之間確實有正相關(guān)關(guān)系，通過對近地表玄武巖、凝灰?guī)r、集塊巖的研究，提出實驗數(shù)據(jù)主要 包含在σ=%3和〇 =〇.248vp3兩條趨勢線之間，然而，此范圍仍不能包含所有的實驗數(shù) 據(jù)。另外，在高壓情況下，壓強增長速度達到某一極限值后便不再增長，但近地表壓強一般 不在此范圍內(nèi)。
[0120] 6)風化作用，風化作用會增加巖石的孔隙度、降低巖石的密度、減弱巖石中顆粒的 膠結(jié)作用，根據(jù)上述分析，風化作用會降低速度。
[0121] 7)低溫，溫度下降到冰點以下后，凍結(jié)也會對速度產(chǎn)生影響。實驗發(fā)現(xiàn)，對于水飽 和、空隙度較大的巖石，凍結(jié)后速度與室溫下相比有20?50%的提升；另一方面，對于干燥 或孔隙度低的巖石，速度幾乎沒有增加。
[0122] 8)綜合作用，實際情況下，上述各因素并不是相互獨立的，而且其對速度的作用也 會發(fā)生相互影響。例如：對于水飽和的巖石，壓強對速度的影響遠不如對干燥巖石的影響明 顯。
[0123] 一般來說，隨著深度的增加，壓強增大，速度逐漸增加，在地質(zhì)、環(huán)境條件較為一致 的地層內(nèi)部，這種變化往往是均勻的，然而，在巖性（地層界面）、風化、地下水等因素的變 化界面上，速度變化率一般會發(fā)生突變。
[0124] 因此，需要根據(jù)之前收集整理的資料，初步分析研究區(qū)的各種環(huán)境、地質(zhì)因素可能 對近地表地層速度造成的影響，確定速度的主要影響因素，特別是速度變化率可能發(fā)生突 變的界面，包括：從地質(zhì)剖面圖、地層綜合柱狀圖等地質(zhì)資料分析推測獲得的地層界面，從 遙感圖像、野外觀察等資料分析推測獲得的風化條件變化界面（如風化殼界面），從各種水 文資料分析推測獲得的地下水條件變化界面（如含水層邊界、潛水層水面）等。
[0125] 在近地表巖層組成單一、風化作用較為強烈的干旱地區(qū)，主要影響因素可能是風 化殼的界面；在巖層分布比較復(fù)雜的山地地區(qū)，主要影響因素則可能是巖層的界面；對于 濕潤地區(qū)，地下水位可能成為主要影響因素。
[0126] 步驟B :基于前期調(diào)研和收集得到的高精度遙感資料，建立三維地質(zhì)概念模型，并 對建立的模型進行分析，主要包括：
[0127] 步驟Bl:根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，并結(jié)合步驟A中的地質(zhì)影響要素的結(jié)論，分析確定高 精度遙感數(shù)據(jù)的收集區(qū)域，并收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，將收集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)。
[0128] 在本例中，巖性是一種重要的地質(zhì)要素控制因素，需要通過收集高精度的遙感資 料，并配合已知產(chǎn)狀點的巖性信息，綜合進行地質(zhì)解譯，從而得到對應(yīng)的巖性要素遙感解譯 結(jié)果。因此，收集研究區(qū)域內(nèi)地表遙感影像數(shù)據(jù)的時候，需要在晴日無云條件下進行航拍， 具體的實施系統(tǒng)參數(shù)可以設(shè)定為：遙感影像分辨率到達〇. 2米，數(shù)字高程模型分辨率達到1 米。
[0129] 對于重要的露頭信息，選取合適的露頭位置和方位，采用激光雷達收集RGB數(shù)據(jù) 和強度數(shù)據(jù)，具體的實施系統(tǒng)參數(shù)為：采用近距離高密度采集方式，掃描距離一般在100米 以內(nèi)，點云間距達到毫米級。
[0130] 產(chǎn)狀點數(shù)據(jù)，來源為A部分的基礎(chǔ)地質(zhì)資料和現(xiàn)場采點實測，現(xiàn)場采樣的原則為： 覆蓋區(qū)內(nèi)所有不同的色、形、紋、貌四種影像特征要素的分層；覆蓋構(gòu)造有利部位；覆蓋構(gòu) 造、巖性突變部位。
[0131] 步驟B2 :在步驟Bl的基礎(chǔ)上確定分界線的劃分標準，進行初步的遙感解譯，并劃 分分界線；
[0132] 在收集取得研究區(qū)的高精度遙感資料后，在野外踏勘資料所確定的研究區(qū)域的地 層時代分布，地層產(chǎn)狀、重點構(gòu)造位置的基礎(chǔ)上，分析確定遙感解譯地質(zhì)要素分界線的標 準，主要有兩個適應(yīng)標準：一是遙感解譯的地質(zhì)要素分層標準同研究目的（速度）適應(yīng)，目 的是建立速度場模型，所以應(yīng)該從建立速度場模型的角度出發(fā)來進行遙感解譯；二是遙感 解譯產(chǎn)狀三維外推的變化同分析區(qū)域地質(zhì)主控因素適應(yīng)；總的來說，關(guān)鍵在于分層概念要 素對應(yīng)速度變化要素。
[0133] 遙感影像記錄的是地質(zhì)體光譜反射和輻射特征，通過分析色、形、紋、貌四種影像 特征要素表征，輔助已知控制點（產(chǎn)狀點），遵循由易到難、由表及里、由新到老和由點到面 的原則進行遙感解譯。解譯時先從地質(zhì)構(gòu)造簡單、地層出露齊全，遙感影像上地質(zhì)信息豐 富，巖石、地質(zhì)現(xiàn)象的裸露的清晰地區(qū)開始；然后再推進到解譯難度較大，巖石、地質(zhì)現(xiàn)象被 覆蓋的地區(qū)；推進時，可采取多方向推進，充分利用已知產(chǎn)狀點數(shù)據(jù)等輔助信息，從已掌握 地質(zhì)情況或建立解譯標志的區(qū)（點）出發(fā)，垂直地質(zhì)構(gòu)造走向（即沿地質(zhì)剖面）進行解譯， 通過解譯掌握地層層序與變化，了解調(diào)查區(qū)域的基本地質(zhì)狀況；然后，再由線（剖面或路 線）沿地質(zhì)走向向兩側(cè)延伸解譯，進而完成對面的解譯。
[0134] 在本例中，以巖性作為主控因素，因此分層界線選取為巖性不同的區(qū)域的邊界線， 符合本例定義的第一個適應(yīng)標準。因此，遙感解譯的工作是對巖性特征的識別，以區(qū)別出不 同巖性特征的分布區(qū)域，得到其區(qū)域邊界線。
[0135] 遙感影像的典型識別特征為巖性不同造成的在遙感影像上形成了條紋狀的不同 區(qū)域的顏色特征，根據(jù)顏色不同區(qū)域的板狀、條帶狀、壟崗狀等標志可以進行半自動式地人 工計算機輔助交互解譯。
[0136] 上述的解譯工作可以在遙感解譯子系統(tǒng)上進行，該子系統(tǒng)通過金字塔式數(shù)據(jù)組織 方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和瀏覽，直接將遙感影像疊加在數(shù)字高程影像上（DEM)，從而恢復(fù)出真實 的三維坐標狀態(tài)，整個解譯環(huán)境建立在真三維的坐標前提下，能夠有效地提高解譯的準確 性，同時通過導(dǎo)入顯示已有產(chǎn)狀點的相關(guān)信息和外推方向作為參考，通過交互解譯的方式 直接得到解譯的三維巖性地層邊界線信息。
[0137] 步驟B3 :在步驟B2劃分分界線的基礎(chǔ)上確定分界線上的外推估計方法，外推邊界 界限；
[0138] 在B2步驟獲得遙感解譯的邊界線的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有的產(chǎn)狀點信息和在步驟A中 收集的前期區(qū)調(diào)的少量的探井信息，分析確定地表遙感解譯邊界線的外推方法。
[0139] 在本例中提出了一套基于地質(zhì)的向量場外推方法，以巖性分析為例，在地質(zhì)領(lǐng)域， 不同地質(zhì)體之間的邊界界面可以用產(chǎn)狀的概念來表達，包括：走向、傾向和傾角等。將產(chǎn)狀 的概念幾何化，對于空間中任意一個界面上的位置，其上的產(chǎn)狀信息均可以用該點上的一 個方向向量來表不，然而，在三維空間，該點任意一個向量都可以由從該點出發(fā)的一個三維 坐標系來表達，根據(jù)影響要素分類可以進行進一步的計算。
[0140] 通過綜合研究，將空間向量場按照不同方向的影響因子進行三維投影，分別進行 計算再綜合的三維向量場外推插值方法。從地質(zhì)理論來看，地層巖性因素控制作用下的外 推，三個插值方向應(yīng)為沿地層面方向、垂直地層面方向、沿地層走向方向，外推的方向向量 代表地層界面的形態(tài)展布；風化作用控制下的外推，三個插值方向應(yīng)為垂直方向，沿地層走 向方向、垂直地層走向方向，外推的方向向量代表風化特征（厚度）形態(tài)展布；潛水面控制 的外推，三個插值方向應(yīng)為垂直方向，海平面方向、主流向方向。在確定方向后進行綜合插 值，可選取插值的方法包括：整體插值，即用研究區(qū)域所有采樣點的數(shù)據(jù)進行全區(qū)域的特征 擬合，例如：邊界內(nèi)插法、趨勢面分析等；部分插，即僅僅用鄰近的數(shù)據(jù)點來估計未知點的 值，例如：最鄰近點法（泰森多邊形方法）、移動平均插值方法（距離倒數(shù)插值法）、樣條函 數(shù)插值方法、空間自協(xié)方差最佳插值方法（克里金插值）等。根據(jù)選擇的參考點數(shù)據(jù)和地 質(zhì)要素的不同選擇合適的插值方法來建立符合我們需求的產(chǎn)狀外推界線。
[0141] 在本例中，考慮到區(qū)域主要受巖性控制，而且地表產(chǎn)狀往往較為陡直，因此在輔助 建模子系統(tǒng)中提供了三個軸平面方向的插值計算，特征比例為1:1:10,水平形變特征參數(shù) 為〇,外推采樣計算間隔密度為20,通過子系統(tǒng)中的相關(guān)工具設(shè)置不同的參數(shù)，交互圈定已 知的產(chǎn)狀點（以平面距離50m范圍內(nèi)的點）和相關(guān)的探井（局部控層參考）作為參考點， 選取移動平均插值方法進行綜合插值，即可以得出地表遙感解譯地層界線的外推結(jié)果。
[0142] 在本子系統(tǒng)中還同時提供了交互工具，可以人工補錄新的產(chǎn)狀點信息，可以直接 輸入文本數(shù)據(jù)，也可以指定三點由三點法計算而得，將此作為精細處理控制要素時補充數(shù) 據(jù)的方法和手段。在插值結(jié)果不滿意時，可以通過補錄數(shù)據(jù)，改變參數(shù)的方式來調(diào)整插值結(jié) 果，以符合操作者的預(yù)期。
[0143] 步驟M:在步驟B3的基礎(chǔ)上進行三維建模，生成地質(zhì)要素的概念模型。
[0144] 基于步驟B2和步驟B3中綜合調(diào)整解釋控制數(shù)據(jù)的結(jié)果，近地表三維地質(zhì)要素概 念模型的方法采用由面及體法來建立，具體步驟如下：
[0145] B41 :地質(zhì)界面要素定義：三維界線根據(jù)地質(zhì)要素進行分組，同組的地質(zhì)界線應(yīng)相 連形成統(tǒng)一的地質(zhì)界面；
[0146] B42 :擬合地質(zhì)界面：同組地質(zhì)界線擬合地質(zhì)界面，擬合的方法有多種，包括：直接 剖分法，投影插值法，輪廓線形變法等，通過選取合適的方法形成連續(xù)的地質(zhì)界面；
[0147] B43 :組分割：用于解決界面之間的相互交切，因為在外推計算時均是各個地質(zhì)界 線獨立運算分析，從整體情況上，不同地質(zhì)界面之間存在著剝蝕等關(guān)系，通過組分割的功能 來調(diào)整各個地質(zhì)界面之間的關(guān)系。
[0148] B44 :圈閉成體：補充地形和建模區(qū)范圍包圍盒，將組分割形成的區(qū)塊圈閉成體。 將地質(zhì)界面間的不同地質(zhì)體進行組裝，形成地質(zhì)要素概念模型，方便觀察和分析。
[0149] 在本例中，研究區(qū)域的主要層序為砂泥巖互層，走向較為統(tǒng)一，形成的外推界線具 有較好的遞推特征，可以選用輪廓線形變法，形變規(guī)則采用雙線性插值，即可得到符合預(yù)期 的擬合結(jié)果，形成基礎(chǔ)地質(zhì)概念模型。
[0150] 步驟C:設(shè)計近地表初測方案，實施，并給出進一步的可行性分析報告，主要包括：
[0151] 步驟Cl:根據(jù)步驟A中的基礎(chǔ)地質(zhì)信息和步驟B建立的地質(zhì)要素概念模型，確定 近地表調(diào)查的初測位置，其中，該初測位置應(yīng)覆蓋典型分區(qū)界面，地質(zhì)要素突變地區(qū)，露頭 地區(qū)等；設(shè)計近地表的初測方案包括：確定實施操作的實際可行性，確定微測井的施工深 度，確定采樣方案（主要是獲取對應(yīng)位置的巖性、風化程度等信息）。
[0152] 根據(jù)上述步驟A中的基礎(chǔ)地質(zhì)信息和步驟B中的地質(zhì)要素概念模型，分析確定概 念模型中需要補充數(shù)據(jù)的區(qū)域。對于典型的構(gòu)造/巖性分區(qū)界面，在界面附近位置設(shè)計微 測井，需要保證微測井有效打穿界面，觀察在估計的分區(qū)界面兩側(cè)的速度變化，確認界面對 速度分異的有效性；在模型突變地區(qū)，即，層面交接削截的區(qū)域設(shè)計微測井，應(yīng)保證微測井 有效打穿界面，用以指導(dǎo)層面削截的正確性。
[0153] 對探地雷達剖面，設(shè)計橫穿該區(qū)域，垂直于地層走向，通過盡量多的設(shè)計的微測 井，輔以適當?shù)牟蓸訑?shù)據(jù)點，以保證收集相關(guān)區(qū)域內(nèi)的速度和樣品信息來進行驗證分析。對 于露頭地區(qū)根據(jù)數(shù)字露頭研究的結(jié)果設(shè)計在露頭后部的微測井，以確定數(shù)字露頭模型下推 的合理性。
[0154] 對于風化殼（底面），根據(jù)步驟A中收集的基礎(chǔ)地質(zhì)資料，結(jié)合野外勘察資料，選取 測井和樣點進行取樣對照分析，確定區(qū)域風化底面的基本分布特點和其與巖性的關(guān)系，原 則上風化層在小區(qū)域內(nèi)厚度是相似的。
[0155] 對于潛水面，參考步驟A中收集的基礎(chǔ)地質(zhì)資料，分析當前可能的潛水面位置，結(jié) 合探地雷達探測波形遇水顯著紊亂的特點，可以勾勒出潛水面位置。原則上在沒有區(qū)域性 大阻斷的情況下，穩(wěn)定的潛水面是幾乎平行于海平面的。
[0156] 根據(jù)以上基本地質(zhì)原則和要素關(guān)系，確定出需要實施數(shù)據(jù)采集的位置，結(jié)合施工 的現(xiàn)場和設(shè)備操作可行性，進一步確定微測井現(xiàn)場施工的位置、施工的深度，探地雷達設(shè)備 的剖面位置和需要采樣的位置、間隔等，給出近地表初測的工程化方案。
[0157] 遵循的工程化原則主要有：
[0158] 1)已有探/測/炮井點的位置盡量利用，直接進行微測井數(shù)據(jù)收集；
[0159] 2)測井深度以到達有效高速層為依據(jù)，但是如果遇到見水等特殊情況造成的異 常，應(yīng)利用現(xiàn)場油田的其他有效數(shù)據(jù)合理分析見水的原因，確定見水層層位，以便于進一步 分析見水層在全區(qū)內(nèi)可能的影響；
[0160] 3)應(yīng)用三維分析，探地雷達可以選擇折剖面測量，盡可能多的通過微測井，形成連 井信息，并覆蓋地質(zhì)要素突變地區(qū)；
[0161] 4)探地雷達應(yīng)形成基本的區(qū)域覆蓋，保證相關(guān)的區(qū)域內(nèi)都有已知信息。
[0162] 在本例中，巖性主控，泥砂互層，且通過采樣點數(shù)據(jù)已知區(qū)域內(nèi)泥砂層的基本特性 一致。因此設(shè)計初測方案為4 口微測井，1條探地雷達剖面。4 口微測井分別覆蓋了低位泥 砂交疊區(qū)域，典型泥巖層，典型砂巖層的信息，同時考慮到施工難度，盡量選擇平緩的低地， 探地雷達剖面設(shè)計通過微測井，能夠形成較為有效的比對信息。
[0163] 步驟C2 :在步驟Cl的基礎(chǔ)上按照方案進行施工，現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)；
[0164] 根據(jù)設(shè)計的初測方案，進行預(yù)查的現(xiàn)場施工，現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)。在本例中，最終目標 是建立三維速度場，而經(jīng)過地球物理解釋的數(shù)據(jù)往往只給出了解釋的分層信息和對應(yīng)的速 度結(jié)論，大部分中間數(shù)據(jù)在解釋階段被歸在同一層內(nèi)而被過濾掉。
[0165] 以微測井數(shù)據(jù)為例，最終給出的解釋結(jié)論中只有三個帶的分層點和對應(yīng)的速度信 息，而在實際工程現(xiàn)場是以0. 5m，lm，2m，5m的變間隔連續(xù)采樣，這些中間數(shù)據(jù)對于分析有 利，因此本發(fā)明系統(tǒng)要求采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，而不僅僅是解釋結(jié)論。
[0166] 在本例中，在獲得最終解釋結(jié)論的同時，也需要取得相關(guān)的過程數(shù)據(jù)，作為已知數(shù) 據(jù)進行分析。
[0167] 步驟C3 :在步驟C2的基礎(chǔ)上進行綜合分析，確定出步驟B中生成的地質(zhì)要素概念 模型的合理性，如果預(yù)期差別較大，則返回步驟B調(diào)整概念模型要素重新分析，直至得到地 質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的特征，并形成對應(yīng)的可行性分析報告。
[0168] 根據(jù)采集的速度信息，驗證地質(zhì)要素概念模型的分界面同采集分層信息的一致 性。如果發(fā)現(xiàn)存在同地質(zhì)要素概念模型差距大于預(yù)期，應(yīng)該從地質(zhì)要素角度分析原因，確 定地質(zhì)要素選取的合理性，進一步調(diào)整地質(zhì)要素的作用，重復(fù)步驟B2至步驟M中的相關(guān)步 驟，調(diào)整概念模型，直至得到地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的特征，建立起波速要素同地質(zhì)要素的 關(guān)聯(lián)關(guān)系，結(jié)合步驟A中的結(jié)論，分析確定研究區(qū)內(nèi)速度變化的主控因素，給出可行性分析 報告。
[0169] 可行性分析報告應(yīng)給出波速要素同地質(zhì)要素的關(guān)系，同時給出概念模型的合理性 評價，確定區(qū)域地質(zhì)主控因素，定性給出近地表三維分析方法的選擇結(jié)論和規(guī)模可行性分 析。
[0170] 在本例中，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，在巖性主控的條件下，風化作用也起到了部分的控制作 用，通過定義風化殼厚度為變量參數(shù)，結(jié)合具體的取樣驗證參數(shù)，可以確定風化層厚不超過 50m，但在某些低洼地區(qū)，風化殼的地面可能就是高低速轉(zhuǎn)換界面，而在山坡上，主要仍是巖 性控制，因此需要對不同空間位置的數(shù)據(jù)分別采用不同地質(zhì)要素的不同處理方法。在本例 中，選取一個局部區(qū)域，提取數(shù)據(jù)，采用不同的要素方向，按照3 :7的作用原則進行插值疊 力口，得到的界面和采集數(shù)據(jù)有了較好的吻合。
[0171] 步驟D:設(shè)計近地表規(guī)模化地球物理探測的方案，實施該方案，同時進一步補充數(shù) 據(jù)，建立地表地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型，并給出解釋結(jié)論，包括：
[0172] 步驟D1，在步驟C的基礎(chǔ)上進一步結(jié)合遙感數(shù)據(jù)和微測井數(shù)據(jù)，在概念模型的基 礎(chǔ)上建立起初步的速度場模型，并進行初步驗證，具體包括：根據(jù)步驟C中迭代得到的概念 模型，通過步驟C的分析結(jié)論確認已經(jīng)建立起良好的地質(zhì)要素分隔，在步驟C中形成的每個 地質(zhì)要素體內(nèi)部，速度場的分布符合地學(xué)基本原則。
[0173] 在本例中，采用統(tǒng)計學(xué)和隨機模擬等相關(guān)推斷算法來計算單個地質(zhì)要素體內(nèi)部的 三維速度場，通過選取合理的變差函數(shù)和插值方法，可以得到全區(qū)域內(nèi)的速度分布模型。同 時，在本例中通過去掉一些已知點的信息進行插值，再將其放回進行比對的方法來進行初 步驗證，并通過方差和統(tǒng)計的方法，來進行相關(guān)的風險評估。
[0174] 在步驟C實施的基礎(chǔ)上進行了初步速度模型的建立驗證，采用貝葉斯克里金算法 對區(qū)域進行了插值生成速度場，選取的變差函數(shù)橢球長軸沿走向方向，通過驗證發(fā)現(xiàn)，在距 離已知數(shù)據(jù)較近時，本方法有較好的控制，但在距數(shù)據(jù)較遠時，方差過大，缺乏控制數(shù)據(jù)，需 要進一步補充數(shù)據(jù)。按方差過濾時，方差大于指定值的風險性隨著遠離控制數(shù)據(jù)而提高。
[0175] 步驟D2 :在步驟Dl的基礎(chǔ)上，分析速度模型，確定研究區(qū)內(nèi)速度的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對于 可能產(chǎn)生速度異?；蚋唢L險的區(qū)域，分析其原因，確定數(shù)據(jù)補充的近地表探測方法（微測 井，微地震）及方案，根據(jù)設(shè)計方案補充收集近地表數(shù)據(jù)，在地質(zhì)要素模型的基礎(chǔ)上建立協(xié) 調(diào)的速度場模型，給出地質(zhì)要素同速度描述的區(qū)域性解釋結(jié)論；
[0176] S卩，根據(jù)步驟Dl的結(jié)果，確認速度關(guān)聯(lián)的關(guān)系，如果認為速度模型已符合設(shè)計要 求，則可以直接進入步驟D3,進行進一步分析，如果仍然有異常值或需進一步分析的，應(yīng)分 析速度異常或高風險區(qū)域存在的原因，同時參考三維地震勘探的規(guī)劃，確定關(guān)注區(qū)。
[0177] 其中，常見的速度異常或風險評價過大的原因有：控制數(shù)據(jù)不足、數(shù)據(jù)一致性未調(diào) 諧、估計方法選取不當?shù)?。以上問題均可以通過補充數(shù)據(jù)來進一步完善分析，進行方法的調(diào) 整，從而得到合理的分析結(jié)果。通過進一步補充數(shù)據(jù)，確定合理的規(guī)劃范圍，調(diào)整相關(guān)插值 或模擬的方法，從而形成新的速度場模型，進一步比對。
[0178] 在本例中，參考三維地震設(shè)計，通過重新設(shè)計增加了 2 口微測井以提供更多的數(shù) 據(jù)控制，以有利進一步分析調(diào)整變差函數(shù)，從而更新速度場。
[0179] 步驟D3 :在確認速度模型的基礎(chǔ)上，分析速度模型，確定低速帶、降速帶、高速帶 的分類關(guān)系，建立起高速頂界面等指示性信息，指導(dǎo)三維地震靜校正。即，在確定D2三維速 度場建立的基礎(chǔ)上，參考微測井對近地表解釋的分類結(jié)論，綜合全區(qū)的分析結(jié)果，得到低速 帶、降速帶、高速帶的分類標準，并給出相應(yīng)的結(jié)論，建立起相應(yīng)的界面，如高速頂界面，用 以指導(dǎo)分析三維地震靜校正。
[0180] 在本例中，將低速帶的標準定為800m/s，降速帶的標準定為1500m/s，高速帶的標 準定為2000m/s，由此建立起高速頂界面，實際工程量相比該區(qū)域原始的近地表調(diào)查方案減 少了 40%的布設(shè)需要，同時與之前的方法相比，精度有了明顯的提高。
[0181] 在上述實施例中，提出了近地表范圍內(nèi)速度分布與地質(zhì)要素之間的影響關(guān)系，并 提出了風化和巖性兩種主要的速度控制模式，同時將近地表速度場研究提升至"三維"，而 不僅僅是針對地震剖面和高速頂界面問題的研究，且提出了以要素匹配模式作為研究近地 表問題的建模核心依據(jù)和標準，同時提出了以地質(zhì)要素概念模型"漸進式"限定地球物理 數(shù)據(jù)收集方式和分析空間分布信息，而不同與傳統(tǒng)的僅是將地球物理數(shù)據(jù)與地質(zhì)數(shù)據(jù)進行 "一次性"匹配比對，從而將石油勘探中的各個環(huán)節(jié)：預(yù)查、普查和詳查等有效結(jié)合在了一 起。
[0182] 基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例中還提供了一種地球物理的近地表三維速度場 研究裝置，如下面的實施例所述。由于地球物理的近地表三維速度場研究裝置解決問題的 原理與地球物理的近地表三維速度場研究方法相似，因此地球物理的近地表三維速度場研 究裝置的實施可以參見地球物理的近地表三維速度場研究方法的實施，重復(fù)之處不再贅 述。以下所使用的，術(shù)語"單元"或者"模塊"可以實現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。 盡管以下實施例所描述的裝置較佳地以軟件來實現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的 實現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。圖2是本發(fā)明實施例的地球物理的近地表三維速度場研究裝置 的一種結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，包括：地質(zhì)信息獲取單元201、基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫建立單元202、 地質(zhì)因素確定單元203、現(xiàn)場收集區(qū)域確定單元204、三維模型建立單元205、初測位置和方 案確定單元206、現(xiàn)場數(shù)據(jù)獲取單元207、調(diào)整單元208和地質(zhì)與速度場模型建立單元209， 下面對該結(jié)構(gòu)進行說明。
[0183] 地質(zhì)信息獲取單元201，用于根據(jù)研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)和研究內(nèi)容，獲取所述研究區(qū) 的地質(zhì)信息；
[0184] 基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫建立單元202,用于對獲取的地質(zhì)信息，按照數(shù)據(jù)來源進行分類得 到基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫；
[0185] 地質(zhì)因素確定單元203,用于根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，確定不同環(huán)境因 素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響；
[0186] 現(xiàn)場收集區(qū)域確定單元204,用于根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，結(jié)合確定的 不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響，分析確定所述研究區(qū)的現(xiàn) 場數(shù)據(jù)收集區(qū)域；
[0187] 三維模型建立單元205,用于收集確定的現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)，根據(jù)收集 的所述遙感數(shù)據(jù)，建立三維地質(zhì)要素概念模型；
[0188] 初測位置和方案確定單元206,用于根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫和所述三維地質(zhì)要 素概念模型，確定近地表調(diào)查初測位置和近地表初測方案；
[0189] 現(xiàn)場數(shù)據(jù)獲取單元207,用于按照確定的近地表調(diào)查初測位置和近地表初測方案， 進行施工，獲取現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)；
[0190] 調(diào)整單元208,用于根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)對所述三維地質(zhì)要素概念模型進行 調(diào)整，直至所述三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)；
[0191] 地質(zhì)與速度場模型建立單元209,用于在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素 概念模型的基礎(chǔ)上，建立地表地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。
[0192] 在一個實施例中，地質(zhì)信息獲取單元201具體用于從地質(zhì)圖、地貌及第四紀地質(zhì) 圖、地層綜合柱狀圖、地質(zhì)剖面圖、微測井數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、探地雷達數(shù)據(jù)、遙感雷達圖 像、遙感照片、野外實地考察獲得的記錄、當?shù)貧鉁匦畔?、當?shù)亟邓畔ⅰ⒌叵潞畬臃植夹?息、地下水位變化信息中的至少一種，獲取所述研究區(qū)的地質(zhì)信息；其中，所述研究區(qū)的地 質(zhì)信息包括以下至少之一：地層、構(gòu)造、風化、水文特征和氣候條件。
[0193] 在一個實施例中，基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫建立單元202,包括：類型劃分模塊，用于按照 數(shù)據(jù)來源將獲取的地質(zhì)信息分為以下6個大類：基礎(chǔ)地質(zhì)圖件、勘察數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、 野外考察數(shù)據(jù)和水文氣象數(shù)據(jù)；基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫建立模塊，用于以劃分后的6個大類作為 邏輯結(jié)構(gòu)，建立所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫。
[0194] 在一個實施例中，所述環(huán)境因素和地質(zhì)因素包括以下至少之一：巖性、密度、孔隙 度、水飽和度、壓強、風化作用和低溫。
[0195] 在一個實施例中，三維模型建立單元205包括：標準確定模塊，用于確定分界線的 劃分標準；分界線劃分模塊，用于根據(jù)所述劃分標準，對所述遙感數(shù)據(jù)進行初步遙感解譯， 劃分分界線；外推模塊，用于在劃分的分界線的基礎(chǔ)上，外推出邊界界限；三維模型建立模 塊，用于根據(jù)外推出的邊界界限，建立三維地質(zhì)要素概念模型。
[0196] 在一個實施例中，調(diào)整單元208包括：差值確定模塊，用于根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工 數(shù)據(jù)驗證確定的地質(zhì)要素概念模型與預(yù)定預(yù)期值之間的差值；調(diào)整模塊，用于在差值大于 預(yù)定閾值的情況下，調(diào)整不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響； 重建模塊，用于根據(jù)調(diào)整后的不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影 響，重新建立三維地質(zhì)要素概念模型，直至建立的三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同 波速相適應(yīng)。
[0197] 在一個實施例中，調(diào)整單元208,還包括：關(guān)聯(lián)關(guān)系建立模塊，用于在重新建立三 維地質(zhì)要素概念模型之后，根據(jù)地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型，建立波 速要素和地質(zhì)要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系；報告形成模塊，用于根據(jù)建立的波速要素和地質(zhì)要素的關(guān) 聯(lián)關(guān)系，對所述地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型進行可行性分析，形成可 行性分析報告。
[0198] 在一個實施例中，地質(zhì)與速度場模型建立單元209,包括：初步速度場模型建立 模塊，用于在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型的基礎(chǔ)上，建立初步的速度 場模型；分析模塊，用于分析所述初步的速度場模型，確定近地表探測方法和方案；搜集模 塊，用于根據(jù)所述近地表探測方法和方案搜集近地表數(shù)據(jù)；修正模塊，用于根據(jù)搜集的所述 近地表數(shù)據(jù)，對初步的速度場模型進行修正，得到地表地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速 度場模型。
[0199] 在另外一個實施例中，還提供了一種軟件，該軟件用于執(zhí)行上述實施例及優(yōu)選實 施方式中描述的技術(shù)方案。
[0200] 在另外一個實施例中，還提供了一種存儲介質(zhì)，該存儲介質(zhì)中存儲有上述軟件，該 存儲介質(zhì)包括但不限于：光盤、軟盤、硬盤、可擦寫存儲器等。
[0201] 從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：一種地球物理 的近地表三維速度場研究方法，在該研究方法中建立的是三維模型，且該三維模型的建立 是依據(jù)地質(zhì)信息建立的，在模型建立的過程中還結(jié)合遙感數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)來源比較多元化，從 而實現(xiàn)了綜合遙感、近地表地球物理探測等多源資料分析的多元地質(zhì)要素的地質(zhì)約束速度 建模的模型建立和三維速度場研究，解決了現(xiàn)有技術(shù)中因僅考慮符合研究區(qū)概況的地球物 理數(shù)據(jù)建立近地表模型，而沒有考慮到綜合利用地質(zhì)信息對速度模型進行約束，而導(dǎo)致的 近地表速度模型準確性不高的技術(shù)問題，達到了有效提高近地表速度模型準確性的技術(shù)效 果。
[0202] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明實施例的各模塊或各步驟可以 用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置 所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它 們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí) 行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個 模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明實施例不限制于任何特定的硬 件和軟件結(jié)合。
[0203] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明實施例可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的 任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種地球物理的近地表三維速度場研究方法，其特征在于，包括： 根據(jù)研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)和研究內(nèi)容，獲取所述研究區(qū)的地質(zhì)信息； 對獲取的地質(zhì)信息，按照數(shù)據(jù)來源進行分類得到基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫； 根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，確定不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地 表地層速度的影響； 根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，結(jié)合確定的不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究 區(qū)近地表地層速度的影響，分析確定所述研究區(qū)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集區(qū)域； 收集確定的現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)，根據(jù)收集的所述遙感數(shù)據(jù)，建立三維地質(zhì) 要素概念模型； 根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫和所述三維地質(zhì)要素概念模型，確定近地表調(diào)查初測位置和 近地表初測方案； 按照確定的近地表調(diào)查初測位置和近地表初測方案，進行施工，獲取現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)； 根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)對所述三維地質(zhì)要素概念模型進行調(diào)整，直至所述三維地質(zhì) 要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)； 在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型的基礎(chǔ)上，建立地表地質(zhì)同波速分 層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)和研究內(nèi)容，獲取所 述研究區(qū)的地質(zhì)信息，包括： 從地質(zhì)圖、地貌及第四紀地質(zhì)圖、地層綜合柱狀圖、地質(zhì)剖面圖、微測井數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、鉆孔 數(shù)據(jù)、探地雷達數(shù)據(jù)、遙感雷達圖像、遙感照片、野外實地考察獲得的記錄、當?shù)貧鉁匦畔ⅰ?當?shù)亟邓畔?、地下含水層分布信息、地下水位變化信息中的至少一種，獲取所述研究區(qū)的 地質(zhì)信息； 其中，所述研究區(qū)的地質(zhì)信息包括以下至少之一：地層、構(gòu)造、風化、水文特征和氣候條 件。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對獲取的地質(zhì)信息，按照數(shù)據(jù)來源進行分類 得到基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫，包括： 按照數(shù)據(jù)來源將獲取的地質(zhì)信息分為以下6個大類：基礎(chǔ)地質(zhì)圖件、勘察數(shù)據(jù)、遙感影 像數(shù)據(jù)、野外考察數(shù)據(jù)和水文氣象數(shù)據(jù)； 以劃分后的6個大類作為邏輯結(jié)構(gòu)，建立所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述環(huán)境因素和地質(zhì)因素包括以下至少之 一：巖性、密度、孔隙度、水飽和度、壓強、風化作用和低溫。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)收集的所述遙感數(shù)據(jù)，建立三維地質(zhì)要 素概念模型，包括： 確定分界線的劃分標準； 根據(jù)所述劃分標準，對所述遙感數(shù)據(jù)進行初步遙感解譯，劃分分界線； 在劃分的分界線的基礎(chǔ)上，外推出邊界界限； 根據(jù)外推出的邊界界限，建立三維地質(zhì)要素概念模型。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)對所述三維地質(zhì) 要素概念模型進行調(diào)整，直至所述三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)，包 括： 根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)驗證確定的地質(zhì)要素概念模型與預(yù)定預(yù)期值之間的差值； 如果差值大于預(yù)定閾值，則調(diào)整不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速 度的影響； 根據(jù)調(diào)整后的不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響，重新 建立三維地質(zhì)要素概念模型，直至建立的三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適 應(yīng)。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在根據(jù)調(diào)整后的不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素 對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響，重新建立三維地質(zhì)要素概念模型之后，所述方法還 包括： 根據(jù)地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型，建立波速要素和地質(zhì)要素的關(guān) 聯(lián)關(guān)系； 根據(jù)建立的波速要素和地質(zhì)要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對所述地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地 質(zhì)要素概念模型進行可行性分析，形成可行性分析報告。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素 概念模型的基礎(chǔ)上，建立地表地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型，包括： 在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型的基礎(chǔ)上，建立初步的速度場模 型； 分析所述初步的速度場模型，確定近地表探測方法和方案； 根據(jù)所述近地表探測方法和方案搜集近地表數(shù)據(jù)； 根據(jù)搜集的所述近地表數(shù)據(jù)，對初步的速度場模型進行修正，得到地表地質(zhì)同波速分 層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。
9. 一種地球物理的近地表三維速度場研究裝置，其特征在于，包括： 地質(zhì)信息獲取單元，用于根據(jù)研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)和研究內(nèi)容，獲取所述研究區(qū)的地質(zhì) 信息； 基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫建立單元，用于對獲取的地質(zhì)信息，按照數(shù)據(jù)來源進行分類得到基礎(chǔ) 資料數(shù)據(jù)庫； 地質(zhì)因素確定單元，用于根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，確定不同環(huán)境因素和地 質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響； 現(xiàn)場收集區(qū)域確定單元，用于根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫中的資料，結(jié)合確定的不同環(huán) 境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度的影響，分析確定所述研究區(qū)的現(xiàn)場數(shù)據(jù) 收集區(qū)域； 三維模型建立單元，用于收集確定的現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)，根據(jù)收集的所述 遙感數(shù)據(jù)，建立三維地質(zhì)要素概念模型； 初測位置和方案確定單元，用于根據(jù)所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫和所述三維地質(zhì)要素概念模 型，確定近地表調(diào)查初測位置和近地表初測方案； 現(xiàn)場數(shù)據(jù)獲取單元，用于按照確定的近地表調(diào)查初測位置和近地表初測方案，進行施 工，獲取現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)； 調(diào)整單元，用于根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)對所述三維地質(zhì)要素概念模型進行調(diào)整，直 至所述三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)； 地質(zhì)與速度場模型建立單元，用于在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型 的基礎(chǔ)上，建立地表地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述地質(zhì)信息獲取單元具體用于從地質(zhì) 圖、地貌及第四紀地質(zhì)圖、地層綜合柱狀圖、地質(zhì)剖面圖、微測井數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、探地 雷達數(shù)據(jù)、遙感雷達圖像、遙感照片、野外實地考察獲得的記錄、當?shù)貧鉁匦畔?、當?shù)亟邓?息、地下含水層分布信息、地下水位變化信息中的至少一種，獲取所述研究區(qū)的地質(zhì)信息； 其中，所述研究區(qū)的地質(zhì)信息包括以下至少之一：地層、構(gòu)造、風化、水文特征和氣候條件。
11. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫建立單元，包括： 類型劃分模塊，用于按照數(shù)據(jù)來源將獲取的地質(zhì)信息分為以下6個大類：基礎(chǔ)地質(zhì)圖 件、勘察數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、野外考察數(shù)據(jù)和水文氣象數(shù)據(jù)； 基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫建立模塊，用于以劃分后的6個大類作為邏輯結(jié)構(gòu)，建立所述基礎(chǔ)資 料數(shù)據(jù)庫。
12. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)境因素和地質(zhì)因素包括以下至少之 一：巖性、密度、孔隙度、水飽和度、壓強、風化作用和低溫。
13. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述三維模型建立單元包括： 標準確定模塊，用于確定分界線的劃分標準； 分界線劃分模塊，用于根據(jù)所述劃分標準，對所述遙感數(shù)據(jù)進行初步遙感解譯，劃分分 界線； 外推模塊，用于在劃分的分界線的基礎(chǔ)上，外推出邊界界限； 三維模型建立模塊，用于根據(jù)外推出的邊界界限，建立三維地質(zhì)要素概念模型。
14. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)整單元包括： 差值確定模塊，用于根據(jù)獲取的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)驗證確定的地質(zhì)要素概念模型與預(yù)定預(yù) 期值之間的差值； 調(diào)整模塊，用于在差值大于預(yù)定閾值的情況下，調(diào)整不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述 研究區(qū)近地表地層速度的影響； 重建模塊，用于根據(jù)調(diào)整后的不同環(huán)境因素和地質(zhì)因素對所述研究區(qū)近地表地層速度 的影響，重新建立三維地質(zhì)要素概念模型，直至建立的三維地質(zhì)要素概念模型中的地質(zhì)要 素同波速相適應(yīng)。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)整單元，還包括： 關(guān)聯(lián)關(guān)系建立模塊，用于在重新建立三維地質(zhì)要素概念模型之后，根據(jù)地質(zhì)要素同波 速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型，建立波速要素和地質(zhì)要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系； 報告形成模塊，用于根據(jù)建立的波速要素和地質(zhì)要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對所述地質(zhì)要素同 波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型進行可行性分析，形成可行性分析報告。
16. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述地質(zhì)與速度場模型建立單元，包括： 初步速度場模型建立模塊，用于在地質(zhì)要素同波速相適應(yīng)的三維地質(zhì)要素概念模型的 基礎(chǔ)上，建立初步的速度場模型； 分析模塊，用于分析所述初步的速度場模型，確定近地表探測方法和方案； 搜集模塊，用于根據(jù)所述近地表探測方法和方案搜集近地表數(shù)據(jù)； 修正模塊，用于根據(jù)搜集的所述近地表數(shù)據(jù)，對初步的速度場模型進行修正，得到地表 地質(zhì)同波速分層相協(xié)調(diào)的地質(zhì)與速度場模型。
【文檔編號】G06T17/00GK104316978SQ201410592784
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】葉勇, 潘懋, 曾齊紅, 高中博, 謝興, 李魁星, 張友焱, 胡艷, 劉松, 張強 申請人:中國石油天然氣股份有限公司