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《南京理工大学》 2004年
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基于微机的三维地震数据可视化技术研究

马仁安  
【摘要】:地震勘探经历从二维、三维到如今的四维地震,这对地震勘探数据的传统二维解释方法提出了挑战,明显的不足就是没有充分利用三维或四维数据体所包含的信息,丢失了大量有用信息,造成对地质结构及岩性的误判,即解释的效率不高。因而,三维及四维地震数据的真三维解释就显得尤为重要,而这主要依赖于数据场可视化技术和虚拟现实等技术在地震勘探数据解释中的应用。 本文依据九十年代兴起的可视化方法和虚拟现实技术,对三维地震数据体进行图形化显示,直观、形象地呈现地质体的分布和结构特征。从数据体的分类、可视化模型、层位分割和可视化方法等方面作了详细论述,最后,依据上述方法建立了一套基于PC的地震勘探数据可视化解释系统。 层位的分割是地质结构及岩性分析的主要工作。根据体素间的连通关系,提出了基于种子点的分割方法,这是一种粗略的分割方法。有时需要精确地分割出层位或特殊地震相,为此,提出了基于局部信息的区域增长方法,以提高层位的分割精度。根据地震勘探数据的固有特点,论述了几种一致性判别函数,总的来说,对几类一致性判别函数定义的要求是:如果分割的精度要求高,则速度慢;反之,速度要求快则分割的精度就会相应下降。对于特殊地震相,如三角洲,古河道,则利用“中心体素”法,将三维分割简化为二维分割,提高了整个分割速度。 在可视化过程中,数据的分类和可视化模型是实现可视化的关键,本文利用了一种称之为变密度粒子模型。数据体中体素的亮度与此体素的属性值有关,如振幅值和相干系数。不同属性值用几类伪彩色来表示,也可以用灰度级表示。而不透明度的设置则是最为困难的问题,因为事先是无法知道感兴趣的地质体的振幅构成情况。为此,提出一种基于双向域的设置方法,即图象空间和转换函数空间相互对照的设置方法,从而能够很快地绘制出感兴趣的地质体,克服了现有的设置——绘制——设置的不断尝试的转换函数定义方法。 现有的各类可视化方法,一般都是基于医学图象数据的,其数据量相对较小,内部结构相对固定,而且可以将整个数据体根据几个主要灰度级分成有限几类。地震数据体内部一般是不固定的,事先无法分类,这就使得现有的可视化方法对于地震数据来说基本上不再适用,需要加以简化,以满足地震数据解释的交互性要求。文中分析了四类主要的可视化方法,从各自的特点看,只有基于纹理的绘制方法基本满足交互要求,但其对硬件依赖程度较高,对于一般基于微机的图形卡无法实现或绘制速度较慢,这是由于一般的图形卡显存较小的缘故,针对这一不足,本文提出了等值体素绘制方法,此方法将体素与OpenGL的点元一一对应 摘要 博士论文 起来,使得体绘制变成为面绘制,因而绘制速度较快,但缺点就是清晰度不够。 对于地震数据解释来说,基本上能够满足要求。 基于以上方法,本文建立了基于微机的地震数据可视化解释系统,并根据立 体显示原理,实现了三维图形的立体显示,从而更直观地判断各类地质体的空间 关系。系统能够将传统的切片显示与直接体绘制结合起来,并对相干体进行可视 化,能够分割各类复杂断层,以及一些非构造特征,如三角洲的提取与三维显示, 以及其属性分布等。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP391.4

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