[发明专利]一种基于多属性超体素图割的河道三维建模方法

说明书

本发明提供了一种基于多属性超体素图割的河道三维建模方法，属于地质体三维模型构建领域。针对单一地震属性对河道刻画的不足，本发明提出了一种基于改进的局部线性嵌入的多属性融合方法，通过ISOLLE算法将优选的多种属性融合成为新的属性，考虑到地震属性数据间存在的非线性关系，采用一种非线性的融合方法，融合后的属性优于之前的多种属性，对河道边缘与区域刻画的准确性都得到了提升，为下一步的分割和重建打下了良好的基础；本发明基于超体素和图割的河道分割方法，通过简单线性迭代算法生成三维超体素，生成的超体素很好的贴合了河道的边缘，并且具有良好的同质性，再结合图割框架得到最终的分割结果，提取等值面的方式得到河道表面的三维模型。

技术领域

本发明属于地质体三维模型构建领域，特别涉及一种基于多属性超体素图 割的河道三维建模方法。

背景技术

地质体(河道)三维模型构建是地震数据解释中最重要的任务之一，因为 大多数重要的油气藏都存在于地质体周围。地质体的三维模型不仅能够直观地 表现地质体的构造形态以及在三维空间的分布状况，使解释人员能够对地质体 进行定量的分析，同时也为油藏数值模拟、储量计算井位部署提供重要依据。

边缘检测的方法是用于地质体检测的一种常见方法，采用基于边缘检测的 方法识别盐丘边界，但由于地震数据中存在较大的噪声，这种方法并不能达到 理想的效果。现有技术中还有一种将3D边缘检测器与倾角导向结合的方法用于 地质体的检测，提高了信噪比与边缘连续性，使地质体的边界形状更清晰。但 基于边缘的方法对振幅的变化依赖性较强，在边缘的瞬时振幅变化不明显时， 无法得到很好的检测效果。为了克服这些问题，引入了基于纹理属性的地质体 识别方法。可使用一组纹理属性来预测3D立方体中每个像素属于盐丘的概率， 再通过分割找到盐丘边界。现有技术针对边缘处像素变化较大这一特点，使用 纹理梯度来检测盐丘的边界。但对于基于纹理的方法，窗口的大小对识别结果 有很大的影响，对不同工区来说不具有普适性。有一种组合的边缘与纹理属性 的混合分类方法，兼具边缘法和纹理法的优点，能较好的检测盐丘。进一步将 边缘检测、几何和纹理三种属性结合起来，再通过支持向量机(SVM)进行半 自动的断层检测，检测结果与原始图像较匹配。

但与盐丘、溶洞等地质体不同，河道本身并没有明显、确定的边界，同时 河道经常变化、交叉，连续性较差，因此以上地质体识别分割的方法并不能很 好的应用在河道分割中。

很多学者从地震属性的角度来分割河道。地震属性是通过一定的算法从原 始三维地震数据中提取出的数据体，地震属性从不同的角度反映了地震数据的 特点，不同的地质构造在属性值上显示出不同的特征。首先用地震属性来辅助 分析河道，通过对多个地震属性切片图的对比分析，综合比较划分河道边界。 但在此方法中，数据的信噪比极大地影响了地震属性分辨率与质量，且部分地 震属性对河道的划分并没有帮助。将RGB多属性融合技术应用到河道的识别中， 使河道边缘更加清晰，分辨率提高。通过相干性和谱分解将地震属性分解为三 个频段，分别用不同颜色表示，再通过RGB混频技术进行可视化，能够快速有 效的识别河道。但RGB融合技术只能融合三种属性，具有一定的局限性，在需 要融合更多种属性时不适用，并且大多数研究只是使用可视化技术辅助主观判 断，并没有定性的分割出河道边界。

近年来，很多学者把地质问题与图像结合起来以达到准确分割目的。将改 进的PRC分割算法应用于二维和三维的地震图像中，能够半自动的精确分割盐丘 边界。使用最优路径拾取算法在新图像中提取盐丘边界，该算法通过选择具有 全局最大包络值的最佳路径来跟踪高度不连续的盐丘边界，能够快速更新得到 盐边界。

基于图像的方法在河道地质体的问题上也同样适用。为了解决河道结构复 杂、连续性差等问题，通过图像处理中steerable pyramid的方法来增强河道的局 部线性特征。有一种置信度和曲率引导的水平集方法从三维地震数据中分割河 道。在融合多种地震属性的基础上，用水平集的方法对溶洞、河道等多种地质 体进行了分割建模。但基于水平集的方法比较依赖初始形状，且计算效率比较 低。