[发明专利]一种高斯束中心射线与成像点位置关系判别方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于向量的高斯束中心射线与成像点位置关系判别方法及装置，本对常规高斯束叠前深度偏移成像的技术改进，重点改进了在高斯束偏移成像程序后台运行过程中的一个影响成像精度与效率的关键环节──成像点与射线节点位置判别──时常规算法利用基于距离并遍历射线节点而造成效率低下的问题。与目前已公开的其他方法相比，本发明综合利用射线传播的方向性、射线本身的微分特性、高斯束的局部特性和相邻成像点相近的特性，基于垂直点思路，应用向量方法，有效避免了多值问题的产生，在提高了垂直点思路的精度的同时，提高搜寻效率。

技术领域

本发明涉及地震勘探技术，具体涉及一种基于向量的高斯束中心射线与成像点位置关系判别方法及装置。

背景技术

高斯束偏移程序运行的过程中，在求取射线中心位置点的射线追踪与求取射线动力学特性的动力学射线追踪过程完成以后，即进入成像点与射线中心点的匹配过程。在如图1所示的成像点与中心射线关系示意图中，I为成像点，l为中心射线，O为射线原点，P₁到P₅为经过射线追踪得到的射线节点。为了求取射线外成像点I上的成像值，需要对I点所所对应的中心射线进行匹配，匹配原则即I点在射线上的垂足点I`点。

在常规高斯束成像算法中，为了获得成像点与中心射线一般有以下两种方法：一是在整个射线上寻找与成像点的连线垂直于射线的某一点(以下简称垂直点方法)；二是遍历所有的射线点，计算并提取最近点(以下简称最近点方法)。若对于每根高斯束，中心射线上的点数目为N_ω，需要计算的成像点数为N，在针对其的成像过程中，垂直点思路与最近点思路的运算时间复杂度均为O(N·N_ω)。Hale认为应用垂直点思路进行搜索，会出现单射线多值问题，从而影响高斯束的精度，因此应用最近点思路更为恰当。其借鉴计算机科学包围盒算法，将最近点思路的运算时间复杂度降为O(N·(N_C+kN/N_C))，其中N_C为射线包围盒的总数目，k为对每个成像点实际进入包围盒进行运算的次数(一般为一个很小的数)，但是该方法需要进行大量空间中两点距离的计算运算量较大。Hill以及Gray基于上述方法并利用粗网格插值进行成像。

目前已公开的所有方法仅仅以射线节点与成像点的空间位置关系为基础解决问题，而没有考射线传播的方向性、射线本身的微分特性、高斯束的局部特性和相邻成像点相近的特性，从而导致其精度以及搜寻效率都比较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于向量的高斯束中心射线与成像点位置关系判别方法及装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种基于向量的高斯束中心射线与成像点位置关系判别方法，向量内积的运算量明显小于前文所述的空间中两点距离运算，且在利用中心射线l与成像点I 在高斯束偏移过程中实际的空间相对关系所具备的以下三点基本特性(4)，即“偏移成像过程中，成像点一般呈规则分布且间距较小，因此可以在前一次搜索的基础上对下一个成像点进行匹配”后，利用本文的方法还能进一步降低运算时间复杂度至约O(N)，也就是说本发明不但利用“向量法”中对向量内积的计算替代常规的“最近点方法”中的空间中两点距离计算降低了运算量，还利用偏移过程中的空间特性降低了计算的时间复杂度，所述方法包括：