利用图像边缘检测方法实现地震剖面同相轴自动拾取

【摘要】随着油气勘探开发程度的深入，油气勘探难度也在不断加大，作为油气检测的基础，地震层位自动拾取和判别的工作显得越来越重要。同时，由于实际情况的地质层位与地震剖面中的同相轴具有对应的关系，所以要获取有效地层位置必须首先在实际的地震记录中对各同相轴进行连续性追踪和识别。同相轴的追踪是利用地震记录上有效波的动力学特点和运动学特点来识别并且追踪来自同一界面反射波的过程。其传统方法是解释人员通过比较各道记录上波的某一个或几个极值的相位来识别和追踪拾取地震同相轴。传统的人工拾取方法既费时费力，又受到人为先验知识的影响，所以为了克服传统人工拾取同相轴的这些弱点，人们广泛研究了地震层位的自动提取方法。为了追踪同相轴的轨迹，经过许多学者的努力，已经发展了许多算法，如模式识别、倾角扇形算法、相关算法、边缘检测、神经网络、小波、识别模式及混沌理论等，这些都能够追踪出地震剖面同相轴的轨迹曲线。此外还有三维构造可视化研究、层析成像及其他地震资料图像处理文献都为地震剖面同相轴自动拾取的研究开拓了思路。本文通过对比倾角扇形算法、相关算法、边缘检测与神经网络四种自动识别同相轴技术，了解它们的优缺点，从而确定计算机图像学边缘检测方法检测地震剖面同相轴的独特优势。通过对比各种边缘检测算子方法对地震剖面的边缘检测效果，从而确定使用Canny边缘检测算子对地震剖面进行边缘检测，能够准确的检测出同相轴。但边缘检测的结果是灰度突变区域的边界线，并不能直接作为同相轴检测结果。根据地层反射同相轴灰度值较小的这一特性，提取强灰度边界线的中轴作为同相轴的检测追踪结果，得到了正确的同相轴检测结果。通过对地震勘探SEG-Y标准数据文件的了解，用高级编程语言C++实现文件数据的读取，利用VC++中的MFC平台，实现地震数据可视化的编程。然后将边缘检测技术中的Sobel边缘检测算子、Prewitt边缘检测算子、Canny边缘检测算子的算法用C++语言实现，并加入平台对地震数据可视化得到的地震剖面进行处理，得到最终的处理效果。对经过处理的图像进行效果比对，从而可以发现Canny算子能够准确的检测到地震剖面同相轴。对使用Canny边缘检测算子处理后的剖面提取同相轴灰度边界线后进行填充，可以得到自动拾取同相轴的地震剖面。
【作者】李旭；
【导师】刘怀山；
【作者基本信息】中国海洋大学，地球探测与信息技术，2014，硕士
【关键词】边缘检测；同相轴拾取；Canny边缘检测算子；地震数据可视化；

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