Накапливание трасс.

← Назад

Программа предназначена для накапливания (сложения) нескольких трасс, полученных на одной кабельной глубине. В результате сложения некоррелированный шум, присутствующий в каждой из трасс, уменьшается.

Программа может использоваться в следующих случаях:

Многократные взрывы при неподвижном зонде. Точки наблюдения не накладываются друг на друга при разных положениях зонда. В этом случае складываются трассы, полученные с одинаковых каналов записи сейсмостанции.
Точки наблюдения накладываются друг на друга при разных положениях зонда. В этом случае складываются трассы, полученные на одной кабельной глубине и обладающие одним типом (поля TYPE и COMP).

Если имеет место комбинированный случай, рекомендуется дважды обработать данные: сначала как для случая 1, потом результат - как для случая 2.

В программе реализованы два алгоритма накапливания:

Прямое суммирование трасс.
Суммирование по методу "ПОЛИКОР".

Взаимодействие с другими программами.

Программа предназначена для использования на ранних стадиях обработки данных. Для работы алгоритма "ПОЛИКОР" требуется годораф первых вступлений. Он может быть рассчитан с помощью программы FBD и должен быть сохранен в ЛБД.

Программа является PEP-клиентом, то есть, она запускается из-под оболочки пакетного запуска pktexec, предоставляющей сервис по заданию параметров, управлению выполнением и просмотру протокола работы программы.

Описание.

Сеанс работы.

Задание параметров и запуск программы происходит из-под оболочки пакетного запуска pktexec. Типовой сеанс работы состоит из следующих шагов:

Запуск программы из меню пакета ВСП.
Задание проекта, в каталоге данных которого находится исходная модификация (пункт меню File -> Project...).
Выбор исходной (подлежащей накапливанию) модификации сейсмических трасс. (параметр Non-stacked data modification).
Задание результирующей модификации накопленных сейсмических трасс. (параметр Stacked resulting data modification).
Выбор годографа первых вступлений из списка (параметр First break hodograph). Годограф должен рассчитан по исходной модификации трасс. Годограф используется в алгоритме "ПОЛИКОР" и в режиме отбраковки по разнице энергий слева и справа от первых вступлений. В алгоритме прямого суммирования годограф не нужен и может не указываться.
Задание режима суммирования: Policor - "ПОЛИКОР" или Direct sum - прямое суммирование. Вариант "ПОЛИКОР" более устойчив к помехам в исходных трассах.
Задание числовых параметров, описанных в пункте пп. 3.2.1.
Запуск программы на выполнение (кнопка Start в панели инструментов или пункт меню PStack -> Start).
Пользователь может следить за ходом работы программы по прогресс-индикатору на панели выполнения.
После успешного завершения программы в панели результатов должно быть выдано имя модификации результата и несколько числовых параметров, описывающих проделанную программой работу (см. пп. 3.2.3).
Для просмотра протокола прохождения программы надо нажать кнопку View log в панели инструментов или выбрать пункт меню PStack -> View log.
Для выхода из среды пакетного запуска нужно нажать кнопку Exit в панели инструментов или выбрать пункт меню File -> Exit.

Параметры обработки.

Входные параметры (панель Parameters).

Non-stacked data modification

Модификация трасс, требующих накопления.

Stacked resulting data modification

Модификация накопленных трасс.

First break hodograph

Таблица БД с годографом первых вступлений. Требуется указывать только для алгоритма накапливания "ПОЛИКОР".

Method of stacking

Используемый метод накапливания трасс:

Policor - взвешенная сумма выстроенных по максимуму корреляции трасс после отбраковки;
Direct sum - прямая сумма трасс.

Mode of stacking

Используемый режим суммирования (способ сборки пачек трасс):

Multiple records

Накапливание повторных воздействий;

Overlapped geophones

Суммирование трасс с перекрывающихся точек зонда.

Offset of the left boundary analysis band, ms

Смещение от годографа левой границы области анализа взаимных сдвигов и подобий. Положительное число. Используется только в режиме "ПОЛИКОР".

Width of analysis band, ms

Ширина области анализа взаимных сдвигов и подобий. Положительное число. Используется только в режиме "ПОЛИКОР".

The most allowed shift, ms

Наибольший допустимый сдвиг трассы относительно всех остальных в подборке накапливаемых трасс. Положительное число, не большее половины ширины области анализа. Используется только в режиме "ПОЛИКОР".

ACF computation base, ms

Шаг смещения скользящего интервала вычисления ФВК.

Count of ACF computation bases, >1

Количество шагов вычисления ФВК. Большее значение увеличивает время вычислений и их точность. Положительное число больше 1. Используется только в режиме "ПОЛИКОР".

Energy influence coefficient, 0..1

Коэффициент учета весов по подобию и энеpгии в совокупной весовой функции. Коэффициент является регуляризатором, не дающим шумовым трассам с маленькой амплитудой сильно занизить амплитуды хороших трасс. Значение равное 0 обозначает отсутствие индивидуального влияния энергий трасс на отбраковку (используется средний энергетический коэффициент). Положительное число от 0 до 1. Используется только в режиме "ПОЛИКОР".

The multiplier of standard deviation of energies ratio\nin 100 samples after and before Tfb for setting low allowed\nlevel of this ratio at elimination of traces, >=0, 0 - elimination is disabled

Отбраковывать трассы по критерию отношения энергии 100 отсчетов справа от годографа к энергии 100 отсчетов слева от годографа. Трасса бракуется если значение указанного отношения меньше 10 и меньше разности среднемедианного значения, полученного по всем кондиционным суммируемым трассам, и стандартного отклонения, умноженного на заданный множитель. Для трасс, сильно зашумленных в области первых вступлений. Значение 0 отключает отбраковку. Положительное число. Используется только в режиме "ПОЛИКОР".

Информация времени работы программы (панель Runtime).

Count of processed input traces: Визуально показывает долю обработанных входных трасс.
Current cable depth, m: Текущая кабельная глубина.

Параметры результатов (панель Results).

Count of all input traces: Общее количество поданных на вход трасс.
Count of all input traces: Общее количество поданных на вход трасс.
Count of actual input traces: Количество актуальных трасс, поданных на вход программы.
Count of traces considered bad: Количество отбракованных по различным признакам трасс. Причины отбраковки каждой трассы содержатся в протоколе прохождения программы.
Count of output stacked traces: Каждая накопленная трасса соответствует блоку (пачке) ненакопленных трасс.

Пользовательский интерфейс.

Для детального ознакомления с пользовательским интерфейсом оболочки пакетного запуска, смотри описание программы pktexec. Ниже приводится пример окна оболочки с активной панелью ввода параметров:

Метод "ПОЛИКОР".

Для совокупности накапливаемых трасс вычисляется матpица ФВК каждой из тpасс в интеpвале анализа с остальными тpассами.

Для каждого pяда опpеделяется сумма максимумов ФВК. Пpоизводится pанжиpование pядов ФВК по величине суммы их максимумов. Опpеделяется ФВК от ФВК и пpоизводится накапливание pядов ФВК от ФВК в pанжиpован- ном поpядке. Для этого опpеделяется сдвиг максимума суммаpного ФВК каждого pяда относительно pяда с максимальным pангом и ввод этого сдвига в тpассы ФВК.

По тpассам суммы ФВК со сдвигом и опpеделяются пеpвичные сдвиги исходных тpасс относительно тpассы ФВК с максимальным pангом. Вычисляется сумма максимумов ФВК каждой тpассы относительно остальных тpасс. Путем паpаболической интеpполяции уточняется амплитуда в точке максимума экстpемума.

Пpоводится медианная оценка пеpвичных сдвигов пpи 20% отбраковке значений. Сумма максимумов ФВК с учетом числа тpасс пеpеводится в коэффициент подобия тpассы относительно совокупности остальных трасс.

На основе коэффициентов подобия формируется таблица качества трасс, представляющая собой информацию по использованию трасс при дальнейшей обработке. Производится медианная оценка коэффициентов подобия. Трасса, для которой отклонение коэф. подобия больше чем отклонение медианной оценки от 1, отбраковывается. Трассы, у которых коэф. подобия меньше чем 0.1, также отбраковываются. В соответствии с таблицей качества, формируют окончательные сдвиги .

В каждую исходную неотбpакованную тpассу вводится сдвиг.Таким обpазом, тpассы совмещаются по фоpме записи пpямой волны пеpед весовым суммиpованием. По таблице амплитуд одноименного экстpемума пpямой волны пpоизводится медианная оценка. Значения каждой из тpасс умножаются на коэффициент медианной оценки нормированный по амплитуде трассы.. Тем самым тpассы выpавниваются по амплитуде и устpаняется их неидентичность по энеpгии возбуждения.

Мeтодом скользящего интеpвала pасчитываются весовые коэффициенты по подобию и энеpгии. Длина скользящего интеpвала беpется pавной пpоизведению паpаметpа KLE на длину элементаpной базы LE. Шаг смещения интеpвала также pавен LE. На каждой элементаpной базе для совокупности тpасс pасчитывается матpица значений ФВК без относительного сдвига.

Коэффициенты подобия фоpмиpуются из значений этой матpицы как отношение суммы пpоизведений значений тpасс k,j на KLE элементаpных базах к коpню квадpатному пpоизведения суммы квадpатов k и j-ой тpасс k, пpичем k не pавно j. Полученное отношение нормируется.

Сумма весов по подобию на интеpвале пpиводится к единице. Пpи этом отpицательные значения весов по подобию пpедваpительно обнуляются.

Весовые коэффициенты по энеpгии получаются суммиpованием энеpгии (ФВК пpи k=j) по KLE элементаpным базам для каждой тpассы. Затем сумма обpатнопpопоpциональных значений энеpгии пpиводится к единице.

Pасчитанные значения коэф. по подобию и коэф. по энергии относятся к центpу интеpвала. Mежду центpами интеpвалов пpоизводится линейная интеpполяция этих коэф. Пpи кpайних положениях интеpвала полученные значения коэффициентов pаспpостpаняются соответственно до начала и конца тpассы.

Pезультативная суммотpасса получается весовым суммиpованием всех тpасс с учетом коэффициентов по подобию и по энергии. Параметр PE определяет влияние коэф. по энергии. PE связан с регулиризатором, не дающим шумовым трассам с маленькой амплитудой сильно занизить амплитуды хороших трасс. При PE=1 в расчете коэф. по энергии учитывается энергетика каждой трассы индивидуально, при PE<0 учитывается энергетика трассы в сравнении со средней энергетикой совокупности трасс.

Входные данные.

Трассы.

Программа принимает на вход модификацию ненакопленных трасс. Если используется алгоритм "ПОЛИКОР", то для каждой пачки трасс должно быть определено время первых вступлений, которое ищется в таблице годографа по кабельной глубине и номеру канала (HCAB, NTR). В рассмотрение принимаются только актуальные трассы.

Таблицы БД.

Программа использует годограф первых вступлений для корреляции трасс по методу "ПОЛИКОР". Годограф может быть определен с помощью программы FBD.

Выходные данные.

Трассы.

Программа создает модификацию накопленных трасс. Трассы записываются по убыванию кабельных глубин (снизу вверх) вне зависимости от порядка трасс во входном файле. Для каждой пачки входных трасс формируется одна выходная.

Требования к окружению.

Операционное окружение.

Программа получает имя рабочего проекта через переменную среды PROJECT. В случае запуска программы из-под оболочки, это условие выполняется путем выбора рабочего проекта.

Программа определяет местонахождение системных файлов пакета из переменной VSPHOME, определенной в профиле пользователя или в файле setup в домашнем каталоге пользователя пакета. Файле setup данная переменная может выступать также под именем VSP.

Используемые файлы.

Программа ищет описание параметров в файлах $VSPHOME/etc/PStack.pep и $VSPHOME/etc/vsp.pep.

В домашнем каталоге пользователя должен присутствовать файл setup, содержащий пути к каталогам данных, заданий и протоколов прохождения проектов, а также пути к системным файлам пакета ВСП.

Прочие требования.

Прочие требования накладываются оболочкой пакетного запуска pktexec.

Сообщения пользователю.

Способ доведения сообщений до пользователя.

Все сообщения выводятся в стандартный поток ошибок. В случае запуска программы из-под интерактивной оболочки сообщения сохраняются в файле протокола прохождения задания LOG/$PROJECT/PStack-#.log. Сообщения классов серьезности EL_FATAL и EL_ERROR помещаются по завершении работы программы в область сообщений интерактивной оболочки.

Описание информационных сообщений.

Программа создает подробный протокол своей работы, позволяющий при желании выяснить шаги алгоритма "ПОЛИКОР" и принятые решения по отбраковке трасс.

Ниже приводится пример протокола прохождения с комментариями.

INFO: Job number is 35. INFO: Developer's level of the session is 1. INFO: Start of PStack application. INFO: Version: unknown. INFO: Project: Gu648 INFO: Moment: 2001/01/09 17:32:49: Начало работы программы - стандартный заголовок протокола работы.
INFO: Policor method of stacking. INFO: Repeated observation stacking mode.: Выбранные пользователем режимы накапливания и сборки трасс в пачки.
INFO: First break for HCAB=1500 NTR=3 is 962.734 ms. INFO: Trace HCAB=1500 NMGL=3 NTR=3 COMP='Z' TYPE='D' is stacked. INFO: Trace HCAB=1500 NMGL=54 NTR=3 COMP='Z' TYPE='D' is stacked.: Сообщения о трассах пачки и времени на годографе для них.
EL_WARNING: Can't stack by POLICOR due to first break isn't found: HCAB=1300 NTR=5: Сообщение об ошибке в случае если для какой-либо пачки не найдена запись с временем первых вступлений в годографе.
INFO: HCAB=3090 m, channel NTR=9, first break TFB=1140.4 ms, traces 2: Сообщение о начале суммирования 2 трасс с номером 9 на кабельной глубине 3090 и с указанным временем первых вступлений, прочитанном из таблицы годографа.
INFO: Shifts determination (zero traces: 0, short window: 0, error code 0): INFO: No. Shift,ms Amplitude Quality INFO: 1: -0.4490 4.581e+00 -> good INFO: 2: +0.4490 4.433e+00 -> good: Сообщение с информацией об определенных программой взаимных сдвигах трасс по ФВК. Качество обеих трасс оценено как хорошее.
INFO: Energy difference: INFO: No. Left energy Right energy Proportion Quality INFO: 1: 2.446e-01 2.022e+01 82.6488 -> good INFO: 2: 5.533e-01 3.867e+01 69.9 -> good INFO: 2 good traces for summation on HCAB=3090 NTR=9: Таблица отбраковки по энергии. Обе трассы признаны хорошими.
INFO: Append the only trace: HCAB=1540 NMGL=52 NTR=6: Запись суммотрассы в результирующий файл если пачка состоит из единственной трассы.
INFO: Append stacked trace: HCAB=1520 NMGL=3 NTR=3: Запись суммотрассы в результирующий файл.

Описание диагностических сообщений.

"ERROR: Can not open '%s' modification due to %s.": Ошибка при открытии исходной модификации (см. список ошибок).
"ERROR: Can not create '%s' modification due to %s.": Ошибка при создании результирующей модификации (см. список ошибок).
"ERROR: Can not open '%s' db table due to %s.": Ошибка при открытии таблицы годографа (см. список ошибок).
"ERROR: Bad offset of the left boundary analysis band.": Недопустимое значение параметра Offset of the left boundary analysis band, ms
"ERROR: Bad width of analysis band.": Недопустимое значение параметра Width of analysis band, ms
"ERROR: Bad the most allowed shift.": Недопустимое значение параметра The most allowed shift (up to half of analysis band width), ms
"ERROR: Bad computation base.": Недопустимое значение параметра Computation base, ms
"ERROR: Bad count of computation base.": Недопустимое значение параметра Count of computation bases, >1
"ERROR: Bad energy influence coefficient.": Недопустимое значение параметра Energy influence coefficient, 0..1
"ERROR: Bad minimum of allowed energy difference.": Недопустимое значение параметра Minimum of allowed energy difference in 100 samples around Tfb, >=0
"ERROR: Bad method of trace stacking.": Ошибка задания параметра метода накопления. Ошибка при комплектации пакета.
"ERROR: Bad mode of trace stacking.": Ошибка задания параметра режима сбора трасс в пачку. Ошибка при комплектации пакета.