通過計算機編程快速讀取地震數據的方法

胡斌

摘 要：本文主要主要對地震數據對存儲特點、存儲數據對格式簡要說明，提出了一種利用計算機編程快速讀取地震數據的方法。

【關鍵詞】計算機編程 讀取 地震數據

油氣資源的開發在國家發展中占有重要的地位，為了進一步的促進油田的生產穩定，往往需要在開采前進行地質情況探測。地震采集則是一種深入挖掘油田開采潛力的勘探手段，在地震勘探的過程中，往往會產生大量的采集數據，對于這些數據的存數方式十分重要的。本文主要主要對地震數據對存儲特點、存儲數據對格式簡要說明，提出了一種利用計算機編程快速讀取地震數據的方法。

1 地震數據的存儲特點

地震數據的存儲于我們一般所說的數據存儲不同，一方面，地震采集過程中，會產生十分龐大的采集數據，在一個區塊中采集數據就會產生上百個TB；另一方面，地震采集數據與油田開發有著極為緊密的聯系，因此其對于數據精度的要求高，并且為了區分與其他數據，地震數據往往有行業獨特的數據格式和標準。

1.1 地震數據的來源

地震數據主要來源于地震勘探過程，通常情況下，地震勘探主要包含了三個過程：野外采集過程、室內地震資料處理過程以及地震資料解釋三個階段。采集得到的是最為原始的地震數據，而資料處理過程中得到的是經過處理的地震數據，地震資料解釋階段往往數據較少。

野外采集過程中，勘探工作者往往會根據勘探計劃，將地震儀器放置在野外進行數據采集勘探，這一時期產生的勘探數據是多種多樣的，數量極為龐大，這些采集數據往往被存儲在地震磁帶之中，主要的地震數據包括有高程、坐標等。

在資料處理過程中，相關工作人員往往會根據計算機對原始的采集數據進行科學計算，繼而產生一些結果性的地震數據。

1.2 地震數據的類型

在地震勘探的三個過程中，各自會產生不同類型的地震數據。在野外采集過程中，通常采用微測井方法進行地表調查，所產生的地震數據包含有：原始數據盤、低降速帶解釋成果、圖形文件、施工設計、高程、坐標等不同的類型。在地震資料處理過程中，通常會根據不同的處理流程產生不同類型的數據類型，在地震資料的皆是過程中，解釋人員根據地質任務以及設計要求進行地震數據解釋，所產生的成果數據往往與上一個流程相差無幾。

2 地震數據的格式

地震數據的格式往往以特定的記錄方式記錄在磁帶上，地震數據的格式最初包括有十幾種的格式，但隨著計算機的迅速發展，現階段用于地震數據存儲的格式選擇往往只有SEG-D格式和SEG-Y格式兩種。通常情況下，SEG-D格式往往應用在野外數據采集過程，作為原始數據的格式，而SEG-Y格式則是地震資料處理過程中的特定存儲格式，作為一種數據交換的標準。

SEG-Y格式分為四個部分：第一部分是以3200個字節組成的數據塊，主要是有關磁帶記錄的輔助信息，第二部分是二進制文件頭400個字節組成的數據塊，記錄有采樣間隔、記錄長度及格式碼等重要參數，第三部分是地震道數據，在磁帶上每一道表現為一個記錄，第四部分是結束標記EOF或EOT。SEG-Y格式的道記錄分為兩部分，第一部分是地震道的道頭字，記錄了本道的有關信息、第二部分是地震道的樣點值。

3 通過計算機編程快速讀取地震數據的方法

SEG-Y文件通常由文件頭文件和數據體兩個部分組成，數據體是訪問和讀取的主體，其中包含了大量的地震數據，而頭文件是對文件的一種參數說明，給文件的讀取提供必要的信息。文件頭總長度分為字符型文件頭和二進制文件頭，數據體則是由多個數據道組成。

3.1 讀取文件頭

字符型文件頭的數據通常需要將其中的EBCDIC代碼轉換成ASCII代碼后就能夠正確顯示，因此常用的讀取方式就是建立兩種代碼的關系對應碼。而對于二進制文件頭的讀取則相對的復雜一些，這是因為二進制文件頭是由二進制數據構成，包括16位和32位兩種數據形式，在讀取的過程中要注意其存儲格式，工作站與計算機對文件頭的存儲迅速存在相反的情況。

對于二進制文件頭的讀取流程如下：讀取400個字節的文件信息進入內存——按照地址從低到高的順序存放——數據的存數位數——轉換字節數。例如讀取一個16位的數據，讀取第一個字節放入一個16位臨時整型數中，將整型數據左移8位，然后，再讀入下一字節， 將其放入另一個16位臨時整型數中，最后，將臨時 16位數按位或，得到16位微機格式的地震數據。

3.2 讀取地震數據

通常情況下，數據體中的數據道都是以工作站的存儲方式進行數據存儲，與微機中的存儲格式存在差異，因此，需要將導數據進行高地位轉換。SEG-Y道數據的常用記錄形式為IBM浮點型數據和IEEE浮點型兩種。以下簡要介紹IBM浮點型數據（32位）的存儲格式和讀取方法。

IBM浮點型數據分為三個部分：符號位占1位，指數部分占7位，尾數部分占24位。其讀取方法為：順序讀入道數據——4字節數據——數據轉換（同文件頭的數據轉換方式）——32位數右移31，得到符號位，讀取出來保存。32位數與 0x7f000000按位與，獲得浮點數指數部分，保存；將 32位數與0x00ffffff按位與，獲得浮點數位數部分，保存。

其中格式轉換可以通過類 conversion實現，conversion 的定義如下：

class conversion

{ short char2int（ char * array） ； / /將工作站上的整型數轉換為微機格式

void int2char（ short dat， char * array） ； / /將微機上的整型數轉換為工作站格式

float IBM2PC（ char * array） ； / /將 IBM 浮點九轉換為微機格式浮點數

void PC2IBM（ float dat， char * array） ； / /將微機上的浮點數轉換為 IBM 浮點數

}

參考文獻

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作者單位

欽州市地震監測預報中心 廣西壯族自治區欽州市 535000