Visual Basic語言在地震數據讀取與格式轉換中的應用研究

付 波, 陳新黨

(江西省地質調查勘查院，江西 南昌 330001)

0 引言

地震勘探作為一種地球物理方法，原始數據的重要性不言而喻。每個行業或多或少都有自己的行業標準和數據存儲標準，現在一般的地震儀器野外數據采集大多數采用的數據存儲格式為行業中的標準格式，較為通用的是野外采集原始地震數據格式為SEG委員會提出的SEG-Y和SEG-D[1-4]。而在實際生產中，部分野外采集的原始地震數據與 SEG 協會相關標準存在著偏差，和標準原始地震數據有一定的差別。對于此類數據，現有處理系統和解編專業軟件無法識別和讀取，給地震資料處理生產工作造成了極大的困難。

對于每一種地球物理方法，原始數據是至關重要的，地震勘探也不例外。對原始數據進行解編和轉儲是數據處理的前提，但是由于標準格式還沒有全面推廣，導致某些儀器所采集到的數據不是標準格式，使得解編存儲無法進行，地震資料處理工作無法進行。還有地震數據格式的行業標準大多是由國外的相關機構和行業協會提出的，國內使用的大部分地震資料處理軟件也是由國外軟件公司開發的。這種現狀導致國內自主創新的方法和技術難于在實際數據處理方面運用。因此，對于不是標準格式的數據文件的轉儲處理問題的研究很必要，本文主要研究關于非標準格式的數據文件轉為SEG委員會提取的標準格式SEGY的過程，通過Visual Basic語言來實現文件數據的讀入和寫出，在程序中加入了成圖程序，將每炮的數據成圖，用于驗證數據讀入的正確性。

1 SEGY標準格式說明

最早的SEGY數據交換格式是在1975年出版的，在2002年修訂了一些條目。現在標準的SEGY格式主要由兩部分構成，分別是文件頭和道記錄塊[1-4](圖1)。

文件頭道頭1數據1道頭2數據2……

其中，文件頭包含兩部分：前3 200個字節為ASCII 區域，包含40行原文信息，提供SEGY文件中地震數據的可讀性描述；后400個字節為二進制數區域，在二進制文件頭中的值定義為2字節或4字節，兩者是等效的整數，這些中包含了采樣間隔、道長和編碼格式的重要信息[4]。

3 217～3 218字節-采樣間隔(μs)

3 221～3 222字節-樣點數/每道(道長)

3 225～3 226字節-數據采樣格式編碼。

1=4字節IBM浮點數

2=4字節，兩互補整數

3=2字節，兩互補整數

4=4字節帶增益定點數(過時，不再使用)

5=4字節IEEE浮點數

6=現在沒有使用

7=現在沒有使用

8=1字節，兩互補整數

道記錄塊包含了道頭和數據塊，其擺列方式為一炮接著一炮，其中道頭有240個字節組成，緊接著是此道的數據，每一道都有占240個字節的道頭。其中道頭包含的值有限并用來提供可能道間變化信息和處理、道識別的基本信息，在240個字節中采樣點、采樣間隔和炮號的記錄很重要。數據塊中每個樣點值為浮點型數據，以二進制方式存儲。

9-12 原始的野外記錄號(炮號)

115-116 本道的采樣點數

117-118 本道的采樣間隔，以μs表示。

2 VB實現

2.1 格式轉換流程

在有道頭和數據的文件下，通過Visual Basic程序，選取SEGY標準數據格式文件的文件頭和標準道頭，改變其中的道頭的炮號,文件頭中采樣間隔、采樣點和采樣長度等參數；再讀取24道含有數據的文件，通過加載標準文件頭，每道數據加上道頭，這樣就成了標準的SEGY格式了。

步驟：1.打開模型數據取卷頭道頭；2.dat文件轉為sgy；3.sgy文件改變炮號[5-6]。

圖2 Visual Basic可視化界面

2.2 文件頭和道頭的提取

在Visual Basic界面運行下先輸入樣點個數，采樣間隔→再按打開模型數據取卷頭道頭。在模型數據文件目錄下就會生成卷頭文件juan和道頭文件dat。先定義一個動態字節數組變量，在提取文件頭時，就定為3 600個字節長度；在提取道頭時定為240個字節長度。改變其中的采樣間隔和道長參數，分別放在兩個文件下，為后面數據轉換做準備。程序如下：

Private Sub juandaoClick()

Dim char() As Byte ‘定義一維動態字節數組用于存儲文件頭和道頭

Dim yuan As String ‘標準的SEGY格式文件名變量

Dim fen1 As String

Dim fen2 As String

Dim a As Integer

Dim b As Integer

‘需要打開一個sgy的文件，在它的目錄下會生成卷頭文件juan和道頭文件dao，在用于轉換時，需要將兩文件放入要特定的文件下

CommonDialog1.Filter="所有文件 (*.*)|*.*|"& _

"道號數據文件(*.sgy)|*.sgy"

CommonDialog1.FilterIndex = 2

CommonDialog1.ShowOpen

yuan = CommonDialog1.FileName

On Error Resume Next

fen1 = Replace(yuan, "MdlReel", "juan")

fen2 = Replace(yuan, "MdlReel", "dao")

Open yuan For Binary As #1

Open fen1 For Binary As #2

Open fen2 For Binary As #3

a = Text2.Text

b = Text3.Text

‘從標準的SEGY文件中提取文件頭并更改其中的采樣間隔和道長

ReDimchar(3 600 -1)

For i = 0 To 3 599

Get #1, i + 1, char(i)

Next

Put #2, , char()

Put #2, 3217, b

Put #2, 3221, a

‘從標準的SEGY文件中提取道頭并更改其中的采樣間隔和道長

ReDimchar(240 -1)

Get #1, 3601, char()

Put #3, , char()

End Sub

2.3 文件頭、道頭和數據的合并與成圖

在Visual Basic運行下，輸入采樣點數，再按dat-sgy，在原數據文件下就會生成后綴為sgy的文件，同時在Visual Basic窗口下會生成地震記錄的圖形。通過一個文件對話框，打開你想轉換格式的數據(dat后綴)。原數據可能占兩個字節或者四節。再通過讀入原先有的文件頭和道頭就可以變為標準的SEGY格式了。程序如下：

Private Sub dat_Click()

Dim sh(1 To 3600) As Byte

Dim ch(1 To 240) As Byte

Dim char() As Byte

Dim dao As String

Dim zhong As String

Dim juan As String

Dim jian As String ‘作為存儲數據的文件變量

Dim chong As String ‘作為存儲道頭和數據的文件變量

CommonDialog1.Filter="所有文件(*.*)|*.*|"&_

"道號數據文件(*.dat)|*.dat"

CommonDialog1.FilterIndex = 2

CommonDialog1.ShowOpen

filena = CommonDialog1.FileName

On Error Resume Next

zhong = Replace(filena, "dat", "sgy")

Label1 = zhong

chong = "d:sychong.sgy"‘必須保證你你的卷頭道頭在d:sy的目錄之下(也可以將其改為其他路徑)

dao = "d:sydao.sgy"

jian = "d:syjian.sgy"

juan = "d:syjuan.sgy"

Open chong For Binary As #101

Open dao For Binary As #42

Open zhong For Binary As #40

Open juan For Binary As #41

Open jian For Binary As #100

Open filena For Binary As #1

Dim singl() As Single

Dim inte() As Integer ‘(當你的每個數據只占兩個字節使用)

Dim a As Single

Dim aa As Single

a = Val(Text2.Text)

ReDimsingl(1 To 24, 1 To a) As Single

ReDiminte(1 To 24, 1 To a) As Integer ‘(當你的每個數據只占兩個字節使用)

ReDimchar(1 To 24, 1 To a * 4) As Byte

Dim t As Byte

If Val(Text4.Text) <> 4 Then

‘一個數據占二個字節使用

For j = 1 To 24

Seek #1, 241 + (a * 2 + 240) * (j - 1)

For k = 1 To a

Get #1, ,inte(j, k)

singl(j, k) = inte(j, k)

Put #100, (j - 1) * a * 4 + (k - 1) * 4 + 1, singl(j, k)

For m = 1 To 4

Get #100, (j - 1) * a * 4 + (k - 1) * 4 + m, char(j, (k - 1) * 4 + m)

Next m

Next k

Next j

Else

‘一個數據占四個字節使用

For j = 1 To 24

Seek #1, 241 + (a * 4 + 240) * (j - 1)

For k = 1 To a

Get #1, ,singl(j, k)

Put #100, (j - 1) * a * 4 + (k - 1) * 4 + 1, singl(j, k)

For m = 1 To 4

Get #100, (j - 1) * a * 4 + (k - 1) * 4 + m, char(j, (k - 1) * 4 + m)

Next m

Next k

Next j

End If

Dim g(1 To 24) As Single

Dim w As Integer

Dim h As Integer

Dim aal As Integer

Dim mm As Integer

Dim delt As Integer

mm = 1 * 2 ‘在vb中圖形的放大倍數

delt = Text3.Text ‘采樣間隔

Picture1.Cls

Picture1.ScaleMode = 1

Picture1.ScaleLeft = 0

Picture1.ScaleTop = 0

Picture1.ScaleWidth = Picture1.Width

Picture1.ScaleHeight = Picture1.Height

‘ (數據均衡

For il = 1 To 24

aa1 = 1

For ill = 1 To a

If (Abs(singl(il, ill)) > aa1) Then

aa1 = Abs(singl(il, ill))

End If

Next ill

g(il) = ((Picture1.ScaleHeight - 10) / 24) / aa1

Next il

‘數據均衡)

h = (Picture1.ScaleWidth - 10) / 25

w = (Picture1.ScaleHeight - 10) / a

For ii = 1 To 24

For ii1 = 1 To a

If ((singl(ii, ii1)) > 0) Then

Picture1.Line (10+ii*h,10+ii1*w)-(10+ii*h+singl(ii, ii1)*g(ii)*mm, 10+(ii1+1)*w),,BF

Else

Picture1.Line (10 + ii * h + singl(ii, ii1) * g(ii) * mm, 10 + ii1 * w)-(10 + ii * h + singl(ii, ii1 + 1) * g(ii) * mm, 10 + (ii1 + 1) * w), vbBlack

End If

Next ii1

Next ii

For j1 = 1 To 24

Picture1.CurrentX = 5 + j1 * h

Picture1.CurrentY = 5

Picture1.Print j1

Picture1.Line (10 + j1 * h, 10)-(10 + j1 * h, Picture1.ScaleHeight)

Next j1

For i = 1 To 11

Picture1.Line (10, 10 + (i - 1) * w * 50)-(Picture1.ScaleWidth, 10 + (i - 1) * w * 50), vbGreen

Picture1.CurrentX = 0

Picture1.CurrentY = 10 + (i - 1) * w * 50

Picture1.Print (i - 1) * delt * 50

Next i

‘讀入道頭，循環分別放在101編號代表的文件中的特定位置并將以上的二維字節數組數據放入其特定位置，使之按道頭→第一道數據→道頭→第二道數據…順序存儲

Get #42, ,ch()

For ii = 1 To 24

Seek #101, (4 * a + 240) * (ii - 1) + 1

Put #101, ,ch()

Next ii

For m = 1 To 24

For n = 1 To 4 * a

Put #101, (4 * a + 240) * (m - 1) + n + 240, char(m, n)

Next n

Next m

‘讀入文件頭并將其放入zhong變量代表的文件中

For m = 1 To 3600

Get #41, m, sh(m)

Next m

Put #40, 1, sh()

aa = 24 * (a * 4 + 240)

ReDimchar(1 To aa)

For i = 1 Toaa

Get #101, i, char(i)

Next i

‘將一維字節數組中的字節放入zhong變量代表的文件中

Seek #40, 3601

Put #40, , char()

Close

End Sub

2.4 SGY改變炮號

按要求輸入野外炮號標記，在按sgy改變炮號。由于合并的sgy文件炮號沒有按實際給出，使得在后續處理時存在困難，所以通過改變sgy文件中特定字節代表炮號的值來達到目的。

3 成果驗證

使用某地區的地震數據，其源格式中樣點值占兩個字節，文件結構為以上程序所需的源格式。主要用于反射波地震勘探，圖3(a)是第一炮在vista軟件中所成的圖形，圖3(b)是使用Visual Basic界面識別讀取的數據，可以看出vista和Visual Basic界面所成的圖形一樣，驗證了程序轉換的正確性。

4 結論

通過對比某地區的某炮原始數據Visual Basic界面讀取成圖與vista軟件中所成的圖形，表明可以使用Visual Basic的可視化界面實現文件數據的讀入和寫出，并在程序中加入了成圖程序，將每炮的數據成圖，用于驗證數據讀入的正確性，對于地震數據格式不匹配而需要轉換具有一定的參考意義。