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非标准原始地震数据转储方法研究 摘要 非标准原始地震数据是近几年出现的一种地震数据存储格式，与s e g 协会相 关标准存在着一定的偏差，现有处理系统和解编专业软件无法识别和读取，给地 震资料处理生产工作造成了极大的困难。本文旨在剖析非标准原始地震数据的构 成，设计新的转储方法，解决非标准原始地震数据的实际应用问题。主要工作包 括： 音0 析了s e g nr e vl ，s e gf i e l dt a p es t a n d a r d s 、s e g dr e v2 ，s e gf i e l d t a p es t a n d a r d s 两个重要行业标准；详细阐述了s e g - d 野外原始地震数据的格 式构成、存储机理，结合数据存储机理对s e g - d 野外原始地震数据的内码格式进 行了解析。 总结了非标准原始地震数据现有的四种具体格式形态；针对哈萨克斯坦非标 准原始地震数据，本文还对非标准s e g d 野外原始地震数据的数据结构、内码构 成和存储方式进行了剖析；并通过非标准原始地震数据与标准原始地震数据的比 对，得出非标准原始地震数据与s e g 协会相关标准存在的差异。 提出了非标准原始地震数据转储过程中所涉及的格式识别方法、数据寻址方 法、道头保存方法和数值转换方法等关键技术方法；这几种关键技术方法在非标 准原始地震数据转储软件的开发过程中得到应用，理论研究与软件开发得到有机 的结合。 哈萨克斯坦非标准原始地震数据在地震资料处理工作中得以应用，最终成果 剖面不整合面接触关系清楚、盐底得到较好成像、盐丘边界现象清楚；新处理的 成果剖面与老成果剖面或者现场处理剖面相比，无论是信噪比、连续性方面，还 是成像方面，新剖面都有很大的提高，处理效果明显。通过研究，解决了非标准 原始地震数据在地震资料处理工作的应用问题，达到了研究的目的。 关键词：非标准、数据剖析、转储方法、程序设计、应用效果 r e s e arc h0 nn o n s t a n d ard0 rigin ai s eis mica a t a 一 t r a n s f o r m a tio rm e t h o d s a b s t r a c t n o n - s t a n d a r do r i g i n a ls e i s m i cd a t ai san e ws e i s m i cd a t as t o r a g e f o r m a t ，w h i c hi sa p p e a r e di nr e c e n ty e a r s t h i sd a t ai sd i f f e r e n tf r o m s e ga s s o c i a t i o ns t a n d a r d t h ec u r r e n tp r o c e s s i n gs y s t e ma n dd e c o d i n g s o f t w a r ec a n ti d e n t i f ya n da c c e s s ，w h i c hb r i n g ss i g n i f i c a n td i f f i c u l t y t os e i s m i cd a t ap r o c e s s t h ep a p e ra i m st oa n a l y z et h es t r u c t u r eo f n o n s t a n d a r do r i g i n a ls e i s m i cd a t a ，t od e s i g nn e wt r a n s f o r m a t i o nm e t h o d s ， t or e s o l v ep r o d u c i n ga p p l i c a t i o np r o b l e mo fn o n s t a n d a r do r i g i n a ls e i s m i c d a t a t h ep a p e ri n c l u d e st h ef o ll o w i n g ： t w o i m p o r t a n ti n d u s t r ys t a n d a r d ， s e g dr e v1 ，s e gf i e l dt a p e s t a n d a r d s ) ) 、s e g - dr e v2 ，s e gf i e l dt a p es t a n d a r d s ) ) ，w a sa n a l y z e d t h e f o r m a ts t r u c t u r ea n ds t o r a g em e c h a n i s mo fs e g df i e l do r i g i n a ls e i s m i c d a t aw a r ea n a l y z e di nd e t a i l c o m b i n e dw i t hd a t as t o r a g em e c h a n i s m ，w e a n a l y z e dt h ei n t e r - c o d ef o r m a to fs e g df i e l do r i g i n a ls e i s m i cd a t a w es u m m a r i z e dt h ec u r r e n tf o u rf o r m a tf o r mt h en o n s t a n d a r do r i g i n a l s e i s m i cd a t a a i m i n ga tt h es p e c i a lc o n d i t i o no ft h ed a t af r o mk a z a k h s t a n ， t h isp a p e ra ls oa n a l y z e dt h ed a t as t r u c t u r e ，i n t e r c o d ef o r ma n ds t o r a g e m a n n e ro ft h en o n s t a n d a r ds e g df i e l do r i g i n a ls e i s m i cd a t a t h r o u g ht h e c o m p a r i s o nb e t w e e nt h en o n - s t a n d a r d a n dt h es t a n d a r do r i g i n a ls e i s m i c d a t a ，t h ed i f f e r e n c eb e t w e e nt h en o n s t a n d a r do r i g i n a ls e i s m i cd a t aa n d t h es e ga s s o c i a t i o ns t a n d a r dw a sg o t s e v e r a lk e ym e t h o d s ，s u c ha sf o r m a ti d e n t i f i c a t i o n ，d a t aa d d r e s s i n g m e t h o d ，h e a d e rs t o r a g em e t h o da n dd i g i t a lt r a n s f o r m a t i o nm e t h o d a s s o c i a t e dw i t hn o n s t a n d a r do r i g i n a ls e i s m i cd a t at r a n s f o r m a t i o n p r o c e s s ，w e r ep r o v i d e d t h e s ek e ym e t h o d sw e r eu s e di nt h et r a n s f o r m a t i o n s o f t w a r ed e v e l o p i n gp r o c e s sa b o u tt h en o n s t a n d a r do r i g i n a ls e is m i cd a t a ， a n dt h et h e o r yr e s e a r c ha n dt h es o f t w a r ed e v e l o p i n gw a sc o m b i n e dt o g e t h e r t h en o n s t a n d a r do r i g i n a ls e is m i cd a t ao fk a z a k h s t a nw a su s e di nt h e d a t ap r o c e s s i n g i nt h ef i n a ls e c t i o n ， i tc a nb es e ec l e a r l yt h e u n c o n f o r m i t yc o n t a c tr e l a t i o n ，a n dt h es a l tb a s ew a si m a g e db e t t e r ，t h e b o u n d a r yt h es a l td o m ec l e a r c o m p a r e dw i t ht h eo l ds e c t i o no rt h ei n s i t e p r o c e s s i n gs e c t i o n ，t h en e ws e c t i o ni m p r o v e di ns nr a t i o n ，c o n t i n u i t ya n d i m a g eq u a li t y t h r o u g ht h er e s e a r c h ，t h en o n s t a n d a r do r i g i n a ls e i s m i c d a t ac a nb eu s e di ns e is m i cd a t ap r o c e s s i n gs u c c e f u l l y ，a n dr e a c h e dt h e r e s e a r c hg o a l k e yw o r d s ：n o n - s t a n d a r d d a t ea n a iy sis ，t r a n s f o r m a tio nm e t h o d p r o g r a m d e s i g n 。a p p ii c a t i o ne f f e c t 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得或 其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 一虢引胀：莎7 年刖日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学雠文作者龇奶乙唿 导师粹 签字日期：妒7 年月i 日 签字日期：年月日 非标准原始地震数据转储方法研究 1 1 引言 1 绪论 目前，较为通用的野外采集原始地震数据格式为s e g - d 。s e g 协会s e g - d 数据格 式标准现有的两个版本中对此类数据格式、存储方式进行了明确的说明，“s e g d 是 一种可变块长的野外原始地震数据格式，并以磁带存储”，而在实际生产中，部分野 外采集的原始地震数据与s e g 协会相关标准存在着偏差，即非标准原始地震数据。此 类数据现有处理系统和解编专业软件无法识别和读取，给地震资料处理生产工作造成 了极大的困难。 野外原始地震数据的解编转储是地震资料处理工作的第一步，其重要性不言而 喻。由于非标准野外原始地震数据的出现，导致解编转储工作无法进行，地震资料处 理后续工作当然也就无法开展。以物探研究院在站处理的哈萨克斯坦二维资料为例， 其原始地震数据与s e g 协会s e g - d 标准存在一定差异，并且以磁盘方式存储，p r o m a x 、 o m e g a 等主流处理系统的解编模块不识别此类原始数据格式，生产中常用的s e i s c o 解编专业软件对此类原始数据也无能为力，解编转储工作无法进行，使地震资料处理 工作出现了停滞。因此，非标准原始地震数据转储是目前生产工作中的当务之急，作 者由此确立了非标准原始地震数据转储方法研究的课题。期望通过对该项目的研究， 寻求一种切实可行的非标准原始地震数据转储方法，解决当前地震资料处理生产工作 中的棘手问题，为今后类似问题的处理奠定技术方法基础，为油田的勘探开发提供有 效的基础技术手段。， 地震资料处理工作中的一些新技术、新方法的应用首先要解决的是地震数据的输 入输出( i o ) 问题，地震资料处理工作过程就是一个数据交换与运算的过程，i o 问题不能妥善解决，就切断了应用方法与数据的交互。地震数据格式的行业标准大多 是由国外的相关机构和行业协会提出的，国内使用的大部分地震资料处理软件也是由 国外软件公司开发的。这种现状，使得一些自主创新的技术和方法难以在地震资料处 理工作中得以应用。该项目的研究是对地震数据输入输出领域的崭新探索和充实， 也是此次研究的理论意义之所在。该项目的实际应用价值也相当明确，解编目前在站 的哈萨克斯坦2 万多炮二维原始地震数据，令非标准原始地震数据在地震资料处理中 非标准原始地震数据转储方法研究 得以顺畅使用，解决实际生产工作的燃眉之急。 1 2 国内外研究现状及发展动态 上世纪9 0 年代初期到中期，针对原始地震数据的转储，国内各大油田都相继投 入大量人力、物力、财力，早期野外采集的原始地震数据得以抢救和保存，成为我国 油田地震勘探的宝贵财富。这期间重点解决9 轨开盘磁带原始地震数据的转储、保存 问题，国内外不断有一些研究人员和软件开发人员针对这一问题积极参与其中，各具 特色的地震数据转储软件相继推出，如原物探局的g r i s y s 、中油吉泰的s e i s c o 、i b m 的s c l 0 0 、l a n d m a r k 的p r o m a x 等。g r i s y s ，原中石油物探局的软件产品，有w i n d o w s 版、u n i x 版和l i n u x 版，是国内最早具有独立知识产权的地震资料处理软件产品， 能够完成磁带原始地震数据的解编、转储与拷贝，并能够完成地震资料的处理工作。 s e i s c o ，中油吉泰公司的软件产品，面向w i n d o w s 操作系统、微机用户的应用软件， 是国内较为通用的地震数据转储专业软件，主要能够实现原始地震数据的解编、转储 与拷贝，该软件质量监控手段多，速度快，对转储过程出现的意外情况可即时中断分 析，复杂磁带问题排除较为便捷。s c l 0 0 是i b m 公司的早期产品，针对地震数据转储 的专业系统，主要能够实现原始地震数据的解编、转储与拷贝，由于产品是将磁带等 输入输出设备、计算机系统、应用软件集成的工作平台，费用昂贵，在国内没有得 到推广。p r o m a x 是l a n d m a r k 的地震资料处理软件，面向u n i x 操作系统、工作站用 户的应用软件，野外采集地震队现场处理应用最为广泛的软件，能够完成原始地震数 据的解编、转储与拷贝，并能够完成地震资料的处理工作。上述几种软件都能完成原 始地震数据的解编转储，但都是建立在s e g 行业协会的标准之上，没有针对非标准原 始地震数据提供有效的转储方法。 上世纪9 0 年代末期，野外采集地震数据开始采用3 4 8 0 、3 4 9 0 盒式磁带存储，并 迅速得以普及，直至现在所使用的3 5 9 0 和3 5 9 2 等大容量盒式磁带。随着盒式磁带的 采用，原始地震数据的转储难度逐渐减小，国内各大油田针对原始地震数据转储的资 金投入也逐步减少，这一领域的研究人员也迅速减少。目前国内从事数据转储软件的 开发人员大多是从事具体工作的应用人员，人员较少，软件开发规模也较小；同时相 关专业的技术书籍也很少，可供借鉴文章大多是应用人员的心得体会。 2 非标准原始地震数据转储方法研究 1 3 论文的构思 论文研究应遵循s e g 协会标准s e g dr e v1 ，s e gf i e l dt a p es t a n d a r d s 和 s e g d r e v2 ，s e gf i e l dt a p es t a n d a r d s ，充分利用现有的哈萨克斯坦二维地震资料，以 地震勘探采集原理、地震勘探仪器原理为基础，对非标准s e g d 野外原始地震数据格 式、数据结构、内码构成和存储方式进行剖析，解决可变块长磁盘存储的寻址、道头 解析与保存、数值转换等技术细节问题，研究出非标准原始地震数据转储方法，最终 形成实用性软件，为今后类似问题的解决奠定技术方法基础，为油田的勘探开发提供 有效的基础技术手段。 论文研究主要的内容包括：( d s e g d 技术标准的研究：整理s e g 协会标准 s e g - d r e v1 ，s e gf i e l dt a p es t a n d a r d s 和s e g nr e v2 ，s e gf i e l dt a p es t a n d a r d s 等相关技术资料，对标准进行细致的研究，分析标准s e g - d 地震数据的结构、内码构 成和存储方法。非标准原始地震数据分析研究：充分利用现有的哈萨克斯坦二维地 震资料，对此类非标准s e g - d 野外原始地震数据格式、数据结构、内码构成和存储方 式进行剖析，总结归纳此类非标准s e g d 野外原始地震数据的特点，并与标准s e g d 地震数据进行比对，寻找两类数据共同点和切入点，为转储方法的研究提供坚实的理 论基础。非标准原始地震数据转储方法研究：针对哈萨克斯坦二维非标准s e g d 野外原始地震数据格式、数据结构、内码构成和存储方式特征，研究非标准原始地震 数据转储方法涉及的相关技术细节，如可变块长磁盘存储的寻址问题、道头解析与保 存问题、数值转换问题等。上述三个方面将是论文研究的重点。形成实用性软件： 在u n i x 系统环境下、利用c 语言开发应用程序，解决非标准s e g - d 野外原始地震 数的转储问题。此部分将简要介绍程序的设计流程，不作为重点。应用效果分析： 与处理人员结合，对开发的应用程序转储后的地震数据进行应用软件识别，重点对道 头信息、采样码进行比对分析，并进行相关地震数据属性和处理效果的分析。 论文研究的可行性分析主要包括以下三个方面。涉及的资料与实验数据方面：与 项目研究相关的s e g 协会标准齐全，并可利用网络资料进行相关技术资料的追踪。各 类实验数据齐全，非标准s e g d 野外原始地震数据的各类格式进行搜集与整理，并且 可以随时从档案管理部门借阅各类标准s e g d 野外原始地震数据，进行对应的比对分 析。技术水平方面：研究者从事地震数据管理工作多年，对于野外原始地震数据格式、 各处理系统内部格式都比较熟悉，并有一定的研究；研究者参与多项应用软件开发， 3 非标准原始地震数据转储方法研究 尤其是近期完成了地震资料多处理系统数据桥的开发研究工作，为地震数据的转储程 序开发积累丰富的经验；另外研究者工作单位是国内大型的地震资料处理中心，科研 人员可为课题相关学科提供技术支持。开发环境方面：研究单位拥有国际先进的微机 集群系统，各种工作站和先进的计算机网络系统，硬件设施和软件开发环境齐全。综 上分析，论文研究可行。 1 4 论文的章节安排 本文从s e g 协会标准开始，分析哈萨克斯坦实际地震资料，讨论非标准原始地震 数据转储方法，并结合实用性软件的开发，分析实际应用效果。 本文共包含七章，其中第一章为绪论部分，第二、第三、第四章为理论综述部分， 第五、第六章为研究实践部分，第七章为结论与展望部分。 第一章：介绍本论文的选题依据与背景、课题研究目的、理论意义和实际应用价 值；分析国内外研究现状、发展动态，并简要介绍论文的学术构思等。 第二章：简要介绍s e g - d 格式地震数据标准的版本更新情况和各版本数据结构的 特点；从存储方法、数据结构和内码构成三个方面详细剖析s e g - dr e v2 ，s e gf i e l d t a p es t a n d a r d s 技术标准，重点剖析文件头块和地震数据道两大主要构成部分。 第三章：归纳、总结非标准原始地震数据现有的具体格式形态；针对以哈萨克斯 坦二维原始地震资料，对非标准s e g - d 野外原始地震数据格式、数据结构、内码构成 和存储方式进行剖析；并通过非标准原始地震数据与标准原始地震数据的比对，得出 非标准原始地震数据与s e g 协会相关标准存在的差异。 第四章：详细阐述非标准原始地震数据转储过程中所涉及的格式分析、可变块长 磁盘存储的寻址、道头解析与保存、数值转换等关键技术方法。 第五章：简要介绍程序的设计风格，展示部分程序界面；详细阐述格式分析、可 变块长磁盘存储的寻址、道头解析与保存、数值转换等关键技术方法如何在程序开发 过程中进行应用；并简要介绍程序开发中解编转储部分的基本设计流程。 第六章：对开发的应用程序转储后的地震数据进行应用软件识别，重点对道头信 息解析、采样码进行比对分析，并进行相关地震数据属性和处理效果的分析。 第七章：文章结论与认识。 4 非标准原始地震数据转储方法研究 2s e g - d 技术标准剖析 s e g nr e v1 ，s e gf i e l dt a p es t a n d a r d s 和 s e g nr e v2 ，s e gf i e l dt a p e s t a n d a r d s 是野外原始地震数据采集所应遵循的两个重要行业标准，本章的研究内 容可为非标准原始地震数据的研究提供理论基础，研究侧重于 s e g dr e v2 ，s e g f ie l dt a p es t a n d a r d s 。 2 1 版本的更新简介 s e g 协会在1 9 7 5 年公布了第一个s e g - d 地震数据格式的标准文件，又分别在1 9 9 4 年和1 9 9 6 年发布了两个更新的s e g - d 格式标准s e g - dr e vl ，s e gf i e l dt a p e s t a n d a r d s 和 s e g - dr e v2 ，s e gf i e l dt a p es t a n d a r d s ，即s e g - d 格式标准的 版本l 和版本2 【l 】。 版本l 和版本2 的特点如下： 在版本l 中，允许将多道反多路编排的数据放在一个记录块( b l o c k ) 中记录， 但文件头段不能合并记录。合并在一个记录中的数据字节数要一样，但不同的合并后 的记录块大小不要求一致，最大不超过1 2 8 k b 。版本2 中对这一点做了进一步的说明： 数据应使用大的记录块记录，从而使高密度磁带系统传输率达到最大。 版本2 将不再支持多路编排格式，即时序编排格式。 版本2 要求每一盘磁带的开始位置记录一个磁带标签( s t o r a g eu n i tl a b e l ) ， 长度为1 2 8 字节，内容为该盘磁带的一些记录参数和格式信息。其中的5 - - - - 9 字节内 容为“s d 2 0 ”，说明该盘磁带数据是用s e g n 版本2 格式记录的。 版本2 中增加了数据道道头字第1 2 字节的内容：内容为0 3 时，表示该道被编 辑过，说明采集系统已经修改了该道的一个或多个采样值。在采集过程中，如果出现 传输错误，采样值就会错误，有的采集系统就会用上一次的采样值拷贝或进行插值来 填充这些丢失的数据。当采集系统对地震数据进行噪音编辑处理时，也会进行同样的 设置，表示这些数据已经被采集系统修改过。 基于软件或硬件的考虑，目前使用的地震采集仪器大部分采用s e g - d 版本1 ，酌 情采纳了部分没有严格规定的更新标准。加拿大的g e o - x 公司在推出a r i e s 仪器时， 采用了版本2 ，并且将多道地震数据合并成一个记录块，且数据块字节数超过6 4k b ， 非标准原始地震数据转储方法研究 达到1 2 8k b ，但用户的处理软件不能正常解编，而且有的 6 4k b 的数据块。为了方便用户，后来g e o x 公司对仪器软 硬件系统也不能读取超过 件系统进行了修改，放弃 了多道地震数据合并记录的方式，使记录块的大小控制在6 4k b 以内。 2 2 技术标准分析 s e g - d 技术标准描述了此种地震数据的存储方法、数据结构、各部分组成的详细 信息2 1 【3 】o 2 2 1 磁带记录示意图 s e g - dr e vl ，s e gf i e l dt a p es t a n d a r d s 和 s e g dr e v2 ，s e gf i e l dt a p e s t a n d a r d s 两个标准都只支持磁带记录方式。 幽 s t o r a g ef i r s ts e c o n d l d e n 蛀蠡c 霍妇 塞 u n i t 富 d a t a 室 d a t a 奎b u 儆 p _l a b e l_ _ f i l e矗l e 融 d a t a 蕊 囊 f i l e l e o 珂 图2 - 1s e g d 数据磁带记录示意图 相关英文缩写和各结构名称： i b g ：i n t e rb l o c kg a p ( 块间隔)e o f ：e n do ff i l e ( 文件结束) 6 非标准原始地震数据转储方法研究 b o t ：b e g i n n i n g o f - t a p e ( 磁带的开始) h d r ：t r a c eh e a d e r ( 道头) s t o r a g eu n i tl a b e l ：( 存储设备标签) t r a c ed a t ab l o c k ：( 数据道块) s c a nt y p eh e a d e r ：( 扫描类型头) s a m p l es k e wh e a d e r ：( 样点时偏头) e x t e r n a lh e a d e r ：( 外部头) e o t ：e n d o f t a p e ( 磁带的结束) f i l eh e a d e rb l o c k ：文件头块) g e n e r a lh e a d e r ：( 通用头) c h a n n e ls e th e a d e r ：( 通道组头) e x t e n d e dh e a d e r ：( 扩展头) 从s e g - d 数据磁带记录示意图可以明显地看出，s e g - d 数据是块状、顺序存储， 主要由磁带标签数据块、文件头数据块和地震道数据块三大部分组成h 1 。 2 2 2 磁带标签( s t o r a g eu n i tl a b e l ) 磁带标签在( s e g - dr e v2 ，s e gf i e l dt a p es t a n d a r d s 有强制性要求，该数据 块长1 2 8 字节，有十个字段，每个采用a s c i i 码记录口3 。具体内容如下： 表2 - i 磁带标签各字段具体内容 字段字节数起止字节具体含义 l41 - 4 存储磁带顺序号，范围1 - 9 9 9 9 木255 9s e g - d 版本号，固定值s d 2 0 存储设备结构，只有两个值：r e c o r d 表示变长，最 木361 0 - 1 5 大记录块长在字段5 中有说明；f i x r e c 表示定长， 字段5 需要赋0 值 约束编辑，字节1 6 是字符b ，其它字节是一个卜9 9 9 木441 6 1 9的数值，这个数值是存储设备逻辑格式的物理约束 值，在a p ir p 6 6 标准的第三部分中有说明 51 02 0 - 2 9 最大记录块长，范围0 - 2 3 h 木61 03 0 - 3 9 产品协会编码 存储设备数据记录日期，d d m m m y y y y ，m m m 是英文 木71 l4 0 - 5 0 月份的前三个字母 水81 25 1 - 6 2 存储设备序列号 966 3 - 6 8预留的区域，全部为空格字符 1 01 26 9 - 8 0扩展标签名 2 4 8 1 - 1 0 4记录实体名 1 41 0 5 - 1 1 8 用户自定义信息 7 非标准原始地震数据转储方法研究 l 1 0 l 1 1 9 - 1 2 8 i 每个野外记录的最大炮记录l 说明：字段前有木号的为必须使用的字段o 2 2 3 文件头块( f il eh e a d e rb l o c k ) 1 鹭- 脚嘲喜i 舡_ 巾强- 膨巾砸驸1 t 辣- 归巾玎_ 芦巾轴的- i 一呐i 钿衅和撕i 抑砷知嚣巾，知枷巾掰搿叫 图2 - 2s e g 。d 数据文件头块示意图 每炮仅有一个文件头块，其位置在所有地震数据道的前面。文件头块包括地震数 据的辅助信息、采集参数、采集所用的观测系统以及用户定义的信息。文件头块包括 至少两个通用头( g e n e r a lh e a d e r ) 、一个或多个扫描类型头( s c a nt y p eh e a d e r ) 以及可选的扩展头( e x t e n d e dh e a d e r ) 和外部头( e x t e r n a lh e a d e r ) 。其大小都是 3 2 字节的整倍数，即都以3 2 字节为一个基本记录单元障3 。 在一次记录过程中，s e g - d 格式允许中途改变地震道的道数或采集参数；也就是 说，一次记录过程可以分为若干时间段，在每段时间内，道数和采集参数是不变的， 而相邻两时间段的道数和采集参数却可以不同。这样的一段记录时间称为“一类扫 描”，如果在一次记录过程中，道数或采集参数发生了( n - i ) 次改变，那么这次记录 将被分为n 类扫描。相应地，数据段被分为n 个子数据段，文件头块中将包含n 个扫 描类型头段( s c a nt y p eh e a d e r ) 。在同一个扫描类型( s c a nt y p e ) 内被采集的信号 道，凡是名称和采集参数相同的都编为一组，叫一个通道组( c h a n n e ls e t ) 。一般在 野外采集中，每个通道组设一个通道组头段( c h a n n e ls e th e a d e r ) 。同一扫描类型 内，所有的被采集信号道的采样时偏( s a m p l es k e w ) 按通道组和道序一次记录在采 样时偏头段( s a m p l es k e wh e a d e r ) 中，每道占一个字节，整个采样时偏头段的字节 数必须凑成3 2 的整倍数。一个扫描类型内的所有通道组头段和采样时偏头段就组成 了该扫描类型的扫描类型头段。 虽然s e g - d 格式允许记录过程中可以改变道数和采集参数，但在实际应用过程中 一般只使用一个扫描类型，且所有的地震道采用相同的采集参数，编成一个道组；辅 助道则根据类型编成一个道组或多个道组。对于以前老的常规地震仪而言，因具有多 路开关，所有的道都需要使用同一个a d 转换器，因而存在采样时偏；而现在的遥测 地震仪器，因所有的道具有独立的a d 转换器，取消了多路开关，各道的信号采集是 在同一时刻进行的，因此各道的采样时偏均为零。目前使用的仪器系统采用s e g d 记录格式时，都不再记录各道的采样时偏数据。 非标准原始地震数据转储方法研究 2 2 3 1 通用头( g e n e r a lh e a d e r ) s e g - d 版本l 和版本2 都要求至少包括两个通用头，即通用头1 ( g e n e r a lh e a d e r # 1 ) 和通用头2 ( g e n e r a lh e a d e r # 2 ) ，通用头也可根据需要进行添加。每个通用头 均为3 2 字节。 1 通用头1 ( g e n e r a lh e a d e r # 1 ) 如果没有特殊指明，各字节数值类型都是b c d 码。 第1 、2 字节：存储四位b c d 码数字的文件号( 0 - 9 9 9 9 ) ，如果文件号大于9 9 9 9 ， 那么这两个字节将被设置为f f f f ，并且使用扩展文件号，扩展文件号存储于通用头 块2 的l 、2 、3 字节。 第3 、4 字节：存储四位b c d 码数字的格式码，格式码表明地震道样点编码的数 值类型。各种格式码的含义口m 1 分别为：8 0 1 5 表示2 0 位2 进制数值，8 0 2 2 表示8 位 4 进制数值，8 0 2 4 表示1 6 位4 进制数值，8 0 3 6 表示2 4 位2 的补码整数，8 0 3 8 表示 3 2 位2 的补码整数，8 0 4 2 表示8 位1 6 进制数值，8 0 4 4 表示1 6 位1 6 进制数值，8 0 4 8 表示3 2 位1 6 进制，8 0 5 8 表示3 2 位i e e e 数值，0 2 0 0 与0 0 0 0 均为非法代码，其中 8 0 4 8 、8 0 5 8 较为常用。 第5 、6 、7 、8 、9 、1 0 字节：存储十二位数字的通用常数，无具体意义。 第1 1 字节：存储两位b c d 码数字的采集年份( 0 - 9 9 ) ，只使用年度的最后两位数 字。 第1 2 字节的高四位：存储一位无符号二进制数，表明通用头中附加块的数目， 此处主要指通用头块1 后的通用头块数，例如：只有通用头块l 和2 时，此处数值为 1 ，若有通用头块1 、2 、3 时，此处数值为2 ，依次类推。 第1 2 字节的低四位、1 3 字节：存储三位数字的日期( 卜3 6 6 ) ，表明一年中的第 几天进行的数据采集。 第1 4 字节：存储两位b c d 码数字的小时( o 一2 3 ) 。 第1 5 字节：存储两位b c d 码数字的分钟( 0 5 9 ) 。 第1 6 字节：存储两位b c d 码数字的秒( 0 5 9 ) o 第1 7 字节：存储两位b c d 码数字的制造商代码。 第1 8 、1 9 字节：存储四位b c d 码数字的制造商序列号。 第2 0 、2 l 、2 2 字节：不使用，为数值0 。 第2 3 字节：存储两位b c d 码数字的基本扫描间隔，基本扫描间隔所允许的数值 9 非标准原始地震数据转储方法研究 范围从1 1 6 毫秒到8 毫秒。1 1 6 毫秒时此处数值为0 1 ，1 8 毫秒时此处数值为0 2 ， 1 4 毫秒时此处数值为0 4 ，1 2 毫秒时此处数值为0 8 ，1 毫秒时此处数值为1 0 ，2 毫 秒时此处数值为2 0 ，4 毫秒时此处数值为4 0 ，8 毫秒时此处数值为8 0 。 第2 4 字节的高四位：存储四位二进制数位，表示极性( 包括传感器、电缆、仪器、 震源组合和手工设置等) 。各代码的意义：0 0 0 0 表示未进行实验，0 0 0 1 表示0 度，0 0 1 0 表示4 5 度，0 0 1 1 表示9 0 度，0 1 0 0 表示1 3 5 度，0 1 0 1 表示1 8 0 度，0 1 1 0 表示2 2 5 度，0 1 1l 表示2 7 0 度，1 0 0 0 表示3 1 5 度，l1 0 0 未分配。 第2 4 字节的低四位、2 5 字节：未使用，无具体含义。 第2 6 字节的高四位：存储四位二进制数位，表示记录类型，0 0 1 0 表示实验记录， 0 1 0 0 表示平行通道测试，0 1 l o 表示直接通道测试，1 0 0 0 表示正常记录，0 0 0 1 其他类 型。 第2 6 字节的低四位、2 7 字节：存储三位b c d 码数字的记录长度，如果要使用扩 展记录长度( 通用头2 的第1 5 、1 6 、1 7 字节) ，此处必须设置为f f f 。此处的三位数， 前面两位表示整型，后面一位表示小数，增量为0 5 ，单位是1 0 2 4 秒，表示范围为 0 5 - - - 9 9 5 ，即0 5 1 2 - - - 1 0 1 8 8 8 秒。在实际应用中，部分仪器记录时间单位为1 秒， 则表示范围为1 秒。 第2 8 字节：存储两位b c d 码数字，表示每个记录的扫描类型数( 1 - 9 9 ，数值0 是非法的) 。 第2 9 字节：存储两位b c d 码数字的通道组数，每种扫描类型的通道组数是1 到 9 9 ，数值0 是非法的，如果每种扫描类型的通道组数大于9 9 ，那么此处设置为f f ， 使用扩展通道组数( 通用头2 的第4 、5 字节) 。 第3 0 字节：存储两位b c d 码数字的采样时偏数( 1 - 9 9 ) ，每个扫描类型头后附加 3 2 字节标注段组数，用于记录所有通道的样点时偏。 第3 1 字节：存储两位数字的扩展头3 2 字节标注段组数( 1 - 9 9 ) ，如果标注段组 数大于9 9 ，那么此处设置为f f ，使用通用头2 的第6 、7 字节。 第3 2 字节：存储两位数字的外部头3 2 字节标注段组数( 1 - 9 9 ) ，如果标注段组 数大于9 9 ，那么此处设置为f f ，使用通用头2 的第8 、9 字节。 2 通用头2 ( g e n e r a lh e a d e r # 2 ) 第1 、2 、3 字节：存储3 字节的无符号二进制数，为扩展文件号。 第4 、5 字节：存储2 字节的无符号二进制数，为扩展通道组数或扩展扫描类型 1 0 非标准原始地震数据转储方法研究 数。 第6 、7 字节：存储2 字节的无符号二进制数，为扩展头3 2 字节标注段组数。 第8 、9 字节：存储2 字节的无符号二进制数，为外部头3 2 字节标注段组数。 第1 0 字节：未为定义，没有具体含义。 第1 1 、1 2 字节：存储2 字节的无符号二进制数，为s e g d 版本号，其中1 1 字节 为版本的整数部分，1 2 字节为版本的小数部分。 第1 3 、1 4 字节：存储2 字节的无符号二进制数，为通用数据追踪块3 2 字节标注 段组数。 第1 5 、1 6 、1 7 字节：存储3 字节的无符号二进制数，为扩展记录长度( 0 - 1 2 8 0 0 0 ) ， 单位毫秒。 第1 8 字节：未定义，没有具体含义。 第1 9 字节：存储1 字节的无符号二进制数，为此通用头的编号，此处为2 。 第2 0 到3 2 字节：未定义，没有具体含义。 3 通用头n ( g e n e r a lh e a d e r 堋 n 2 ) 通用头n 的添加是为了记录震源的位置以及其他参数，震源的位置包括震源线号 和震源的点号。 第1 、2 、3 字节：存储3 字节的无符号二进制数，为扩展文件号。 第4 、5 、6 字节：存储3 字节的单精度二进制数补码，为震源线号的整数部分。 第7 、8 字节：为震源线号的小数部分。 第9 、1 0 、1 1 字节：存储3 字节的单精度二进制数补码，为震源点号的整数部分。 第1 2 、1 3 字节：为震源点号的小数部分。 第1 4 字节：存储1 字节的无符号二进制数，为震源点索引。在一个固定的网格 中，同一震源点允许有不同的位置，起始值为l ，震源每移动一次该值递增l ，甚至 震源可移动到先前的一个位置上。震源点索引为0 时意味着震源点索引未被记录。 第1 5 字节：存储1 字节的无符号二进制数，为相位控制。相位控制值为0 时， 1 7 、1 8 字节的相位角无意义。 第1 6 字节：存储1 字节的无符号二进制数，为振荡器类型。0 0 表示未记录，0 1 表示p 波振荡器，0 2 表示s 波振荡器，0 3 表示海上振荡器，其他类型可自行定义。 第1 7 、1 8 字节：存储2 字节的单精度二进制数补码，为相位角。 第1 9 字节：存储1 字节的无符号二进制数，为此通用头的编号，此处为2 。 非标准原始地震数据转储方法研究 第2 0 字节：存储l 字节的无符号二进制数，为震源组号。 第2 1 到3 2 字节：未定义，没有具体含义。 2 2 3 2 扫描类型头( s c a nt y p eh e a d e r ) 扫描类型头由系统的配置决定，它包含一个或多个3 2 字节的通道组描述以及一 系列的3 2 字节的样点时偏段，通道组是指具有同样参数设置操作的一组通道。扫描 类型头可以由l 到9 9 个通道组构成，如果动态参数在记录的过程中需要改变，必须 通过附加扫描类型头进行添加，每一个附加扫描类型头都应包括新参数定义的通道组 描述。每一个扫描类型头的通道组描述中必须有同样的类型编号。 第1 字节：存储两位b c d 码数字( 1 - 9 9 ) ，为扫描类型头的编号，并标注以后3 1 字节为同一标注段。第一个扫描类型头的编号为1 ，最后一个扫描类型头的编号为通 用头# l 中第2 8 字节的值。如果一个扫描类型头包含多个通道组描述，那么这一些列 的通道组描述使用同一个扫描类型头编号。如果系统在记录过程中动态参数没有发生 改变，那么仅需要一个扫描类型头描述。 第2 字节：存储两位b c d 码数字( 1 - 9 9 ) ，为通道组的编号，并标注以后3 0 字节