通过计算机编程快速读取地震数据的方法

胡斌

摘 要：本文主要主要对地震数据对存储特点、存储数据对格式简要说明，提出了一种利用计算机编程快速读取地震数据的方法。

【关键词】计算机编程 读取 地震数据

油气资源的开发在国家发展中占有重要的地位，为了进一步的促进油田的生产稳定，往往需要在开采前进行地质情况探测。地震采集则是一种深入挖掘油田开采潜力的勘探手段，在地震勘探的过程中，往往会产生大量的采集数据，对于这些数据的存数方式十分重要的。本文主要主要对地震数据对存储特点、存储数据对格式简要说明，提出了一种利用计算机编程快速读取地震数据的方法。

1 地震数据的存储特点

地震数据的存储于我们一般所说的数据存储不同，一方面，地震采集过程中，会产生十分庞大的采集数据，在一个区块中采集数据就会产生上百个TB；另一方面，地震采集数据与油田开发有着极为紧密的联系，因此其对于数据精度的要求高，并且为了区分与其他数据，地震数据往往有行业独特的数据格式和标准。

1.1 地震数据的来源

地震数据主要来源于地震勘探过程，通常情况下，地震勘探主要包含了三个过程：野外采集过程、室内地震资料处理过程以及地震资料解释三个阶段。采集得到的是最为原始的地震数据，而资料处理过程中得到的是经过处理的地震数据，地震资料解释阶段往往数据较少。

野外采集过程中，勘探工作者往往会根据勘探计划，将地震仪器放置在野外进行数据采集勘探，这一时期产生的勘探数据是多种多样的，数量极为庞大，这些采集数据往往被存储在地震磁带之中，主要的地震数据包括有高程、坐标等。

在资料处理过程中，相关工作人员往往会根据计算机对原始的采集数据进行科学计算，继而产生一些结果性的地震数据。

1.2 地震数据的类型

在地震勘探的三个过程中，各自会产生不同类型的地震数据。在野外采集过程中，通常采用微测井方法进行地表调查，所产生的地震数据包含有：原始数据盘、低降速带解释成果、图形文件、施工设计、高程、坐标等不同的类型。在地震资料处理过程中，通常会根据不同的处理流程产生不同类型的数据类型，在地震资料的皆是过程中，解释人员根据地质任务以及设计要求进行地震数据解释，所产生的成果数据往往与上一个流程相差无几。

2 地震数据的格式

地震数据的格式往往以特定的记录方式记录在磁带上，地震数据的格式最初包括有十几种的格式，但随着计算机的迅速发展，现阶段用于地震数据存储的格式选择往往只有SEG-D格式和SEG-Y格式两种。通常情况下，SEG-D格式往往应用在野外数据采集过程，作为原始数据的格式，而SEG-Y格式则是地震资料处理过程中的特定存储格式，作为一种数据交换的标准。

SEG-Y格式分为四个部分：第一部分是以3200个字节组成的数据块，主要是有关磁带记录的辅助信息，第二部分是二进制文件头400个字节组成的数据块，记录有采样间隔、记录长度及格式码等重要参数，第三部分是地震道数据，在磁带上每一道表现为一个记录，第四部分是结束标记EOF或EOT。SEG-Y格式的道记录分为两部分，第一部分是地震道的道头字，记录了本道的有关信息、第二部分是地震道的样点值。

3 通过计算机编程快速读取地震数据的方法

SEG-Y文件通常由文件头文件和数据体两个部分组成，数据体是访问和读取的主体，其中包含了大量的地震数据，而头文件是对文件的一种参数说明，给文件的读取提供必要的信息。文件头总长度分为字符型文件头和二进制文件头，数据体则是由多个数据道组成。

3.1 读取文件头

字符型文件头的数据通常需要将其中的EBCDIC代码转换成ASCII代码后就能够正确显示，因此常用的读取方式就是建立两种代码的关系对应码。而对于二进制文件头的读取则相对的复杂一些，这是因为二进制文件头是由二进制数据构成，包括16位和32位两种数据形式，在读取的过程中要注意其存储格式，工作站与计算机对文件头的存储迅速存在相反的情况。

对于二进制文件头的读取流程如下：读取400个字节的文件信息进入内存——按照地址从低到高的顺序存放——数据的存数位数——转换字节数。例如读取一个16位的数据，读取第一个字节放入一个16位临时整型数中，将整型数据左移8位，然后，再读入下一字节， 将其放入另一个16位临时整型数中，最后，将临时 16位数按位或，得到16位微机格式的地震数据。

3.2 读取地震数据

通常情况下，数据体中的数据道都是以工作站的存储方式进行数据存储，与微机中的存储格式存在差异，因此，需要将导数据进行高地位转换。SEG-Y道数据的常用记录形式为IBM浮点型数据和IEEE浮点型两种。以下简要介绍IBM浮点型数据（32位）的存储格式和读取方法。

IBM浮点型数据分为三个部分：符号位占1位，指数部分占7位，尾数部分占24位。其读取方法为：顺序读入道数据——4字节数据——数据转换（同文件头的数据转换方式）——32位数右移31，得到符号位，读取出来保存。32位数与 0x7f000000按位与，获得浮点数指数部分，保存；将 32位数与0x00ffffff按位与，获得浮点数位数部分，保存。

其中格式转换可以通过类 conversion实现，conversion 的定义如下：

class conversion

{ short char2int（ char * array） ； / /将工作站上的整型数转换为微机格式

void int2char（ short dat， char * array） ； / /将微机上的整型数转换为工作站格式

float IBM2PC（ char * array） ； / /将 IBM 浮点九转换为微机格式浮点数

void PC2IBM（ float dat， char * array） ； / /将微机上的浮点数转换为 IBM 浮点数

}

参考文献

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[2]王长国，俞华，周兴松。地震处理系统的现状及其发展[J].石油机械，2013，31（增刊）：115-11.

[3]严哲，张学强，朱翔鹏.两种数据类型的存储特征分析及其转换[J].工程地球物理学报，2007，4（1）：43-45.

作者单位

钦州市地震监测预报中心 广西壮族自治区钦州市 535000