地震勘探数据处理软件集成的研究现状与发展趋势

地震勘探数据处理软件集成的研究现状与发展趋势

一、地震勘探数据资料处理软件集成化研究现状和发展趋势(论文文献综述)

李壮壮[1](2021)在《地震勘探数据无线采集软件系统设计》文中指出地震勘探是油气勘探领域的一项重要技术,传统的地震勘探使用有缆设备进行数据传输,成本高昂且配置复杂。随着通信技术与电子设备制造技术的发展,无线采集节点的占比逐渐提高,大幅提高了采集效率并降低了成本。目前大多数的无线采集系统无法实时监测采集节点的状态,并且需要将采集节点回收到采集站读取数据,增加了采集难度。为了解决这一问题,本文基于Qt平台设计开发了一套地震勘探数据无线采集软件系统,该系统可以通过WiFi或4G网络与采集节点进行通信,并实现了采集节点状态监测、数据无线传输、数据可视化和数据分析等功能。本文首先分析了采集系统数据传输服务器的工作流程,结合系统的高并发、大数据量、高稳定性等实际需求对系统的服务器框架进行了总体设计。然后分别在数据传输服务器、应用层通信协议和数据存储三个方面进行详细的设计。数据传输服务器基于Boost.Asio网络库设计,使用异步非阻塞模式进行通信,结合本系统设计的线程池模型,共同满足采集系统高并发量、高吞吐量的要求。应用层通信协议则是基于Protocol Buffers技术设计,实现了地震勘探数据和控制指令的高速编解码及快速传输。在数据存储设计中,使用本地文件存储和云数据库存储相结合的方式。本地存储使用SEG-Y文件格式进行存储,云数据库存储采用MySQL数据库和Redis数据库相结合的方式,其中Redis数据库作为缓存使用,以提高用户获取数据的效率。另外,本文还实现了采集节点状态监测模块、数据可视化模块、数据处理模块。其中状态监测模块实现了对采集节点的实时位置、网络状态、网络拓扑等监测功能。为了满足地震数据可视化的需要,实现了地震勘探数据的实时波形显示和剖面图绘制功能。数据处理模块则实现了频谱分析、数据滤波和数据压缩功能。最后,对采集系统进行部署并测试的各个功能模块的性能,测试结果表明本文实现的服务器模型能有效应对高并发、大数据量的应用场景,并且比传统的服务器模型响应速度提升10%左右,系统的各个模块均能正常工作,有效地提高了地震勘探的效率。

丁治国[2](2020)在《基于内存计算的海洋地震拖缆水上记录系统关键技术研究》文中研究指明海洋地震勘探拖缆水上记录系统是海洋地震勘探装备中的重要设备。当海洋拖缆的个数与采集通道数均较少时,数据记录问题较为简单,水上记录系统的软硬件无需扩展,系统采用固定结构即可。然而,随着海洋地震勘探装备规模的扩大,拖缆个数与采集通道数量成倍增长,水上记录系统对于软硬件可扩展性的需求越来越强烈。传统上,水上记录系统仅负责海洋拖缆的数据记录工作,采用固定的软硬件组织结构,很少考虑系统内软硬件整体的扩展便利性,系统内各组件的接口各异,组件间连接关系复杂,软件系统基于单机开发,难以实现灵活的系统扩展与裁剪。在日常勘探作业过程中,上述缺陷不仅会增加整个勘探装备的维护成本,而且会降低作业人员工作效率。为此,本文基于内存计算和实验室过去在海洋地震勘探系统领域的研发经验,以易于扩展的水上记录系统为设计目标,分析了记录系统软硬件扩展能力的具体内涵,提出了一种数据接口与处理相分离的水上记录系统构架。在分析归纳了新构架下记录系统的技术难点后,本文通过关键技术研究的方式,有针对性的完成了通用型数据处理节点设计技术、节点间高速数据传输技术、基于内存的数字逻辑硬件处理技术,以及基于内存的分布式流处理软件技术,这四大关键技术的研究。在通用性数据处理节点设计方面,本文首先借鉴虚拟仪器的设计思想,从结构化数据处理、数据处理图像化两个方面对通用型数据处理节点的设计理论展开论述。提出了“通道时间谱”这一通用的数据视角,对海洋地震勘探系统展开分析。对于实际板卡设计,本文则采用了现有产业界应用广泛的芯片级和电路板级的通用接口方案,对该节点展开具体的芯片选型、电路设计等工作。在节点间高速数据传输方面,本文则利用SerDes传输技术和GTX高速串行收发器,搭配Aurora 64B/66B IP核,以及FMC和SFP模块、PCIe数据传输链路研究了系统内各物理节点间的高速串行传输链路。在基于内存的数字逻辑硬件处理方面,本文基于DDR内存的小读写系统,结合内存接口模块、AXI总线互联器、DMA数据传输引擎以及MicroBlaze软核等组件,研究了虚拟FIFO、拖缆数据流合并,以及节点间内存共享技术。在分布式流处理软件方面,本文则基于Hadoop软件生态,利用现有基于内存计算的流处理软件技术框架和分布式数据库系统技术,构建出了一套易于扩展的水上记录系统的软件系统,并结合具体拖缆数据处理任务,讨论了多种海洋拖缆数据处理方案。通过上述关键技术研究,本文所述的水上记录系统,不仅在通用性方面可以实现系统内主要物理节点的通用部署,而且提供了一套基于内存的拖缆数据处理软硬件模块。本文所提出的软硬件可扩展的系统构想,以及接口与处理组件相互分离的系统设计方案,在简化系统结构的同时,引入了大数据领域先进的技术方案,拓宽了海洋地震勘探装备研发领域的技术选择范围。

张宇昊[3](2020)在《基于分布式声场传感的地震勘探仪关键技术研究》文中进行了进一步梳理地震勘探作为地球物理勘探中最重要的方法之一,被广泛运用于地质资源勘探、地质灾害预警等领域。现有的地震勘探仪器多采用机电式检波器进行传感,而机电式检波器属于点式传感器,油气勘探和天然地震监测中需将点式传感器构成阵列以保证所采集地震波分布的连续性,存在布设难度大,难以长期值守的问题,其探测容量和密度也受到成本限制。与点式传感器不同,分布式声场传感(Distributed Acoustic Sensing,DAS)技术中,光纤既是传感器又是传输媒介,利用光纤即可实现海量的传感器阵列,在勘探应用中仅需部署一根光缆或直接利用现有通信光缆,布设难度和成本都相对较低。此外,DAS探测容量大,在保证高级数、高密度采集的前提下,仍能实现数十公里的探测长度,在勘探目标日益深入和精细化的地震勘探领域具有重要的潜在应用价值。目前国外主要的DAS生产厂商均不向我国销售仪器,仅提供测试服务。而国内的DAS设备主要面向周界安防、结构健康监测等领域,与地震勘探的结合并不成熟,其频率响应范围等指标无法满足地震勘探需求,还存在集成度不高,配套的软件不成熟,对地震勘探数据的实时运算、展示能力不足等问题。针对以上问题,本文基于DAS原理提出了一种地震勘探仪的系统设计及工艺制造技术。设计过程中对脉冲光、调制器、探测器以及电信号滤波器、放大器的参数进行了优化与验证,以提高系统的频率响应范围、空间分辨率、最小可探测应变量等关键参数;提出了基于PXIe(PXI Express)标准的地震勘探仪结构和相应的高集成度光学板卡、控制与信号调理板卡制造工艺技术,以改善仪器的便携性和可靠性。提出了欠采样的数据采集技术,根据香农的带通采样定理,合理配置数据采集卡接收参数,在不损失性能的前提下,降低了采样率和后续信号处理压力。针对地震勘探应用提升了软件的专业化展示能力,在DAS常用的瀑布图、时域和频谱图的基础上,增加了地震勘探专用的实时波形展示界面,使其在展示瞬时扰动方面更有优势。参数标定结果表明,地震勘探仪的最大监测距离达到60 km,最高空间分辨率优于4 m,频率响应范围为0.1 Hz到500 Hz,可探测最小应变量达到0.5 nε,最终仪器外部尺寸仅为330×185×300 mm,重量12 kg,功耗低于90 W,集成度和便携性与国内性能相近DAS设备相比有所改善。该地震勘探仪参与了在无锡市锡北镇光明村进行的基于主动源的地裂缝状态监测试验,试验中利用既有的地埋和井下两种铺设方式的光缆均成功实现了对地震波的监测,监测道间距达到4m,获得了与现有地震检波器相吻合的输出波形,体现出比现有地震检波器更高的灵敏度。试验数据经后期反演,很好地反映出当地的地裂缝演化状态,推动了DAS设备在地震勘探领域的应用与推广。

袁晨[4](2020)在《数字式浅层勘探地震数据采集系统设计与实现》文中研究指明浅层地震勘探是解决各种工程、水文和环境地质问题中使用最广、效果最好的方法之一,其面临突出难题是传统设备已经难以满足逐渐恶劣的勘探环境和不断扩展的勘探领域的实际需求,要解决此问题关键是提高浅层地震勘探设备的采集性能。然而,采集性能是一种综合性、系统性的概念,难以通过突破单一技术指标实现。针对上述问题,本文从最新发展的数字式地震勘探方法入手,针对国内主流浅层地震仪普遍存在的架构弊端进行数字化改进,实现了采集精度、分辨率、便携性、可裁剪等性能的整体提升。通过研究,主要取得了如下研究成果:(1)针对传统模拟检波器模拟信号传输距离长,容易造成信号衰减、道间串扰等问题,本文采用全数字化的设计思想,通过低功耗微控制器、24位A/D转换单元、低噪声信号调理、可配置增益单元、总线式数据传输等部分的开发,实现了全数字式的信号采集单元。同时集成可编程配置的延时补偿、传输及自检单元,采集单元之间独立工作,并通过数字式通信,有效降低了道间信号的串扰问题,提升了信号的传输距离。(2)针对数字式浅层地震勘探的工作模式和实际应用需求,本文采用模块化分离式思维,构建了“PC终端”+“数字采集站”+“数字检波器”的总体硬件结构,终端与检波器间的离线控制和系统的全数字化操作极大的加强了设备的稳定性,同时功能分化后的系统主机扩展性能更强,整体结构也更加轻便。(3)针对野外便携施工和多节点地震数据的网络传输需求,本文自主设计了一种基于“Ethernet-RS485”网络构架的可裁剪大容量地震数据传输网络,充分利用以太网优秀的数据传输能力及网络容量能力和RS485现场总线控制能力,极大的提高了系统网络容量及可扩展道数。经过测试检波器间相互独立工作不影响且可以任意裁剪,野外执行实际浅层地震勘探任务时采集波形初至清晰、起跳明显,极少出现数据丢包的情况,满足野外多节点地震数据的网络传输需求。对完成的系统样机进行功能测试,结果表明系统等效噪声低于1μV、同步精度优于10μs、增益精度优于1%、谐波畸变小于-100dB、采集频带宽达4kHz、动态范围大于130dB,整机功耗低于45W,各项性能指标均达到国内先进水平。同时,在实际浅层勘探工区中与传统仪器的采集实验对比优势明显,不仅在分辨率和信号保真能力上表现更佳,还具有体积小、质量轻、裁剪维护性好等优势,为更加高质高效的浅层地震勘探提供了一种有效的解决途径,具有重要的科学意义和应用价值。

崔忠林[5](2019)在《基于压缩感知的地震数据压缩FPGA设计与实现》文中研究指明随着地球物理勘探技术的不断发展,地震勘探仪器向着多参数、多维度、多分量的方向不断前进,在地震勘探现场布设的大量地震仪将会产生海量的地震勘探数据,面对海量地震勘探数据的实时回收,传输网络会出现网络拥堵甚至网络断开的情况,因此需要更加高速可靠的传输网络来保证数据传输的实时性和可靠性。如何解决数据量大导致的网络拥堵,并且同时保证数据传输的实时性是目前待解决的核心问题。数据压缩方法可以从数据传输的源头缩减数据量,无需升级传输网络就可以提高传输效率,保证数据传输的实时性。传统的数据压缩方法是对采集后存储的地震数据进行压缩,压缩的过程一般是变换、量化和编码,解压的过程是压缩过程的逆运算。这种压缩方法需要对完整的地震数据进行压缩,耗时长且占用资源多,数据压缩和传输的实时性差。针对传统数据压缩方法面临的问题,本文基于压缩感知(CS)理论,提出了一种基于压缩感知的地震数据压缩方法,该方法能够直接对采集到的地震数据进行压缩,无需对存储后的完整地震数据进行操作,数据压缩的实时性更好。针对压缩感知理论下的地震数据压缩重构方法,本文展开了以下三个方面的研究:稀疏表示方法的选择、测量矩阵的构造和重构算法的设计。首先利用小波变换对地震数据进行稀疏表示,得到稀疏表示系数;然后使用混沌序列构造混沌伯努利测量矩阵,利用该测量矩阵对地震数据稀疏表示系数进行压缩测量,得到测量值;最后将测量值,即压缩数据,实时传输至数据中心进行存储,当需要原始地震数据时,再通过正交匹配追踪(OMP)算法将测量值进行重构恢复。本文选用XILINX公司的XC6SLX45 FPGA芯片对原有的地震仪进行改进并搭建外围电路,提出了基于FPGA的地震数据压缩总体结构。此外,进一步对地震数据载入、数据运算、稀疏表示等子模块进行设计,并通过仿真实验验证各个模块的有效性,从而保证能够在下位机(地震仪)上实现地震数据的稀疏表示和压缩测量过程。通过对10组长度为1000个采样点的不同地震数据进行压缩重构实验,并对实验结果进行分析,结果表明,本文提出的地震数据压缩方法,在不同的压缩比下,重构数据的峰值信噪比在60dB以上,均方根误差在0.12以下,硬件压缩时间约为1.2ms,既在FPGA硬件平台上实现了地震数据压缩算法,又保证了数据压缩的实时性。面对海量的地震勘探数据,使用本文的数据压缩方法在下位机中对采集的地震数据进行压缩,从数据传输的源头缩减数据量,无需优化传输网络就可以改善传输效率,从而解决地震勘探数据传输网络出现网络拥堵甚至网络断开而造成的数据丢失问题,同时,使用正交匹配追踪算法重构出原始地震数据,保证了地震数据的完整性,具有重要的实用意义。

王学军,杨勇,马良乾,王霖,姜敏[6](2019)在《大数据时代的地震数据智能化管理策略》文中研究表明在当今大数据时代,如何有效利用和挖掘海量地震勘探数据的内在价值,满足人工智能应用条件,从而充分应用人工智能技术,该文分析了人工智能在地震数据管理中应用可行性,提出了海量地震数据管理的集成化、时空化、知识化管理策略,阐述了地震数据管理策略具体内容与实现技术路线,地震大数据的集成化、时空化和知识化是将推动实现勘探技术革新与传统工作模式的数字化、智能化转型。

罗思凡[7](2019)在《地震勘探数据无线采集节点的AD转换与数据存储系统开发》文中指出地震勘探是地球物理勘探中解决油气勘探问题最重要、最有效的一种方法。针对传统有缆地震勘探采集系统的种种弊端,目前地震勘探无线采集系统的设计与开发是一个研究热点。本文是在课题组总体设计的地震勘探数据无线采集系统框架下,开展了地震勘探数据无线采集节点的AD转换与数据存储系统开发研究。完成了单分量地震勘探数据无线采集节点的AD转换、数据存储以及通过无线网络技术发送数据等研究开发工作,并且在此基础上完成了三分量地震勘探数据无线采集节点的相应功能。数据采集端采用动圈式检波器,选用精度高达32位、采样率最高可设置为4000Hz的AD转换器ADS1282对模拟地震信号进行采样转换,以满足高精度、高分辨率的地震勘探数据采集要求。由于无线采集节点采用的供电电池能量有限,为了延长无线采集节点的野外工作时间,选用STM32L1和STM32L4系列超低功耗单片机作为微控制器。为解决传输网络不佳、掉电等意外发生而导致数据丢失的问题,开发的AD转换与数据存储系统具有本地存储功能。通过移植FatFs文件系统,将AD转换后的地震数据按照时间顺序写入大容量存储器TF卡中,以便随时根据振动的震源时间读取相应的采集数据。针对地震勘探数据无线采集系统对时间同步的要求,本系统采用GPS授时和单片机定时器计时两种方式,使时间同步精度达到微秒级,并且可定期对地震数据采样时间进行同步,基本能满足时间同步性的需求。为达到将地震勘探无线采集系统中的采集数据及时传输的目的,采用基于WiFi和ZigBee的混合网络无线传输方案,将由AD转换与数据存储系统中存储的采集数据通过无线方式汇集到采集中心。其中,低速、低功耗的ZigBee协议用于上位机和采集节点之间的命令传输,系统上线后一直处于工作状态;而高速、高功耗的WiFi则只用于传输大量的地震数据,仅在需要传输数据时开启。多分量地震勘探数据采集技术日益成为主流的地震勘探技术,本文设计了三分量地震勘探数据无线采集节点的AD转换与数据存储系统,可以同时接收地震波的X分量、Y分量、Z分量数据,并进行相关处理。

沈鑫[8](2019)在《地震勘探数据无线采集软件控制系统开发》文中认为地震勘探是应用于油气勘探的一项重要技术。由于野外勘探通常地理环境恶劣,使得勘探技术受到局限,勘探工作面临挑战。因此,提升勘探设备的性能和控制系统的技术水平尤为重要。地震勘探数据采集软件控制系统是采集节点设备控制管理和采集数据处理的重要平台,是地震勘探设备的主要研究内容之一。当前主流的地震勘探系统多为有线传输,对于复杂的勘探地理环境来说存在诸多不便。因此,提升设备便携性以及开发适合勘探系统配套使用的软件控制平台成为研究的重点。本文主要是基于Windows平台进行地震勘探数据采集的应用软件设计,实现了可视化的软件界面和无线采集传输网络服务器功能。可视化的软件界面内容包括节点信息列表显示、节点相对位置绘图、测线与道号分配、数据传输控制流程提示等功能。通过已构建的采集传输网络服务器与无线采集系统中的节点建立Socket连接,发送界面的参数配置指令和数据传输控制流程指令,并将采集的数据回传到服务器。采用标准化的SEG-Y格式对接收到的地震采集数据进行存储管理,并以单道和多道数据可视化的方式监控无线数据采集质量。为了确保地震勘探数据无线采集系统中的网络服务器与无线采集传输系统中的节点之间通信的可靠性,网络服务器采用异步非阻塞完成端口的方式进行创建。通过多线程的方式管理节点客户端,实现地震勘探数据的同步采集与高效存储。本文设计的地震勘探数据无线采集软件控制系统作为采集系统的参数配置、节点数据传输状态的可视化及数据接收与存储的中枢,为整个地震勘探数据无线采集系统提供了有力的保障。

黄迪[9](2019)在《基于BIM的三维地质建模集成化研究》文中研究说明BIM(Building Information Model,建筑信息模型)作为建筑信息化的关键技术,正在对中国建筑行业产生巨大影响。本文针对地质勘探数据三维模型的应用现状和实际需求,基于三维地质建模理论,结合BIM技术,开展地质勘探数据三维建模尝试。论文提出了三维地质模型的BIM应用框架,以及建立BIM三维地质模型的方法,实现了BIM技术与三维地质建模理论的集成,以期探索BIM在三维地质建模中应用的可行路径。主要研究结果如下:(1)以钻孔信息为主,融合地形信息和剖面信息进行建模。地层对地层层序判断方法进行改进,优化了地层关系统计参数的排序方法,提出了对重复地层及特殊情况的处理方法。(2)采用IFC标准的B-rep实体表示方法搭建三棱柱体元。提出针对三维地质模型的IFC标准扩展方法,采用IfcProxy实体实现针对三维地质模型的IFC扩展,通过对属性集的扩展实现三维地质模型非几何信息的集成。(3)确立在BIM中构建三维地质模型的可行技术架构,参考地层层序判断结果,采用三维地质模型的IFC表示方法,基于地层分界点间的连接规则以及三维地质转换机制,最终提出基于BIM技术的三维地质建模方法。该方法以钻孔间的连接规则及地层层序为基础,由上而下对钻孔包含的每一地层分界点进行处理,确定用于建立广义三棱柱的顶点,并调整顶点顺序使其符合右手法则,达到BIM技术与三维地质建模理论的集成的目的。(4)建立BIM-GM系统,实现系统的主框架及数据结构设计,完善系统的功能模块,并搭建系统用户界面,提供可选择的导入文件格式和保存格式。以某工程为实例,研究基于BIM技术的三维地质建模方法的实用性,为实际三维地质模型的庞杂信息提供了有效的集中管理手段。

杜江冲[10](2018)在《基于北斗的无线地震勘探系统下位机研究》文中提出针对有缆勘探系统的弊端,为了降低地震勘探设备的成本和施工难度,避开移动基站的覆盖盲区,不受荒漠、戈壁滩等人烟稀少地域的限制,本文提出了利用北斗短报文和短距离无线通信技术设计地震勘探设备的思路。并研究了低功耗电源管理、无线通信组网功能、北斗短报文在地震勘探中的应用等关键技术。针对艰苦困难的无人区地震数据采集的通信难题,采用北斗卫星短报文通讯技术实现远程运行控制及数据传输,实现勘探现场采集的数据实时的传输到数据分析中心,若有必要进行二次勘探,可以在施工人员未撤离勘探现场的情况下继续进行勘探,节约人力物力成本。本文首先对地震勘探的技术基础进行了分析,阐述了地震勘探的原理、无线通信方式和北斗卫星短报文远程通信方式。依据系统设计低成本要求,将勘探设备下位机分为主机和从机的模式,从机围绕主机,以主机为中心,将数据通过北斗短报文发送到远程数据分析中心,进行实时地质数据分析和解释。本文分别对软硬件进行了研究,硬件部分包含以STM32F103为核心的主控电路设计、按键电路设计、显示屏电路设计、电源电路设计、卫星定位授时模块电路设计、无线通信电路设计、短报文远程通信电路设计以及地震检波器信号调理电路设计等;软件部分分别对硬件电路进行了驱动控制,完成了地震检波器信号调理电路输出信号的采集和判别,提取有效波形,获取卫星定位授时信息,然后对数据进行处理,在主从机协同工作的方式下,完成采集的数据有效回收,然后将数据以北斗短报文的方式发送到远程数据分析中心。

二、地震勘探数据资料处理软件集成化研究现状和发展趋势(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、地震勘探数据资料处理软件集成化研究现状和发展趋势(论文提纲范文)

(1)地震勘探数据无线采集软件系统设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 地震勘探数据无线采集系统研究现状
        1.2.2 地震勘探软件系统发展现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 论文主要工作安排
第2章 地震勘探数据无线采集软件系统总体设计
    2.1 系统需求分析
    2.2 系统方案设计
    2.3 系统硬件平台
    2.4 软件开发平台
    2.5 本章小结
第3章 地震勘探数据传输系统的设计与实现
    3.1 数据传输系统的工作流程及整体框架设计
        3.1.1 数据传输系统的工作流程
        3.1.2 数据传输服务器总体框架设计
    3.2 网络I/O框架的设计与实现
        3.2.1 网络I/O框架分类
        3.2.2 基于Asio的网络I/O框架实现
    3.3 多线程处理模块的设计与实现
        3.3.1 多线程技术概述
        3.3.2 多线程处理方案设计
        3.3.3 服务器中线程池的设计与实现
    3.4 基于Protobuf的数据格式定义与解析
        3.4.1 数据格式定义
        3.4.2 基于Adler-32算法的数据校验
        3.4.3 数据的编解码器与分发器设计
    3.5 地震勘探数据存储方案设计
        3.5.1 本地存储
        3.5.2 数据库存储
        3.5.3 数据缓存管理
        3.5.4 数据查询接口
    3.6 本章小结
第4章 用户界面及功能模块的设计与实现
    4.1 软件界面的整体设计
    4.2 采集系统参数配置模块设计
        4.2.1 参数配置流程
        4.2.2 参数配置模块的实现
    4.3 无线采集节点状态监测模块设计
        4.3.1 网络连接状态
        4.3.2 采集节点实时位置
        4.3.3 网络拓扑图
    4.4 波形显示模块设计
        4.4.1 基于QCustomPlot的波形绘制
        4.4.2 多道数据同步显示
    4.5 地震数据可视化
        4.5.1 剖面图绘制
        4.5.2 曲线插值算法
        4.5.3 密度图绘制
    4.6 地震勘探数据分析处理
        4.6.1 频谱分析
        4.6.2 数据滤波
        4.6.3 数据压缩
    4.7 本章小结
第5章 系统测试
    5.1 测试环境搭建
    5.2 数据传输服务器测试
        5.2.1 服务器性能测试
        5.2.2 数据存储功能测试
    5.3 系统功能模块测试
        5.3.1 状态监测功能测试
        5.3.2 数据传输功能测试
        5.3.3 波形绘制功能测试
        5.3.4 网络拓扑图功能测试
        5.3.5 剖面图功能测试
        5.3.6 频谱分析功能测试
        5.3.7 数据滤波功能测试
        5.3.8 数据压缩功能测试
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表

(2)基于内存计算的海洋地震拖缆水上记录系统关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究课题背景
    1.2 研究内容
    1.3 研究意义
    1.4 研究路线
    1.5 国内外研究及发展现状
        1.5.1 国外海洋地震勘探
        1.5.2 国内海洋地震勘探
        1.5.3 面向未来的地震勘探装备
    1.6 文章结构
第2章 海洋地震勘探
    2.1 地震勘探原理
        2.1.1 反射波勘探法
        2.1.2 陆地地震勘探原理
        2.1.3 海洋地震勘探原理
    2.2 海洋地震勘探数据
        2.2.1 地震数据文件格式
        2.2.2 真实的海洋地震数据
    2.3 海洋地震勘探分辨率
        2.3.1 横向分辨率
        2.3.2 纵向分辨率
    2.4 传统海洋地震勘探装备
        2.4.1 水下拖缆系统
        2.4.2 水上记录系统
        2.4.3 数据传输协议
第3章 易于扩展的水上记录系统
    3.1 国家重点研发项目
    3.2 系统设计目标
        3.2.1 软件可扩展
        3.2.2 硬件可扩展
        3.2.3 软硬件可扩展意义
    3.3 系统构架分析
        3.3.1 内存计算技术
        3.3.2 数据传输协议
        3.3.3 地震数据处理
    3.4 易扩展型水上记录系统构架
        3.4.1 数据接口中心
        3.4.2 工作站
    3.5 关键技术分析
第4章 通用型数据处理节点设计技术
    4.1 通用型节点设计理论
        4.1.1 虚拟仪器
        4.1.2 数据处理模式
    4.2 通用数据视角“通道时间谱”
        4.2.1 “通道时间谱”定义
        4.2.2 “通道时间谱”应用示例
    4.3 通用型数据接口
        4.3.1 芯片级数据总线接口
        4.3.2 电路板级硬件接口
    4.4 通用型节点硬件设计
        4.4.1 FPGA选型
        4.4.2 MIFC接口电路
        4.4.3 MIFC电源电路
        4.4.4 MIFC时钟电路
        4.4.5 辅助功能电路
第5章 节点间高速数据传输技术
    5.1 SerDes传输链路
        5.1.1 GTX收发器
        5.1.2 收发器控制逻辑
    5.2 PCIe传输链路
        5.2.1 PCIe总线简介
        5.2.2 PCIe协议结构
        5.2.3 PCIe设备配置
        5.2.4 PCIe中断机制
        5.2.5 PCIe传输模式
        5.2.6 DMA/Bridge SubsystemforPCIeIP核
    5.3 FMC模块
        5.3.1 FM-S14模块
        5.3.2 FM-S18模块
        5.3.3 EES-281模块
    5.4 SFP模块
        5.4.1 光纤选型
第6章 基于内存的数字逻辑硬件处理技术
    6.1 内存读写小系统
        6.1.1 内存接口模块
        6.1.2 AXI互联器
        6.1.3 DMA数据传输引擎
        6.1.4 MicroBlaze软核
    6.2 基于内存的虚拟FIFO
        6.2.1 虚拟FIFO控制器
        6.2.2 示例应用
    6.3 拖缆数据流合并
        6.3.1 有序合并
        6.3.2 无序合并
    6.4 节点间内存共享
        6.4.1 Chip2ChipIP核
        6.4.2 内存共享
第7章 基于内存的分布式流处理软件技术
    7.1 流处理软件
    7.2 Hadoop分布式软件生态
        7.2.1 Hadoop应用
    7.3 流处理软件系统
        7.3.1 软件框架选型
        7.3.2 Spark Structured Streaming
    7.4 分布式数据库系统
        7.4.1 行存储VS列存储
        7.4.2 HBASE数据库系统
    7.5 工作站软件系统
        7.5.1 软件系统构架
        7.5.2 数据结构
        7.5.3 拖缆数据流处理
第8章 系统测试与讨论
    8.1 测试平台
        8.1.1 MIFC板
    8.2 系统性能测试
        8.2.1 数据接口中心性能
        8.2.2 工作站性能
    8.3 硬件扩展测试
        8.3.1 图像显示
        8.3.2 数据采集
    8.4 软件系统测试
        8.4.1 过滤
        8.4.2 统计
        8.4.3 排序
    8.5 测试工作小结
第9章 总结与展望
    9.1 工作总结
    9.2 工作创新点
    9.3 工作展望
参考文献
附录A 补充材料
    A.1 A型MIFC板
    A.2 B型MIFC板
    A.3 C型MIFC板
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

(3)基于分布式声场传感的地震勘探仪关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 基于DAS的地震勘探仪发展现状
    1.3 课题研究主要内容
第二章 分布式声场传感技术基本原理
    2.1 分布式声场传感技术
        2.1.1 光纤中的散射和光时域反射技术
        2.1.2 基于后向散射光的分布式声场传感技术
    2.2 DAS传感原理
        2.2.1 声场对光纤的调制作用
        2.2.2 DAS传感模型
        2.2.3 DAS的常见系统结构
        2.2.4 信号解调方案
    2.3 DAS性能参数
        2.3.1 动态范围
        2.3.2 灵敏度
        2.3.3 最小可探测应变量
        2.3.4 空间分辨率
        2.3.5 频率响应范围
第三章 基于鉴相型DAS的地震勘探仪系统
    3.1 地震勘探仪需求与系统设计
    3.2 光学子系统设计
        3.2.1 光路结构
        3.2.2 系统参数设计及光学器件选型
    3.3 电路子系统设计
        3.3.1 控制电路
        3.3.2 信号调理电路
        3.3.3 欠采样技术与数据采集卡选型
    3.4 软件子系统设计
        3.4.1 上位机程序设计
        3.4.2 单片机和CPLD程序设计
    3.5 仪器化设计
        3.5.1 基于PXIe的地震勘探仪结构
        3.5.2 光学板卡设计
        3.5.3 控制与信号调理板卡设计
第四章 地震勘探仪参数标定与工程现场试验
    4.1 地震勘探仪参数标定
        4.1.1 探测距离测试
        4.1.2 空间分辨率测试
        4.1.3 频率响应范围测试
        4.1.4 最小可探测应变量测试
        4.1.5 垂直响应距离测试
    4.2 地震勘探仪工程现场试验
        4.2.1 工程现场简介
        4.2.2 试验方案及试验结果
        4.2.3 试验小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间学术成果
致谢

(4)数字式浅层勘探地震数据采集系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容及创新
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 创新点
    1.4 论文结构安排
2 数字式浅层地震系统总体方案设计
    2.1 浅层地震勘探方法原理
    2.2 数字式浅层地震勘探技术特征与难点
        2.2.1 野外浅层地震勘探面临的主要问题
        2.2.2 数字式浅层地震勘探主要技术难点
    2.3 仪器结构与方案设计
        2.3.1 仪器结构
        2.3.2 数字检波器方案设计
        2.3.3 数字采集站方案设计
        2.3.4 网络传输方案设计
    2.4 本章小结
3 硬件设计与实现
    3.1 数字检波器硬件电路设计
        3.1.1 信号调理单元
        3.1.2 模数转换单元
        3.1.3 总线传输单元
        3.1.4 检波器主控单元
        3.1.5 电源转换单元
    3.2 数字采集站硬件电路设计
        3.2.1 采集站主控单元
        3.2.2 协议转换单元
        3.2.3 震动开关与遥爆控制单元
        3.2.4 状态监测单元
        3.2.5 电源转换单元
    3.3 本章小结
4 嵌入式软件设计与实现
    4.1 数字检波器软件程序设计
        4.1.1 模数转换程序设计
        4.1.2 自检单元程序设计
        4.1.3 分布式节点同步采集设计
        4.1.4 总线通信协议设计
        4.1.5 检波器主控程序设计
    4.2 数字采集站软件程序设计
        4.2.1 主要服务线程设计
        4.2.2 TCP/IP协议栈设计
        4.2.3 协议转换程序设计
        4.2.4 震源记录程序设计
        4.2.5 状态监测程序设计
    4.3 本章小结
5 系统测试及野外试验
    5.1 系统实物
    5.2 主要性能指标测试
        5.2.1 基本功能测试
        5.2.2 等效噪声测试
        5.2.3 同步采集测试
        5.2.4 前置增益测试
        5.2.5 谐波畸变测试
        5.2.6 动态范围测试
        5.2.7 系统完成情况
    5.3 野外实验与仪器对比
        5.3.1 传统仪器采集实验对比
        5.3.2 无缆存储式地震仪采集实验对比
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果
附录A 系统PCB制版图
附录B 系统硬件原理图
附录C 系统PCB实物图
附录D 系统部分软件程序
附录E 上位机功能界面展示

(5)基于压缩感知的地震数据压缩FPGA设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 地震数据压缩研究现状
        1.2.2 压缩感知理论研究现状
        1.2.3 FPGA在数据压缩领域的应用研究现状
    1.3 研究内容及结构安排
第2章 压缩感知理论介绍
    2.1 压缩感知理论概述
        2.1.1 稀疏表示
        2.1.2 测量矩阵
        2.1.3 重构算法
    2.2 压缩感知理论的数学模型
    2.3 本章小结
第3章 地震数据压缩算法研究
    3.1 地震数据的特点
    3.2 地震数据稀疏表示
    3.3 测量矩阵
    3.4 重构算法
    3.5 本章小结
第4章 地震数据压缩算法FPGA设计与实现
    4.1 FPGA介绍
        4.1.1 FPGA概述
        4.1.2 FPGA的基本结构
        4.1.3 FPGA的特点
    4.2 基于FPGA的地震仪电路设计
        4.2.1 FPGA模块
        4.2.2 电源模块
        4.2.3 数据采集模块
        4.2.4 数据传输模块
    4.3 压缩算法FPGA设计与实现
        4.3.1 数据输入输出
        4.3.2 浮点数基本运算
        4.3.3 小波变换
    4.4 本章小结
第5章 实验设计及结果分析
    5.1 实验设计
    5.2 性能指标
    5.3 实验结果及分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 研究展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢

(7)地震勘探数据无线采集节点的AD转换与数据存储系统开发(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 地震勘探原理及应用
    1.2 地震勘探无线采集国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 论文章节组织
第2章 地震勘探数据无线采集节点的AD转换与存储系统架构
    2.1 系统总体架构
    2.2 地震检波器工作原理
    2.3 无线传感器网络技术概述
    2.4 AD转换器选型
    2.5 GPS定位和授时模块
    2.6 本地存储方案设计
    2.7 硬件接口通信协议
    2.8 本章小结
第3章 单分量地震勘探无线采集节点的AD转换和存储系统设计
    3.1 单分量无线采集节点的AD转换和存储系统的硬件设计
        3.1.1 硬件开发环境
        3.1.2 单片机选型
        3.1.3 电源模块设计
        3.1.4 AD采集板设计
        3.1.5 系统主控制板和无线板设计
    3.2 系统软件实现
        3.2.1 MDK集成开发环境
        3.2.2 FatFs文件系统移植
        3.2.3 AD采集板软件实现
        3.2.4 系统主控制板和无线板软件实现
    3.3 地震数据收发和存储格式
    3.4 AD转换与数据存储系统的时间同步需求
    3.5 本章小结
第4章 三分量地震勘探无线采集节点的AD转换与存储系统设计
    4.1 系统需求分析
    4.2 三分量无线采集节点的AD转换和存储系统的硬件设计
        4.2.1 单片机选型
        4.2.2 AD采集板设计
    4.3 系统软件实现
        4.3.1 AD采集板采集卡软件实现
        4.3.2 系统主控制板和无线板软件实现
    4.4 本章小结
第5章 地震勘探无线采集节点的AD转换和存储系统测试
    5.1 SEG-Y文件格式
    5.2 单分量数据采集和存储系统测试
    5.3 三分量数据采集和存储系统测试
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表

(8)地震勘探数据无线采集软件控制系统开发(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 地震勘探软件系统开发的背景及意义
    1.2 数据采集控制软件开发研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 论文主要内容安排
第2章 地震勘探无线采集控制系统概述
    2.1 地震勘探无线采集系统概述
    2.2 地震勘探无线采集软件控制系统概述
        2.2.1 无线采集软件控制界面
        2.2.2 无线采集网络服务器
    2.3 地震勘探无线采集传输系统概述
        2.3.1 地震数据无线采集节点模块
        2.3.2 地震数据及控制命令传输方式
    2.4 本章小结
第3章 地震勘探数据无线采集软件控制系统总体设计
    3.1 软件控制系统开发平台选择
    3.2 软件控制系统软件需求分析
    3.3 软件控制系统总体规划
    3.4 本章小结
第4章 地震勘探数据无线采集软件控制界面的方案及实现
    4.1 数据采集监控显示主界面
        4.1.1 多文档多视图主框架搭建
        4.1.2 多视图框架内容的实现
        4.1.3 可停靠窗口内容的实现
    4.2 菜单栏内容的实现
    4.3 测线与道号分配的实现
    4.4 数据文件读取及其可视化显示
    4.5 本章小结
第5章 地震勘探数据无线采集网络服务器工作方案及实现
    5.1 搭建无线采集网络服务器
        5.1.1 采集网络服务器端的通信方式选择
        5.1.2 客户端接入方式的选择
        5.1.3 以完成端口方式创建服务器及其工作流程的实现
    5.2 确定网络通信的传输格式及其内容字符转义
        5.2.1 无线采集网络传输格式的确定
        5.2.2 无线网络通信的内容字符转义
    5.3 软件控制系统的控制命令通信
        5.3.1 设备初始化判断模块
        5.3.2 信息参数配置模块
        5.3.3 采集和传输控制命令的通信模块
    5.4 软件控制系统的数据采集上传及数据存储
        5.4.1 数据上传接收
        5.4.2 丢包重传模块
        5.4.3 数据存储模块
    5.5 本章小结
第6章 系统测试
    6.1 无线采集系统的室内测试
    6.2 无线采集系统的野外数据传输测试
    6.3 本章小结
第7章 总结与展望
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表

(9)基于BIM的三维地质建模集成化研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 选题依据及研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 三维地质建模
        1.2.2 BIM技术
        1.2.3 BIM中的三维地质建模
        1.2.4 三维地质建模及其BIM应用评述
    1.3 研究思路及技术路线
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 技术路线
    1.4 研究内容
第二章 多源三维地质信息的融合
    2.1 三维地质信息特点
    2.2 钻孔信息
        2.2.1 钻孔信息特点
        2.2.2 钻孔信息数据结构设计
    2.3 地形信息
    2.4 剖面信息
    2.5 地层层序判断
        2.5.1 层序判断原理
        2.5.2 地层层序判断
第三章 基于IFC的 BIM建模方法及扩展机制
    3.1 BIM与 IFC标准
    3.2 IFC标准信息组织与描述方法
        3.2.1 IFC总体架构
        3.2.2 模型数据的存储
    3.3 三维地质模型的IFC几何表示
        3.3.1 三维地层模型搭建方法
        3.3.2 三维地形模型搭建方法
    3.4 基于IFC的三维地质模型扩展
        3.4.1 IFC模型扩展机制
        3.4.2 三棱柱体元扩展过程
    3.5 三维地质模型非几何信息集成
        3.5.1 三维地质模型属性集建立
        3.5.2 非几何属性与几何属性集成
第四章 基于BIM的三维地质模型信息集成
    4.1 地层分界点连接规则
        4.1.1 Delaunay三角网划分
        4.1.2 实现步骤
    4.2 三维地质数据转换方法
    4.3 基于BIM的三维地质建模方法
第五章 建模系统设计与实现
    5.1 系统总体目标
    5.2 系统模块功能设计
    5.3 文件操作模块
        5.3.1 导入数据的处理
        5.3.2 输入数据及输出文件
    5.4 地质数据处理模块
    5.5 建模相关模块
        5.5.1 建模基础模块
        5.5.2 模型搭建模块
    5.6 帮助模块
第六章 工程实例
    6.1 基本地质概况
        6.1.1 地形地貌
        6.1.2 地层岩性
    6.2 多源原始地质数据
    6.3 三维地质建模成果
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
在校期间的研究成果
致谢

(10)基于北斗的无线地震勘探系统下位机研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究的科学意义
    1.3 课题研究的国内外现状分析
        1.3.1 国外地震勘探仪器研究现状与进展
        1.3.2 国内地震勘探仪器研究现状与进展
    1.4 课题研究的主要内容及创新点
    1.5 论文章节结构
第2章 地震勘探系统设计原理
    2.1 系统实现框图
    2.2 短距离无线通讯
    2.3 北斗短报文通讯技术
    2.4 矿藏勘探技术
        2.4.1 矿藏勘探装备的分类
        2.4.2 矿藏勘探的方法
        2.4.3 地震勘探原理
    2.5 霍夫曼编码
    2.6 本章小结
第3章 硬件电路设计
    3.1 微控制器电路模块
        3.1.1 微控制器简介
        3.1.2 微控制器电路设计
    3.2 地震检波器
    3.3 信号调理电路模块
        3.3.1 运放芯片简介
        3.3.2 放大电路设计
    3.4 ATK-S1216F8-BD定位模块
        3.4.1 定位模块简介
        3.4.2 定位模块原理图设计
    3.5 433 兆无线通信模块
        3.5.1 无线通信模块简介
        3.5.2 无线通信模块工作方式
        3.5.3 无线通信模块接口电路设计
    3.6 北斗短报文模块
        3.6.1 短报文模块简介
        3.6.2 短报文模块技术特点
        3.6.3 短报文模块接口电路设计
    3.7 PCB制板
    3.8 本章小结
第4章 软件程序设计
    4.1 MDK集成开发环境简介
    4.2 软件程序整体设计
    4.3 AD采集程序设计
    4.4 卫星定位授时模块程序设计
        4.4.1 NMEA-0183 协议说明
        4.4.2 定位程序设计分析
    4.5 无线通信模块程序设计
        4.5.1 AS62-T30的命令格式
        4.5.2 AS62-T30的参数设置指令
        4.5.3 433 兆程序设计分析
    4.6 北斗短报文模块程序设计
        4.6.1 北斗短报文模块通信协议
        4.6.2 北斗短报文模块通信程序设计
        4.6.3 北斗短报文通信反馈信息的处理
    4.7 低功耗模块程序设计
    4.8 上位机简易接收模块设计
        4.8.1 上位机界面编写环境简介
        4.8.2 通讯接口
    4.9 章节小结
第5章 系统测试
    5.1 硬件测试
        5.1.1 PCB板硬件测试
        5.1.2 放大电路性能测试
    5.2 软件测试
    5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢

四、地震勘探数据资料处理软件集成化研究现状和发展趋势(论文参考文献)

  • [1]地震勘探数据无线采集软件系统设计[D]. 李壮壮. 山东大学, 2021(12)
  • [2]基于内存计算的海洋地震拖缆水上记录系统关键技术研究[D]. 丁治国. 中国科学技术大学, 2020
  • [3]基于分布式声场传感的地震勘探仪关键技术研究[D]. 张宇昊. 南京大学, 2020(02)
  • [4]数字式浅层勘探地震数据采集系统设计与实现[D]. 袁晨. 西南科技大学, 2020(08)
  • [5]基于压缩感知的地震数据压缩FPGA设计与实现[D]. 崔忠林. 吉林大学, 2019(03)
  • [6]大数据时代的地震数据智能化管理策略[A]. 王学军,杨勇,马良乾,王霖,姜敏. 中国石油学会2019年物探技术研讨会论文集, 2019
  • [7]地震勘探数据无线采集节点的AD转换与数据存储系统开发[D]. 罗思凡. 山东大学, 2019(09)
  • [8]地震勘探数据无线采集软件控制系统开发[D]. 沈鑫. 山东大学, 2019(09)
  • [9]基于BIM的三维地质建模集成化研究[D]. 黄迪. 兰州大学, 2019(09)
  • [10]基于北斗的无线地震勘探系统下位机研究[D]. 杜江冲. 北华航天工业学院, 2018(05)

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地震勘探数据处理软件集成的研究现状与发展趋势
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