[發(fā)明專(zhuān)利]一種海量地震數(shù)據(jù)并行抽道集方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410022941.5
• 申請(qǐng)日: 2014-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104794120B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃忠玉;劉蘭鋒;魏修成;季玉新
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/30
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/30
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

本發(fā)明涉及一種海量地震數(shù)據(jù)并行抽道集方法，其包括多級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟，第一級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟包括對(duì)原始地震數(shù)據(jù)的并行局部排序，以及對(duì)并行局部排序結(jié)果的全局排序，全局排序結(jié)果作為本級(jí)處理結(jié)果輸出，以備第二級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟使用；第二級(jí)以及其它級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟包括對(duì)前一級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟的處理結(jié)果的并行局部排序，并行局部排序結(jié)果作為本級(jí)處理結(jié)果輸出，以備后一級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟使用；并行局部排序包括將原始地震數(shù)據(jù)或者前一級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟的處理結(jié)果分成多個(gè)數(shù)據(jù)包分發(fā)給多個(gè)并行節(jié)點(diǎn)，各并行節(jié)點(diǎn)分別按照排序關(guān)鍵字對(duì)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序；全局排序包括按照排序關(guān)鍵字調(diào)整各并行節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)排序結(jié)果之間的順序。本發(fā)明有效縮短抽道集時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海量地震數(shù)據(jù)并行抽道集方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)今隨著油氣田勘探開(kāi)發(fā)程度的日益加深，勘探目標(biāo)越來(lái)越隱蔽，采集精度也越來(lái)越高，需要采用高分辨率地震勘探和四維地震勘探等高新技術(shù)進(jìn)行野外勘探，由此野外采集的地震數(shù)據(jù)量也隨之成倍增長(zhǎng)，因此地震資料處理系統(tǒng)必須具備海量(TB級(jí))數(shù)據(jù)管理能力，不僅可以存取大量的數(shù)據(jù)文件，而且還可以高速地訪(fǎng)問(wèn)處理數(shù)據(jù)。不同的數(shù)據(jù)處理算法需要輸入不同域的地震數(shù)據(jù)，例如共炮點(diǎn)(CSP)、共中心點(diǎn)(CMP)或者共深度點(diǎn)(CDP)道集等地震數(shù)據(jù)。因此地震資料處理系統(tǒng)不僅要有海量(TB級(jí))數(shù)據(jù)管理能力，而且還要有高效的道集排序能力，在不同道集之間快速轉(zhuǎn)換，或者將雜亂無(wú)序的道集數(shù)據(jù)快速地整理成一個(gè)有序道集，從而為復(fù)雜的偏移成像算法快速地提供不同域的道集數(shù)據(jù)，節(jié)約寶貴的計(jì)算機(jī)時(shí)。現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于抽道集等地震數(shù)據(jù)預(yù)處理算法，按照排序過(guò)程中地震數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的形式，可以分為兩種道集排序方式：一是內(nèi)部排序，即將地震數(shù)據(jù)全部讀入到計(jì)算內(nèi)存中進(jìn)行常規(guī)排序，完成后將結(jié)果輸出到硬盤(pán)文件；二是外部排序，即將一部分地震數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中進(jìn)行常規(guī)排序，然后將中間結(jié)果輸出到臨時(shí)文件中，最后根據(jù)臨時(shí)文件再次排序、合并。這種外部排序的缺點(diǎn)是當(dāng)?shù)卣饠?shù)據(jù)量很大時(shí)(TB級(jí))，臨時(shí)文件會(huì)非常大，隨機(jī)讀取海量的臨時(shí)文件會(huì)帶來(lái)二次排序問(wèn)題。2001年西方地球物理公司的Yi Luo等人提出，根據(jù)B-Tree排序理論將內(nèi)存中的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部排序，然后輸出到多個(gè)個(gè)較小的臨時(shí)文件中，以減少隨機(jī)讀取臨時(shí)文件的次數(shù)。雖然該方法在一定程度上解決了臨時(shí)文件的二次排序問(wèn)題，但是單線(xiàn)程的運(yùn)行方式限制了運(yùn)行效率的進(jìn)一步提升。

目前，國(guó)內(nèi)外的研究學(xué)者對(duì)海量地震數(shù)據(jù)處理的研究方向主要集中在并行處理算法上。并行處理也稱(chēng)為模塊內(nèi)部并行，是對(duì)某些計(jì)算量巨大的模塊(如疊前偏移模塊)直接以并行算法實(shí)現(xiàn)，從而最大程度地利用并行節(jié)點(diǎn)的物理計(jì)算能力。并行算法通常比較復(fù)雜，難點(diǎn)是如何巧妙地分割算法任務(wù)和輸入數(shù)據(jù)，同時(shí)精確控制進(jìn)程、線(xiàn)程間的同步以獲得最佳的并行加速比。本發(fā)明的發(fā)明人正是基于長(zhǎng)期的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，探索出一種能夠利用計(jì)算機(jī)集群硬件實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)高效并行處理的地震數(shù)據(jù)處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述原因，本發(fā)明的目的是提供一種利用計(jì)算機(jī)集群硬件實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)高效并行處理的海量地震數(shù)據(jù)并行抽道集方法。

該方法包括兩級(jí)或兩級(jí)以上數(shù)據(jù)并行排序步驟，其中：

第一級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟包括對(duì)原始地震數(shù)據(jù)進(jìn)行并行局部排序，以及對(duì)并行局部排序結(jié)果進(jìn)行全局排序，全局排序結(jié)果作為本級(jí)處理結(jié)果輸出，以備第二級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟使用；

第二級(jí)以及其它級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟包括對(duì)前一級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟的處理結(jié)果進(jìn)行并行局部排序，并行局部排序結(jié)果作為本級(jí)處理結(jié)果輸出，以備后一級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟使用；

所述并行局部排序包括將原始地震數(shù)據(jù)或者前一級(jí)數(shù)據(jù)并行排序步驟的處理結(jié)果分成多個(gè)數(shù)據(jù)包分發(fā)給多個(gè)并行節(jié)點(diǎn)，各并行節(jié)點(diǎn)分別按照排序關(guān)鍵字對(duì)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序；

所述全局排序包括按照排序關(guān)鍵字調(diào)整各并行節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)排序結(jié)果之間的順序。