基于CUDA平台地震数据处理研究

发布时间：2017-04-05 16:05

  本文关键词：基于CUDA平台地震数据处理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 在地震数据处理领域中,随着处理内容和算法复杂度的不断增加,这为计算技术带来了巨大挑战。并行处理技术日益引起石油地球物理界的广泛关注,如何快速高效地并行处理大规模地震数据这一问题已成为亟待解决的重大课题之一。随着新近发展的图形处理器通用计算技术日趋实用成型,因此,本文基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)平台,针对大规模地震数据处理模块中的两个重要处理流程:叠前偏移和相干体并行处理技术,分别研究其高效并行处理技术和并行算法。 为了解决复杂地质构造成像问题,同时提高地震资料信噪比和分辨率,本文研究了Kirchhoff叠前地震偏移,它包括Kirchhoff叠前深度偏移和Kirchhoff叠前时间偏移两个内容。由于Kirchhoff叠前偏移是地震数据处理中最耗时的模块之一,为加快地震数据计算和显示速度,针对CUDA平台多处理器流水线特性,我们首先对传统Kirchhoff叠前深度偏移算法在CUDA平台上进行了重新设计,包括计算地面点对应射线旅行时的并行算法和成像处理的并行算法;然后改进了传统Kirchhoff叠前时间偏移算法,包括基于CUDA的Kirchhoff叠前时间偏移算法,基于CUDA的纵波波动方程算法和GPU与CPU间的通信算法3个子算法。通过实验结果表明,我们提出的基于CUDA平台计算地震数据的并行算法的确能带来性能上的提升。 另外,对于相干体处理技术,传统的计算方法需要较长的运行时间。为缩短解释周期,本文提出了基于CUDA平台的单侧旋转算法,改进了相干体C3算法中的矩阵特征值计算。通过在Intel Core2Due CPU和NVIDIA GeForce 8800 GT显卡的PC上进行测试实验,在不丧失地震成像精度的情况下,基于CUDA平台的相干体C3算法处理速度得到8倍以上的提升。本文的研究表明,基于CUDA平台处理地震数据,对提高大规模地震数据处理与显示的实时性具有一定意义。
【关键词】：地震数据处理 地震偏移 相干体技术 并行计算 图形处理器 统一计算设备架构
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：P631.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 本文的研究目的与意义11
• 1.2 地震数据处理研究的国内外现状、水平与发展趋势11-13
• 1.3 本文组织结构13-14
• 1.4 小结14-15
• 第2章 CUDA 平台与地震数据处理相关知识15-25
• 2.1 CUDA 并行计算平台15-20
• 2.1.1 CUDA 平台简介15-17
• 2.1.2 CUDA 编程模型17-19
• 2.1.3 CUDA 内存模型19-20
• 2.2 地震数据处理20-23
• 2.2.1 地震数据的形成20-21
• 2.2.2 地震数据显示的基本类型21-22
• 2.2.3 地震数据处理流程22-23
• 2.3 小结23-25
• 第3章 基于CUDA 平台的地震叠前偏移25-43
• 3.1 地震叠前偏移流程25-28
• 3.1.1 地震数据预处理26-27
• 3.1.2 速度模型27-28
• 3.2 Kirchhoff 叠前深度偏移28-35
• 3.2.1 传统Kirchhoff 叠前深度偏移29-32
• 3.2.2 基于CUDA 平台 Kirchhoff 叠前深度偏移32-35
• 3.3 Kirchhoff 叠前时间偏移35-42
• 3.3.1 传统Kirchhoff 叠前时间偏移36-37
• 3.3.2 基于CUDA 平台Kirchhoff 叠前时间偏移37-42
• 3.4 小结42-43
• 第4章 基于CUDA 平台的地震相干体算法43-52
• 4.1 传统相干体C3 算法43-47
• 4.2 基于CUDA 平台相干体C3 算法47-51
• 4.3 小结51-52
• 结论52-53
• 参考文献53-57
• 致谢57-58
• 附录 A (攻读硕士期间发表论文目录)58-59
• 附录 B (攻读硕士学位期间所参与的科研活动)59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈志德,刘hm宽,李成斌;三维叠前深度偏移速度分析及蒙特卡洛自动层速度拾取[J];地球物理学报;2002年02期

2 陈生昌;马在田;;广义地震数据合成及其偏移成像[J];地球物理学报;2006年04期

3 陈生昌;马在田;;波动方程的高阶广义屏叠前深度偏移[J];地球物理学报;2006年05期

4 刘光鼎;张丽莉;祝靓谊;;试论复杂地质体的油气地震勘探[J];地球物理学进展;2006年03期

5 李景叶;陈小宏;芮振华;;基于匹配滤波的多次波压制方法研究[J];地球物理学进展;2007年01期

6 刘喜武,刘洪;波动方程地震偏移成像方法的现状与进展[J];地球物理学进展;2002年04期

7 王维红,刘洪;抛物Radon变换法近偏移距波场外推[J];地球物理学进展;2005年02期

8 吕小林,刘洪;波动方程深度偏移波场延拓算子的快速重建[J];地球物理学进展;2005年01期

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10 宋维琪,刘江华;地震多矢量属性相干数据体计算及应用[J];物探与化探;2003年02期

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本文编号：287273