[发明专利]一种用于油气勘探的光谱库的实现方法

摘要

本发明公开了一种用于油气勘探的光谱库的实现方法，该方法能够用于检索光谱信息、光谱特征信息、矿物含量信息，利用反射光谱学知识对因油气微渗漏引起的地表光谱进行光谱处理，以达到增强对油气勘探的数据支持和检索支持的目的；该方法包括原始数据准备、光谱数据预处理、提取光谱特征以及建立数据库；用户在光谱库中进行数据查询时，包括查询光谱和矿物含量，查询光谱和光谱特征以及查询光谱特征和矿物含量；用户进行每种查询操作结束之后，光谱库进行数据输出，输出的数据包括光谱图、光谱信息、光谱特征信息以及矿物含量信息。

主权项

1.一种用于油气勘探的光谱库的实现方法，其特征在于，该方法包括：步骤1：原始数据准备原始数据包括光谱数据和矿物含量数据；所述光谱数据有以下四个来源：1)美国地质勘探局USGS典型地物光谱库中各纯净矿物的标准光谱，该纯净矿物包括伊利石、白云石、高岭石、蒙脱石、伊蒙混合、绿泥石、方解石、斜长石、石英、钾长石和角闪石，每种矿物对应一根光谱；2)美国宇航局喷气推进实验室JPL典型地物光谱库中各纯净矿物的标准光谱，该纯净矿物包括伊利石、白云石、高岭石、蒙脱石、伊蒙混合、绿泥石、方解石、斜长石、石英、钾长石和角闪石，每种矿物对应一根光谱；3)从内蒙、青海、陕西三大野外试验区选取的受油气微渗漏影响的区域中的各测量点的蚀变矿物的光谱，所述蚀变矿物为混合物，包括上述纯净矿物，每个测量点的蚀变矿物对应一根光谱；4)对应于3)中各测量点的航天Hyperion高光谱数据；所述矿物含量数据为对应于3)中的各测量点的蚀变矿物中的矿物含量数据；步骤2：光谱数据预处理对光谱数据进行预处理，即对3)和4)中的光谱采用Savitzky-Golay滤波进行去除光谱噪声处理，并对经Savitzky-Golay滤波后的光谱进行包络线去除；步骤3：提取光谱特征对光谱数据来源1)和2)以及经步骤2处理后的光谱进行光谱特征提取；所述光谱特征包括：吸收峰位置、吸收峰深度、吸收峰宽度和吸收峰对称性；提取吸收峰位置第一步：选择与油气微渗漏相关的吸收峰存在的波段范围为2050nm～2450nm；第二步：以14nm为长度，将所述波段范围划分为多个区间；第三步：求各区间中光谱反射率的最小值；第四步：求各区间中光谱反射率的最小值中的极小值，将该极小值作为吸收峰的位置；提取吸收峰位置的过程如下所述：计算出各区间中光谱反射率的最小值点的前向差分和后向差分；若前向差分小于0且后向差分大于或等于0，或是前向差分等于0且后向差分大于0，则该点所对应的波长即为吸收峰位置；提取吸收峰深度：将紧邻所述吸收峰位置的两个光谱波峰连接，形成归一化包络线，取归一化包络线与过吸收峰位置所对应的波长点的垂线的交点，用该交点所对应的反射率值减去吸收峰位置所对应的反射率值，得到吸收峰深度；提取吸收峰宽度：取吸收峰深度一半时的反射率值，在光谱曲线的吸收峰上与该反射率值相等的两点间的距离为吸收峰宽度；提取吸收峰对称性：在光谱曲线的吸收峰上，以过吸收峰位置所对应的波长点的垂线为界线，划分归一化包络线和吸收峰组成的区域为右区域和左区域；设左区域面积为S₁，右区域面积为S₂，吸收峰对称性：当D为正值时，吸收峰左不对称；当D为零时，吸收峰对称；D为负值时，吸收峰右不对称；步骤4：建立数据库，包括4个数据表：光谱信息表，包括多个记录，每个记录对应一根光谱，每个记录中包括光谱ID、对应于每个光谱ID存储该光谱的名称和光谱文本，该光谱文本是以文本形式存储各种光谱的波长和反射率；将四类光谱数据录入光谱信息表；光谱数据表，用于存储所述四类光谱数据，包括各种光谱的波长、反射率以及所述光谱ID，对应于光谱ID存储4类来源中各光谱的波长和反射率；矿物含量表，用于存储数据来源3)中的各测量点的蚀变矿物中的矿物含量数据以及所述光谱ID，所述矿物含量数据包括伊利石、白云石、高岭石、蒙脱石、伊蒙混合、绿泥石、方解石、斜长石、石英、钾长石、角闪石、粘土的含量，对应于光谱ID存储来源3)中各光谱所对应的蚀变矿物中的矿物含量数据；光谱特征表，用于存储经步骤3进行光谱特征提取后的光谱特征数据，包括各条光谱的吸收峰位置、吸收峰深度、吸收峰宽度、吸收峰对称性以及所述光谱ID；对应于光谱ID存储4类来源中各光谱的光谱特征数据。