Схема взаимодействия программных модулей

Быстрая и высококачественная обработка сейсмической и геофизической информации работает с базой данных и распределенными вычислительными ресурсами. Поэтому система программных средств должна определяться следующими особенностями:

· масштабируемость – системное проектирование должно соответствовать конфигурациям различных вычислительных устройств;

· гибкость – способность системы адаптироваться к разным последовательностям обработки и анализа информации, включая различные типы сейсмических данных даже после ее ввода в эксплуатацию. Это подразумевает способность включить в ее состав дополнительные машинные коды без дестабилизации других функций;

· долговечность – система должна разрешить современному, рентабельному программному обеспечению быть включенным и доступным долгое время;

· обмен данными – система должна поддерживать обмен различными данными, чтобы разрешить смежным региональным сетям доступ к рабочему месту геолога и геофизика;

· саморазвитие – программное обеспечение должно самостоятельно развиваться и дополняться пользователем без участия разработчика.

Для выполнения этих требований был создан гибридный программный метод с использованием различных языков и вычислительных ресурсов. Использование аппаратно-программной технологии СКИФ позволяет выполнить интерактивное моделирование в реальном времени с сохранением достоверных вариантов модели среды и ведения постоянного протокола исследований (рисунок 3.5).

Рисунок 3.5. – Схема взаимодействия ВПС ПМУ

Схема архитектуры программного обеспечения ВПС ПМУ

Информационное обеспечение можно представить в виде схемы (рисунок 3.6), из которой видно, какое место занимает база данных, и каково взаимодействие информационной системы с проектными модулями. Это взаимодействие осуществляется через специально организуемый интерфейс, который защищает проектные программные модули от влияния специфики программной реализации информационной системы, поддерживая тем самым независимость проектных операций от вида представления информации в базе данных (рисунок 3.6). В функции этого интерфейса входит также согласование и сопряжение информационной системы и проектных модулей по форматам записей (информационный аспект), по кодам и обозначениям данных (содержательный аспект), и по программным средствам, языкам

программирования и т. п. (программный аспект).

Рисунок 3.6. – Схема взаимодействия ВПС ПМУ

ВПС ПМУ работает с многофункциональным сервером, на основе данных которого формируются наборы файлов на заданную площадь, включающие сейсмограммы и данные карротажа. Эти данные поступают в блоки обработки на основе которых формируется картографическое описание в условных координатах и формируется карта для планшета картирования.

Планшет картирования включает визуализацию карты с инструментарием просмотра. Данный планшет позволяет выбрать геологический объект (профиль сейсмогаммы или скважину) и передать его в соответствующий планшет для анализа (планшет построения геологической модели или планшет анализа каротажных данных).

Планшет анализа каротажных данных включает графическое представление распределения геофизических характеристик в зависимости от глубины и инструментария для управления просмотром. Геофизические характеристики загружаются из файла в формате las.

Планшет построения геологической модели является самой функциональной частью АРМ. Построения геологической модели выполняются при помощи специализированного графического инструмента, функционирующего на шрафической подложке профиля сейсмограммы. Профиль сейсмограммы загружается из файлов в форматах segy или цсц3. Профиль загружается в память АРМ и отображается в графическом контексте планшета. Сейсмограммы могут отображаться в виде набора сигналов или в виде изображения со специальной раскраской по интенсивности сигнала сейсмограммы. Профиль сейсмограммы может меняться для улучшения визуального представления разреза посредством дополнительной фильтрации, свертки и преобразований.

Интерактивный инструмент построения геологической модели включает возможность построения геометрических линейных (горизонтов) примитивов в графическом поле сейсмограммы и их редактирование. Данный инструмент включает:

· добавление линии (горизонта);

· добавление разделительной точки на линию (горизонт);

· смещение разделительной точки;

· редактирование линии (горизонта);

· удаления лишних участков.

Интерактивно-построенная модель должна проверяться посредством сравнения с синтетической сейсмограммой на основе построенной модели.

Синтетическая сейсмограмма формируется посредством решения обратной сейсмической задачи.

Это решение требует выполнения вычислений большого объема. И должно выполняться на суперкомпьютере. Кроме того, существует ряд задач по преобразованию и фильтрации сейсмограмм, которые также рационально выполнять на мощной вычислительной технике.

Использование разных задач на разных вычислительных ресурсах потребует наличия менеджера задач, способного адаптироваться к задачам и загрузке вычислительных ресурсов. Управление менеджером обеспечивается при помощи дополнительного подключения интерпретатора, который обеспечивает интерфейс взаимодействия с суперкомпьютером.

Для решения задач,выполняемых на суперкомпьютере, работает такой же интерпретатор, который оценивает выполняемые процессы, их запускает и контролирует. Суперкомпьютер поддерживает задачи фильтрации профиля сейсмограммы, сегментации областей на ней и решение обратной сейсмической задачи для генерации сейсмограммы.

Так же суперкомпьютер поддерживает работу с базой данных, которая содержит информацию по каротажным данным и профилям сейсмограммы.

Сложность разработки базы данных обусловлена тем, что формирование ее структуры возможно только после разработки алгоритмов проектирования. Степень разработки алгоритмов должна быть доведена до машинной реализации, так как структура базы данных должна учитывать специфику процесса автоматизированного проектирования. Но для разработки пакета прикладных программ необходимы сведения о структуре базы данных. Следовательно, информационное обеспечение и специальное программное обеспечение должны создаваться параллельно.

Информация, используемая при проектировании, может быть разделена на статическую и динамическую. К статической части информации относится описание геологических объектов, которое выполняется специалистами. К динамической информации относится информация о выполняемых процессах, данные промежуточных вычислений, генерируемые скрипты.

Информационно-логическая модель определяет информационные потребности проектируемой системы и характеристики информационной базы, которая выполняет следующие основные функции:

· определение содержимого баз данных (т.е. описание концептуального, внешнего и внутреннего уровней схем);

· запись данных в базу;

· организацию хранения данных (изменение, дополнение, реорганизация данных);

· представление доступа к данным (поиск и выдача данных).

Дополнительные функции (диалог, многопользовательский режим и т.д.) могут быть реализованы в виде пакетов программ окружения на суперкомпьютере и клиентской части.

Для определения данных и доступа к ним в сервере имеются языковые средства (специальные языки, включая интерпретатор). Так, определение данных (описание концептуальной, внутренней и внешней структур) обеспечивается с помощью языка определения данных. Функции доступа к данным реализуются с помощью языка интерпретатора для манипулирования данными и языком запросов.

Подготовка и сохранение исходных данных

Прямой задача сейсморазведки на параллельных ресурсах для нормального падения для плоскопараллельных сред решается посредством разделения данных по трассам или пикетам. Все наборы формируются планшетом моделирования и сохраняются в виде отдельных файлов в специальном промежуточном каталоге, который удаляется по завершению решения задачи.

Сохранение данных по пикетам реализовано в классе GeometrySism в функции saveDataTraceSismToFile.

Генерация текстовых файлов сейсмограммы формирует набор текстовых документов, записанных в формате, описанном в предыдущем этапе выполнения работ по проекту. Каждый документ представляет собой одну трассу, обрабатываемой сейсмограммы, с записанными, необходимыми, параметрами для дальнейшей их обработки при помощи отдельных скриптов. Текстовый файл имеет расширение «txt», а для записи данных используется строгий шаблон.

Для выполнения данной функции необходимо нажать на кнопку «Сохранения данных трасс сейсмограммы», как показано на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7. – Интерфейс обслуживания профиля сейсмограмм в планшете моделирования

Далее управление переходит в функцию «void readDataTrace()» класса SismShowOpenGlWidget. В начале выполнения данной функции пользователю представляется диалоговое окно с выбором папки, из которой следует считывать данные. Данная функция определяет набор трасс или пикетов, которые необходимо сохранить через специальный диалог, который показан на рисунке 3.8.

Рисунок 3.8. – Диалог подготовки исходных данных для прямой задачи сейсморазведки на параллельных ресурсах для нормального падения для плоскопараллельных сред

Данный диалог позволяет как выбрать отдельный пикет для обработки в поле «NumberTrace», так и обеспечить выбор всех трасс через поле «Сhoose all». Диалог носит назначение контролирующего инструмента и служит для отладки программы. В дальнейшем он будет удален, и обрабатываться будут все пикеты в профиле сейсмограмм.

По кнопке «ОК» вызывается диалог для определения каталога, в котором будут сформированы данные. Диалог выбора каталога сохранения исходных данных показан на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9. – Диалог для определения места сохранения исходных данных

Данные сохраняются в виде отдельных файлов для каждой трассы, которые являются текстовыми и разделены на несколько секций. Все секции подразделяют на обязательные и необязательные. Обязательными называют секции, которые всегда должны присутствовать в файле, поскольку в них записывается важная информация. Необязательные секции, напротив, можно не включать в состав файла – они используются для записи дополнительной информации.

В файлах используются следующие секции:

· ~R – информация о расположении горизонтов вдоль трассы сейсмограммы;

· ~I – информация об импульсе для сверки при синтезе сейсмограмм;

· ~P – информация о параметрах выполнения моделирования;

· ~T – информация о реальной сейсмограмме;

· ~F – информация о дополнительной обработке сейсмограммы предыдущей секции (как правило, различного рода комментарии).

Процесс сохранения информации показывается в виде прогресса, как показано на рисунке 3.10.

Рисунок 3.10. – Копия экрана с отображением прогресса сохранения исходной информации

В результате работы функции в заданном каталоге формируется набор файлов с исходными данными необходимыми для решения задачи как показано на рисунке 3.11.

Рисунок 3.11. – Каталог с исходными данными, необходимыми для решения задачи