一种顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法技术

本发明专利技术提供了一种顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法，在地质精细体元模型的基础上，充分考虑地质沉积、构造及相关专家知识、地质语义的约束，纵向上以等时地层格架为约束，对属于不同地层的精细体元依次进行处理；横向上以沉积相边界、地质界线、河流边界等为约束，将平面划分成不同的区域，并为每个区域给定其基本属性，然后对分布于不同区域内的体元采用与各自基本属性相适应的插值方式进行属性赋值。这种对地质空间进行语义划分的区域化体元属性赋值方法，使得生成的地质属性模型在更大程度上体现了地质构造条件对地质结构内部非均质属性场空间分布特征的影响，保证了地质结构模型和精细体元属性模型在地质语义层面的一致性。

A fine physical element attribute assignment method considering constraints of geological structure

The present invention provides fine element attribute assignment method for geological conditions, based on geological element model, considering the geological sedimentary and tectonic geology and related expert knowledge, semantic constraints, vertical to the isochronous stratigraphic framework as constraint on fine element belong to different strata in order to treatment; horizontal sedimentary facies boundary, geological boundary, river boundary constraints such as the plane is divided into different regions, and each region given its basic attributes, and then attribute assignment of the element distribution in different areas by adapting to their different basic properties of interpolation methods. Regional element attribute assignment this semantic division of geological space, the geological attribute model generated in a large extent reflects the geological structure of the internal effect of non homogeneous spatial attribute distribution features of the geological structure, the geological structure model and fine element attribute model of consistency in geological meaning.

【技术实现步骤摘要】
一种顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法
本专利技术涉及一种顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法，属于地质信息科学及三维地质建模领域。
技术介绍
地质体属性模型是地质体内部非均质属性场可视化表达和定量评价与分析的基础。根据研究目的和应用需求的不同，三维地质建模可分为三维地质结构建模和地质属性建模。三维地质结构建模主要关注于地层、岩体、沉积相、特殊地质构造等的空间形态构建，旨在真实刻画地下地质结构的空间展布状况；而地质属性建模的目的是为了精细刻画地质结构内部非均质属性场的空间分布特征，包括密度、温度、饱和度、电阻率、矿化度、孔隙度、富水性等各种物化探参数。地质数据的获取相当困难，通常需要通过非常有限的采样数据来推测、估计整个研究区域的地质构造及属性分布情况。根据数据特征的不同，三维地质建模中所需的原始数据可抽象为空间数据和属性数据两大类。空间数据主要包括钻孔、剖面、地质界线、沉积环境分布、河流、基岩分布、地貌特征等具有空间形态指示意义的数据。主要用于构建三维地质结构模型，可将其作为一个基础地质构造的框架。属性数据反映某一地质变量的属性特征及其空间分布情况，是各类物化探数据的空间有限采样。通过空间插值让有限的采样属性充满地质结构的内部空间，是实现非均质属性场可视化表达和地质属性建模的有效途径。通过将三维地质结构模型按照一定的规则进行体元离散化，生成地质体内部精细的三维体元模型。体元模型是对地质体的三维实体表达，是地质属性赋值的载体，有利于三维空间地质属性的可视化表达与分析。按体元的面数，体元模型可以分为四面体(Tetrahedron)、五面体(Pentrahedron)、六面体(Hexahedron)、多面体(Polyhedron)和棱柱体(Prism)等5种基本类型，也可以根据体元的规整性分为规则体元和非规则体元两个大类。属性建模的过程是指应用空间插值的方法，在有限的地质采样数据的基础上，为体元模型中每一个空间实体对象赋予对应的地质属性值，从而使得该属性布满整个地质结构内部，完成了地质属性场的全空间表达。但是，如何实现属性模型和地质结构模型的一致性，让所得的属性模型能够体现构造特征、专家知识、地质语义的约束，是一个难点问题。这就是说，在进行体元属性赋值的过程中，必须考虑地质构造条件对属性分布的约束作用，对分布于不同地质背景下的空间体元簇，应该分而治之，分别采用不同方法进行空间属性的赋值。鉴于上述分析的地质结构模型和属性模型的相互关系，以及体元属性赋值中的关键问题，有必要提出一种地质构造条件约束下的精细体元属性赋值方法。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法，在地质精细体元模型的基础上，充分考虑地质沉积、构造及相关专家知识、地质语义的约束，纵向上以等时地层格架为约束，对属于不同地层的精细体元依次进行处理；横向上以沉积相边界、地质界线、河流边界、地貌分布等为约束，将平面划分成不同的区域，并为每个区域给定其基本属性，然后对分布于不同基本属性区域内的精细体元采用与各自基本属性相适应的插值方式进行属性赋值。这种以地质构造条件为约束，对地质空间进行语义划分的区域化体元属性赋值方法，使得生成的地质属性模型在更大程度上反映了地质构造特征，同时也体现了地质构造条件对地质体内部非均质属性场空间分布特征的影响，保证了地质结构模型和精细体元属性模型在地质语义层面的一致性。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法，包括以下步骤：(1)对于已经由地质结构模型剖分得到的精细体元模型，将对应于所述精细体元模型的n层等时地层的n+1个格架面作为纵向约束条件；(2)令循环控制变量i＝1；(3)获取第i层等时地层对应的顶格架面stop和底格架面sbot；(4)遍历所有体元，挑选出分布于顶格架面stop和底格架面sbot之间的所有体元，并将其存储在对象集voxels里；(5)将对应于第i层等时地层的横向约束条件进行整合，根据横向约束条件将第i层等时地层划分成为不同的区域，并根据各区域所代表的地质含义为每个区域赋予其对应的基本属性，对于其中任意一个基本属性用下式表示：pk∈{p1,p2,...,pm}，1≤k≤m其中，k为当前属性类别编号，m为基本属性的总数，令当前基本属性的编号k＝1；(6)获取基本属性为pk的所有区域，并将其存储在对象集Zones里；(7)遍历对象集Voxels，挑选出分布于区域Zones之内的所有体元并将其存储在基本属性pk对应的对象集Voxels_k；(8)判断pk是否为绝对约束条件，如果是则转至步骤(9)，否则转步骤(10)；(9)根据基本属性pk为对象集Voxels_k内所有体元赋予一致的特定属性值，然后转步骤(11)；(10)选择插值方法为对象集Voxels_k内体元进行属性赋值；(11)将属性值赋予每个体元对象的属性字段中保存，并令k++；(12)判断k≤m是否成立，是则转至步骤(6)继续其它基本属性所对应区域内体元的属性赋值，否则转下一步；(13)令循环控制变量i++；(14)判断i≤n是否成立，是则转至步骤(3)，继续后续等时地层内部体元的属性赋值，否则转下一步；(15)可视化显示属性赋值后的精细体元模型。步骤(1)所述精细体元模型为规则体元模型和不规则体元模型的任意一种。步骤(5)所述横向约束条件包括地质界线、沉积环境分布、河流、基岩分布和地貌特征。步骤(8)所述绝对约束条件，指直接根据该条件判定最终的属性值，且分布于这些区域内的所有体元具有相同属性值的约束条件。步骤(9)所述特定属性值由地质专家或者操作者根据地质条件及应用环境给定。步骤(10)所述插值方法根据体元的分布特征和属性的具体地质条件决定，包括线性插值方法和非线性插值方法，并根据基本属性选择估值参数。本专利技术基于其技术方案所具有的有益效果在于：(1)本专利技术的顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法以等时地层作为纵向约束条件，保证了同一等时地层内部属性分布的一致性，同时也控制了不同时期沉积地层内部属性的差异性；(2)本专利技术的顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法以沉积相边界、地质界线、基岩边界、河流边界等作为横向约束条件，对不同区域内的体元采用不同的插值方式进行属性赋值，保证了地质构造条件对空间属性分布的影响；(3)本专利技术的顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法采用对地质空间进行语义划分的区域化体元属性赋值方法，使得生成的地质属性模型在更大程度上反应了地质构造特征，保证了地质结构模型和精细体元属性模型在地质语义层面的一致性；(4)本专利技术的顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法所获得的地质属性模型包含了更多的地质含义、专家知识，其属性场的空间分布特征更加符合地质沉积及构造条件的作用结果，这将为后续地质定量评价与分析提供更加准确的模型基础；(5)本专利技术的顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法可在各种三维地质建模、地质信息系统、地理信息系统、地质过程模拟系统等系统中应用，适应性广。附图说明图1是顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法流程示意图。图2是等时地层及对应的格架面，其中图2(a)为等时地层的剖面示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法，其特征在于包括以下步骤：(1)对于已经由地质结构模型剖分得到的精细体元模型，将对应于所述精细体元模型的n层等时地层的n+1个格架面作为纵向约束条件；(2)令循环控制变量i＝1；(3)获取第i层等时地层对应的顶格架面s

【技术特征摘要】
1.一种顾及地质构造条件约束的精细体元属性赋值方法，其特征在于包括以下步骤：(1)对于已经由地质结构模型剖分得到的精细体元模型，将对应于所述精细体元模型的n层等时地层的n+1个格架面作为纵向约束条件；(2)令循环控制变量i＝1；(3)获取第i层等时地层对应的顶格架面stop和底格架面sbot；(4)遍历所有体元，挑选出分布于顶格架面stop和底格架面sbot之间的所有体元，并将其存储在对象集voxels里；(5)将对应于第i层等时地层的横向约束条件进行整合，根据横向约束条件将第i层等时地层划分成为不同的区域，并根据各区域所代表的地质含义为每个区域赋予其对应的基本属性，对于其中任意一个基本属性用下式表示：pk∈{p1,p2,...,pm}，1≤k≤m其中，k为当前属性类别编号，m为基本属性的总数，令当前基本属性的编号k＝1；(6)获取基本属性为pk的所有区域，并将其存储在对象集Zones里；(7)遍历对象集Voxels，挑选出分布于区域Zones之内的所有体元并将其存储在基本属性pk对应的对象集Voxels_k；(8)判断pk是否为绝对约束条件，如果是则转至步骤(9)，否则转步骤(10)；(9)根据基本属性pk为对象集Voxels_k内所有体元赋予一致的特定属性值，然后转步骤(11)；(10)选择插值方法为对象集Voxels_k内体元进行属性赋值；(11)将属性值赋予...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈麒玉，刘刚，蒋亚男，姚重，陶坤燏，何忆，李新川，张志庭，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42