地层曲面构建方法和装置、设备及储存介质制造方法及图纸

本申请公开了一种地层曲面构建方法，其方法包括：获取待构建的地层曲面的钻孔数据，并基于获取到的钻孔数据构建不规则三角网；其中，钻孔数据的个数为多个；基于不规则三角网，对多个钻孔数据进行综合预处理，得到预处理结果；其中，预处理结果包括划分为n级的钻孔数据；对预处理结果中的钻孔数据进行抽稀处理，得到抽稀处理后的钻孔数据；其中，抽稀处理后的钻孔数据参与构建地层曲面；利用曲面样条函数对抽稀处理后的钻孔数据进行拟合，构建得到地层曲面，增强了系统的交互功能，体现了系统的人性化设计，使地质界面三维可视化效果更加合理、准确。

Formation surface construction method, device, equipment and storage medium

【技术实现步骤摘要】
地层曲面构建方法和装置、设备及储存介质
本公开涉及地质工程领域，尤其涉及一种地层曲面构建方法和装置、设备及储存介质。
技术介绍
由于大型工程地质构造复杂、地质信息量大，数据分布不均匀，尤其水利水电、矿山等工程领域。二维、静态的地质工程资料直观性差，不能充分揭示空间变化规律，越来越不能满足工程技术人员的空间分析需求，给工程建设和矿藏资源采掘等各方面带来了很大困难。伴随科学计算可视化技术和地质信息计算机模拟技术的发展，为建立非常逼真的三维图形效果、构建基于可计算信息的三维地质模型提供了新的途径。三维地质建模与分析已成为当前工程地质学、数学地质和计算机科学等多个领域的研究前沿和热点之一。目前，通用曲面建模方法适合于基于钻孔数据集合的地质界面插值处理。但是获得的曲面在局部地区往往不能和其他数据相契合，实际效果受到限制。近年发展的可视化曲面建模方法与人机交互技术支持融合多源地质数据插值并简化了地质曲面的建模过程。在保证曲面光滑度的前提下，支持对曲面空间展布形态的局部调整，以拟合各种地质观测数据，如高程、产状、断层等。这种方法可以充分利用收集的各类地质信息，但是曲面准确性较低。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出了一种地层曲面构建方法，包括：获取待构建的地层曲面的钻孔数据，并基于获取到的所述钻孔数据构建不规则三角网；其中，所述钻孔数据的个数为多个；基于所述不规则三角网，对多个所述钻孔数据进行综合预处理，得到预处理结果；其中，所述预处理结果包括划分为n级的钻孔数据；对所述预处理结果中的钻孔数据进行抽稀处理，得到抽稀处理后的钻孔数据；其中，所述抽稀处理后的钻孔数据参与构建所述地层曲面；利用曲面样条函数对所述抽稀处理后的钻孔数据进行拟合，构建得到所述地层曲面。在一种可能的实现方式中，所述基于获取到的所述钻孔数据构建不规则三角网，包括：将获取到的所述钻孔数据的坐标作为离散点，在多个所述离散点中选取任意一点作为第一点，并由多个所述离散点中查找距所述第一点最近的离散点作为第二点，将所述第一点与所述第二点之间的连线作为初始基线；在所述初始基线右侧运用Delaunay法则，由多个所述离散点中选取第三点，并依次连接所述第一点、所述第二点和所述第三点，生成相应的三角形；由生成的所述三角形中，选取除所述初始基线之外的另外两边分别作为重新选定的初始基线，生成相应的三角形，直至所重新选定的初始基线的右侧无所述离散点为止；其中，所生成的各三角形构建成所述不规则三角网。在一种可能的实现方式中，基于所述不规则三角网，对多个所述钻孔数据进行综合预处理，包括：获取所述不规则三角网中各三角形的三个边长；在当前获取的三角形的三个边长均小于预设阈值时，将当前获取的三角形的三个顶点综合为一个点，并将综合后得到的点作为综合后的钻孔数据；其中，所述预设阈值表征待构建的所述地层曲面在每一级别下的分辨率；所述地层曲面的级别通过谷歌瓦片地图算法进行切分得到，且所述地层曲面的级别为n级，n的取值范围为：0＜n≤22。在一种可能的实现方式中，对所述预处理结果中的钻孔数据进行抽稀处理，包括：利用谷歌地图的应用程序编程接口将划分为n级后的所述钻孔数据的经纬度坐标换算为谷歌像素索引；利用所述谷歌像素索引，计算所述第m级下钻孔数据的左上角坐标(x1，y1)和右下角坐标(x2，y2)；根据所述左上角坐标(x1，y1)和所述右下角坐标(x2，y2)生成第n级下钻孔数据的p行、q列的抽稀格网；遍历每个所述抽稀格网内的钻孔数据，在当前获取的抽稀格网内存在多个所述钻孔数据时，保留距当前获取的抽稀格网中心距离最近的钻孔数据，得到抽稀处理后的钻孔数据；其中，m的取值范围为：0≤m≤n-4。在一种可能的实现方式中，利用曲面样条函数对所述抽稀处理后的钻孔数据进行拟合，构建得到所述地层曲面，包括：读取根据平面弹性理论推导出的位移公式：其中，Ai表征所述地层曲面i点上设置的垂直位移；ZA(r)表征在所述地层曲面i点上设置垂直位移Ai，并限制距i点半径为R以外位移为0时，由Ai引起距i点为r处的位移；i为参与构建所述地层曲面的钻孔数据中的任一钻孔数据；其中，ri2＝(x-xi)2+(y-yi)2，r＝ri，x，y为自变量；利用所述位移公式，对所述抽稀处理后的钻孔数据进行叠加，得到所述曲面样条函数：其中，N为所述抽稀处理后的钻孔数据的个数；读取所建立的实测高程方程：基于抽稀处理后的钻孔数据，对所述实测高程方程进行求解，得到所述曲面样条函数中的系数；利用确定系数后的曲线样条函数，对抽稀处理后的钻孔数据进行拟合，构建得到所述地层曲面。在一种可能的实现方式中，读取所建立的实测高程方程，基于抽稀处理后的钻孔数据，对所述实测高程方程进行求解，包括：将所述实测高程方程变换为矩阵式：AX＝B；可得系数矩阵为对称正定矩阵的线性代数方程组，利用解对称正定方程组的平方根求解所述线性代数方程组，得到所述曲面样条函数中的系数。根据本公开的另一方面，还提供了一种地层曲面构建装置，包括三角网构建模块，数据综合模块，数据抽稀模块和地表构建模块；所述三角网构建模块，被配置为获取待构建的地层曲面的钻孔数据，并基于获取到的所述钻孔数据构建不规则三角网；其中，所述钻孔数据的个数为多个；所述数据综合模块，被配置为基于所述不规则三角网，对多个所述钻孔数据进行综合预处理，得到预处理结果；其中，所述预处理结果包括划分为n级的钻孔数据；所述数据抽稀模块，被配置为对所述预处理结果中的钻孔数据进行抽稀处理，得到抽稀处理后的钻孔数据；其中，所述抽稀处理后的钻孔数据参与构建所述地层曲面；所述地表构建模块，被配置为利用曲面样条函数对所述抽稀处理后的钻孔数据进行拟合，构建得到所述地层曲面。在一种可能的实现方式中，所述地表构建模块包括位移公式读取单元、钻孔数据叠加单元、方程读取求解单元和数据拟合单元；所述位移公式读取单元，被配置为读取根据平面弹性理论推导出的位移公式：其中，Ai表征所述地层曲面i点上设置的垂直位移；ZA(r)表征在所述地层曲面i点上设置垂直位移Ai，并限制距i点半径为R以外位移为0时，由Ai引起距i点为r处的位移；i为参与构建所述地层曲面的钻孔数据中的任一钻孔数据；其中，ri2＝(x-xi)2+(y-yi)2，r＝ri，x，y为自变量；所述钻孔数据叠加单元，被配置为利用所述位移公式，对所述抽稀处理后的钻孔数据进行叠加，得到所述曲面样条函数：其中，N为所述抽稀处理后的钻孔数据的个数；所述方程读取求解单元，被配置为读取所建立的实测高程方程：其中，hi为实测高程，所述方程读取求解单元，还被配置为基于抽稀处理后的钻孔数据，对所述实测高程方程进行求解，得到所述曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地层曲面构建方法，其特征在于，包括：/n获取待构建的地层曲面的钻孔数据，并基于获取到的所述钻孔数据构建不规则三角网；其中，所述钻孔数据的个数为多个；/n基于所述不规则三角网，对多个所述钻孔数据进行综合预处理，得到预处理结果；其中，所述预处理结果包括划分为n级的钻孔数据；/n对所述预处理结果中的钻孔数据进行抽稀处理，得到抽稀处理后的钻孔数据；其中，所述抽稀处理后的钻孔数据参与构建所述地层曲面；/n利用曲面样条函数对所述抽稀处理后的钻孔数据进行拟合，构建得到所述地层曲面。/n

【技术特征摘要】
1.一种地层曲面构建方法，其特征在于，包括：
获取待构建的地层曲面的钻孔数据，并基于获取到的所述钻孔数据构建不规则三角网；其中，所述钻孔数据的个数为多个；
基于所述不规则三角网，对多个所述钻孔数据进行综合预处理，得到预处理结果；其中，所述预处理结果包括划分为n级的钻孔数据；
对所述预处理结果中的钻孔数据进行抽稀处理，得到抽稀处理后的钻孔数据；其中，所述抽稀处理后的钻孔数据参与构建所述地层曲面；
利用曲面样条函数对所述抽稀处理后的钻孔数据进行拟合，构建得到所述地层曲面。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于获取到的所述钻孔数据构建不规则三角网，包括：
将获取到的所述钻孔数据的坐标作为离散点，在多个所述离散点中选取任意一点作为第一点，并由多个所述离散点中查找距所述第一点最近的离散点作为第二点，将所述第一点与所述第二点之间的连线作为初始基线；
在所述初始基线右侧运用Delaunay法则，由多个所述离散点中选取第三点，并依次连接所述第一点、所述第二点和所述第三点，生成相应的三角形；
由生成的所述三角形中，选取除所述初始基线之外的另外两边分别作为重新选定的初始基线，生成相应的三角形，直至所重新选定的初始基线的右侧无所述离散点为止；
其中，所生成的各三角形构建成所述不规则三角网。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述不规则三角网，对多个所述钻孔数据进行综合预处理，包括：
获取所述不规则三角网中各三角形的三个边长；
在当前获取的三角形的三个边长均小于预设阈值时，将当前获取的三角形的三个顶点综合为一个点，并将综合后得到的点作为综合后的钻孔数据；
其中，所述预设阈值表征待构建的所述地层曲面在每一级别下的分辨率；
所述地层曲面的级别通过谷歌瓦片地图算法进行切分得到，且所述地层曲面的级别为n级，n的取值范围为：0＜n≤22。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述预处理结果中的钻孔数据进行抽稀处理，包括：
利用谷歌地图的应用程序编程接口将划分为n级后的所述钻孔数据的经纬度坐标换算为谷歌像素索引；
利用所述谷歌像素索引，计算所述第m级下钻孔数据的左上角坐标(x1，y1)和右下角坐标(x2，y2)；
根据所述左上角坐标(x1，y1)和所述右下角坐标(x2，y2)生成第n级下钻孔数据的p行、q列的抽稀格网；
遍历每个所述抽稀格网内的钻孔数据，在当前获取的抽稀格网内存在多个所述钻孔数据时，保留距当前获取的抽稀格网中心距离最近的钻孔数据，得到抽稀处理后的钻孔数据；
其中，m的取值范围为：0≤m≤n-4。


5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，利用曲面样条函数对所述抽稀处理后的钻孔数据进行拟合，构建得到所述地层曲面，包括：
读取根据平面弹性理论推导出的位移公式：



其中，Ai表征所述地层曲面i点上设置的垂直位移；ZA(r)表征在所述地层曲面i点上设置垂直位移Ai，并限制距i点半径为R以外位移为0时，由Ai引起距i点为r处的位移；i为参与构建所述地层曲面的钻孔数据中的任一钻孔数据；
其中，r＝ri，x，y为自变量；
利用所述位移公式，对所述抽稀处理后的钻孔数据进行叠加...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敬柱，尹波，史江臣，王天明，梁建平，张守林，
申请(专利权)人：北京中色地科测绘有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11