一种地学动态建模方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及地学建模领域，尤其涉及一种地学动态建模方法及系统，其不同之处在于，其步骤包括：S1、将原始数据经过数据处理，编辑为地学动态建模源数据；S2、将所得建模源数据通过建模算法进行分布式动态建模；S3、经过分布式动态建模所得的模型可直接用于分析应用；或进行下一步骤S4；S4、经过专家分析验证，若建立的模型精度满足要求，则退出并用于分析应用；若不满足则返回步骤S1重新进行数据处理，并再次进行建模。本发明专利技术减少建模数据量，提高建模效率，缩短建模周期，减小模型更新难度。

A dynamic modeling method and system of Geosciences

【技术实现步骤摘要】
一种地学动态建模方法及系统
本专利技术涉及地学建模领域，尤其涉及一种地学动态建模方法及系统。
技术介绍
三维地学建模是由勘探地质学、数学地质、地球物理、矿山测量、矿井地质、GIS、图形图像学、科学可视化等学科交叉形成的一门新型学科，是对复杂的地质现象经过抽象化处理后，通过复杂的建模算法模拟出地质模型数据，用三维可视化的方式最终表达地下的地质情况。过去的十几年中，国内外众多学者对三维地学建模从理论上进行了较深入的研究，提出了多种三维地学空间模型或建模方法。从三维建模方法的基本元素来看，可以分为基于面表示的模型、基于体元的模型和混合数据模型。主要建模方法有以下四种：1、块段模型块段模型是将整个矿床范围内的空间分割为规则的体元，然后通过钻孔等地质信息插值计算每个体元的岩石属性。根据数据存储方式，块段模型可分为三维栅格模型和八叉树模型。块段模型具有操作简单且易于实现的优点，可以和各种地学空间插值方法和地质统计学方法结合计算体元的属性值，并且由于体元形体比较规则化并且具有较好的空间拓扑组织，所以有利于进行相关的三维查询分析。但是块段法难以精确地表达边界，也不能很好的表达复杂的地质构造状况，若要提高精度，将使数据量变得非常巨大。2、实体模型实体模型是指用面集合来表达物体的外表面，很好的解决了块段模型对边界表达不精确的问题。但是，实体模型属于边界表达模型，不能表达模型内部结构和属性，所以需要和其他方法结合起来解决物体内部属性的表达问题。在实际应用中，实体模型通常和块段模型进行结合使用。3、四面体模型四面体模型（TEN）是将物体的三维空间对象剖分成一系列相邻但不交叉的不规则四面体网络，是TIN模型向三维的扩展。TEN模型的体元外表面为三角面，而且四面体体元具有很强的灵活性，所以四面体模型对于复杂三维实体的外表和内部属性都具有很强的表达能力，通过属性的插值计算能更好地体现出物体内部属性的连续性和过渡性。但是四面体模型存在空间数据冗余严重的问题。4、似三棱柱体模型基于似三棱柱体的数据模型是以似三棱柱体作为基本体元将矿体空间进行剖分的。在建模过程中，可以采用基于TIN的建模技术与沿钻孔向下扩展似三棱柱体的方法，结合钻孔数据能很好地表达内部拓扑关系和模型内部属性，似三棱柱模型具有四面体模型对空间实体的内部和表面很强的表达能力的特点，同时，相对四面体模型还能在不影响模型的表达精度的情况下大幅度减少数据冗余，也能很好地提取物体模型的边界。似三棱柱的空间拓扑结构较四面体模型有了一定程度的简化，还可用于地表建筑物等规则物体建模。因此，选择似三棱柱体作为建立地质体数据模型的基本体元具有更好的优势，可以达到与地表统一建模的目的。目前，城市地学建模一般流程包括三个阶段，即“专业数据源处理—结构建模—三维应用”，这种建模方式称为城市地质地学“静态建模”。由于城市地质静态建模中的交互建模先要将建模区分割成多个建模单元分别建模，最后合并成整个结构模型，这样会造成建模数据量大、分块手动交互建模、投入人员多、建模周期长、模型更新困难等问题。并且数据一致性及完整性无法保证（原始专业模型与建模成果模型分离）。而自动建模方式，则是自动或半自动的将数据量比较小、地质复杂度比较低的源数据构建为结构模型，其适应于建模源数据量比较小、可处理的地质复杂度低的建模场景。一般无法局部更新，需要采取全部模型重新建模。同时也无法适应现代IT技术的飞速发展。鉴于此，为克服上述技术缺陷，提供一种地学动态建模方法及系统成为本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种地学动态建模方法及系统，减少建模数据量，提高建模效率，缩短建模周期，减小模型更新难度。为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种地学动态建模方法，其不同之处在于，其步骤包括：S1、将原始数据经过数据处理，编辑为地学动态建模源数据；S2、将所得建模源数据通过建模算法进行分布式动态建模；S3、经过分布式动态建模所得的模型可直接用于分析应用；或进行下一步骤S4；S4、经过专家分析验证，若建立的模型精度满足要求，则退出并用于分析应用；若不满足则返回步骤S1重新进行数据处理，并再次进行建模。按以上技术方案，所述步骤S1中的数据处理是将原始数据加工或更新成为可以参与建模的建模源数据，包括源数据处理、中间数据处理、源数据动态更新处理三个部分。按以上技术方案，所述原始数据包括2大类5种数据：1）基础数据：钻孔源数据、分区图数据；2）约束数据：地质图数据、地表高程DEM数据、体约束数据；所述建模源数据包括2大类4种数据：1）基础数据：分区图数据、钻孔分层数据；2）约束数据：顶/底DEM约束面数据、体模型数据。按以上技术方案，所述源数据处理是以分区图数据和钻孔源数据为数据源，经数据检查与处理后，作为建模源数据直接参与后续建模流程。按以上技术方案，所述中间数据处理是将钻孔源数据、地质图数据、地表高程DEM数据处理为包括钻孔分层数据和分区图数据在内的中间数据，经分层点提取、分区图构建、分区图编辑并进行数据检查与处理后，作为建模源数据参与后续建模流程。按以上技术方案，所述源数据动态更新处理是基于分区图数据和钻孔源数据，进行基于全局或者局部的、有预期的分区图更新，经数据检查与处理后，作为建模源数据参与后续建模流程。按以上技术方案，所述步骤S2中的动态建模的构建流程包括：S21、智能构建地层面：1）单级模型自动构建，基于选择的建模方式和给定的格网参数，利用建模源数据智能构建地层面，根据建模范围和实际数据情况自动进行分块构建地层面模型；2）多级模型的约束构建，是在单级模型构建的基础上，为适应和满足多级地层的精细建模需求，引用大层的体模型数据作为约束框架参与构建更精细分层的地层面模型；S22、智能构建地质体：智能构建的地层面模型，经过相应的模型拓扑检查与处理流程后，基于选择的建模方式和给定的格网参数会自动进行搜索并构建体模型，创建最终的三维地质体模型；S23、模型拓扑检查与处理：地层面的拓扑检查与处理主要针对模型是否存在悬挂面、悬挂边、多Z值、特征三角形的问题，以保证模型没有拓扑问题，便于后续进行自动搜索并构建体模型；体模型的拓扑检查与处理主要针对体模型是否封闭、是否存在面自相交和悬挂边这种影响模型切割、漫游及三维分析的问题。一种地学动态建模系统，其不同之处在于：其包括数据处理模块：将原始数据编辑处理成为地学动态建模源数据；动态建模模块：利用建模源数据进行分布式动态建模；分析应用模块：将分布式建模所得的模型直接用于分析应用；专家分析模块：对建立的模型分析验证，若模型精度满足要求，则退出并用于分析应用；若不满足则返回重新通过数据处理模块进行数据处理，并通过动态建模模块进行建模。按以上技术方案，所述数据处理模块包括数据检查与处理模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地学动态建模方法，其特征在于，其步骤包括：/nS1、将原始数据经过数据处理，编辑为地学动态建模源数据；/nS2、将所得建模源数据通过建模算法进行分布式动态建模；/nS3、经过分布式动态建模所得的模型可直接用于分析应用；或进行下一步骤S4；/nS4、经过专家分析验证，若建立的模型精度满足要求，则退出并用于分析应用；若不满足则返回步骤S1重新进行数据处理，并再次进行建模。/n

【技术特征摘要】
1.一种地学动态建模方法，其特征在于，其步骤包括：
S1、将原始数据经过数据处理，编辑为地学动态建模源数据；
S2、将所得建模源数据通过建模算法进行分布式动态建模；
S3、经过分布式动态建模所得的模型可直接用于分析应用；或进行下一步骤S4；
S4、经过专家分析验证，若建立的模型精度满足要求，则退出并用于分析应用；若不满足则返回步骤S1重新进行数据处理，并再次进行建模。


2.根据权利要求1所述的地学动态建模方法，其特征在于：所述步骤S1中的数据处理是将原始数据加工或更新成为可以参与建模的建模源数据，包括源数据处理、中间数据处理、源数据动态更新处理三个部分。


3.根据权利要求2所述的地学动态建模方法，其特征在于：所述原始数据包括2大类5种数据：
1）基础数据：钻孔源数据、分区图数据；
2）约束数据：地质图数据、地表高程DEM数据、体约束数据；
所述建模源数据包括2大类4种数据：
1）基础数据：分区图数据、钻孔分层数据；
2）约束数据：顶/底DEM约束面数据、体模型数据。


4.根据权利要求3所述的地学动态建模方法，其特征在于：所述源数据处理是以分区图数据和钻孔源数据为数据源，经数据检查与处理后，作为建模源数据直接参与后续建模流程。


5.根据权利要求3所述的地学动态建模方法，其特征在于：所述中间数据处理是将钻孔源数据、地质图数据、地表高程DEM数据处理为包括钻孔分层数据和分区图数据在内的中间数据，经分层点提取、分区图构建、分区图编辑并进行数据检查与处理后，作为建模源数据参与后续建模流程。


6.根据权利要求3所述的地学动态建模方法，其特征在于：所述源数据动态更新处理是基于分区图数据和钻孔源数据，进行基于全局或者局部的、有预期的分区图更新，经数据检查与处理后，作为建模源数据参与后续建模流程。


7.根据权利要求1所述的地学动态建模方法，其特征在于：所述步骤S2中的动态建模的构建流程包括：
S21、智能构建地层面：
1）单级模型自动构建，基于选择的建模方式和给定的格网参数，利用建模源数据智能构建地层面，根据建模范围和实际数据情况自动进行分块构建地层面模型；
2）多级模型的约束构建，是在单级模型构建的基础上，为适应和满足多级地层的精细建模需求，引用大层的体模型数据作为约束框架参与构建更精细分层的地层面模型；
S22、智能构建地质体：智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴信才，吴亮，万波，黄胜辉，黄波，黄颖，陈小佩，王鹏，尹培培，
申请(专利权)人：武汉中地数码科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42