一种覆盖区地层岩性三维建模的方法、装置及系统制造方法及图纸

一种覆盖区地层岩性三维建模方法，包括获取预设覆盖区地层的岩性数据；根据岩性数据获得地下地质体模型的多个参数，采用主成分分析算法，对模型参数进行降维、减少特征参数数量，得到相互独立的参数集合；将相互独立的参数集合输入多元参数回归方程中，得到空间多个目标观测样点的预测值；利用多点地质统计学算法，获得空间多个目标观测样点的几何形状和相互配位关系，从而有效预测预设覆盖区的岩性三维空间发育特征，建立可视化三维模型。本发明专利技术构建的高精度三维模型能够精确地显示覆盖区的几何形状和配位关系，同时能够高效完成覆盖区开展浅地表大数据填图任务，对国土规划、矿产普查及水文、生态、农业地质勘查、地质科学研究等具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种覆盖区地层岩性三维建模的方法、装置及系统
本专利技术涉及覆盖区岩相建模
，特别涉及一种覆盖区地层岩性三维建模方法。
技术介绍
覆盖区一般指基岩被第四系物质(如风积物、冲积物、沼泽等)长期大面积连续覆盖的地区，基岩被第四系物质大面积不连续覆盖的地区,可称为半覆盖区。覆盖区的区域地质调查是一项基础地质工作，查明覆盖层及其以下地层、岩石、构造及其它地质体的基本特征，研究其属性、形成环境和演化历史等基础问题，对于国土规划、城市建设、矿产普查及水文、工程、环境、生态、农业地质勘查、地质科学研究等具有重要的意义。地质填图是指在野外实地观察研究的基础上，按一定比例尺将各种地质体和地质现象填绘在地理底图上而构成地质图的工作过程。地质填图是指贯穿勘探的各个阶段，只是详细程度和精确度不同。除测量地形外，还对天然煤层露头进行测量和描述，把煤系地层、煤层产状和构造等绘制在地形图上。是地质工作中具有战略意义的综合性基础工作。而随着覆盖区矿产资源调查、平原区及海岸带经济建设等需要，当前地质填图面临着由山区基岩出露区向覆盖区等特殊景观区推进，以往积累的填图经验和技术方法还不能完全适应新的填图需要。而当前覆盖区填图遇到的问题有：(1)精度低：在覆盖区地质填图工作中，常规填图方法由于基岩露头少而受到限制，隐伏的岩体、地层、构造、矿产(化)以及地表地质现象在深部发生的变化情况等信息无法直接观察研究，利用转石或局部零散露头填制的地质图可信度低、信息量少、整体质量不高，严重影响填图的精度；(2)准确性差:覆盖区常采用的地球物理勘探由于地球物理异常的叠加，测量结果既包括浅部的岩性分布信息，也包含深部构造信息，多解性强，准确性较差；(3)工程揭露手段单一：覆盖区填图常采用的槽探等揭露手段，自身存在局限性(破坏大、探测深度浅)，已无法满足新形势下绿色勘探的发展需求。因此，急需一种高效精准的技术手段，通过利用地质填图逻辑开发数据智能分析算法或模型，在覆盖区开展浅地表大数据填图试验，挖掘各类地学数据之间的相关性，建立三维地质模型。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是提供一种覆盖区地层岩性三维建模的方法、装置及系统，使得构建的覆盖区的可视化三维模型能够精确地显示覆盖区的几何形状和配位关系，同时也更符合地质规律。(二)技术方案为解决上述问题，根据本专利技术的一个方面,本专利技术提供了一种覆盖区地层岩性三维建模的方法，包括：获取预设覆盖区地层的岩性数据，并对岩性数据进行预处理；根据岩性数据获得地下地质体模型的多个参数，采用主成分分析算法，对模型参数进行降维、减少特征参数数量，以得到相互独立的参数集合；将相互独立的参数集合输入多元参数回归方程中，得到空间多个目标观测样点的预测值；利用多点地质统计学算法，获得空间多个目标观测样点的几何形状和相互配位关系，建立预设覆盖区的可视化三维模型。进一步的，预处理依次包括数据处理和岩性划分；数据处理包括数据规则化、数据清洗、数据变换和数据归约；岩性划分包括根据沉积规律和粒度对岩性数据进行岩性划分。进一步的，数据规则化是以地质云的数据格式为标准将岩性数据规则化；数据清洗包括不完整数据的补缺、平滑噪声数据和数据一致；数据变换是将不同的岩性数据转换为统一形式的岩性数据；数据归约是根据岩性的相似性、可用性和可预测性，将岩性按沉积成因和颗粒大小进行合并，形成岩性组，以减少岩性组个数。进一步的，根据沉积规律和粒度对岩性数据进行岩性划分包括：将泥岩类、粘土类和黄土类按照沉积规律统一归并为泥岩；将砂岩和含有松散介质的砂岩按照其粒度的不同，统一归并为砾岩、砂岩和粉砂岩。进一步的，模型参数包括：单井岩相发育特征、岩性数据的砂岩厚度比、岩性数据的砂岩比率、岩性数据的岩性概率、岩性数据的数据变化率、河流概率约束参数和河流沉积相参数。进一步的，多元回归方程为：待求解目标点值y与周围n个观测样点的属性xi存在函数关系h(x)，其中，hθ(x)＝θ0+θ1x1+θ2x2如果观测数据存在一定噪音(ε)，则y(i)＝θTx(i)+ε(i)采用最小二乘法构建以下目标函数，防止过拟合加入正则化因子：求解上述目标函数，当找到目标函数最小情况下的函数系数θ，就可以用函数h(x)和周围n个观测样点的属性xi计算出目标点的y值。进一步的，可视化三维模型能够进行多方位、多角度的立体景象旋转、多方向的切割显示、多尺寸的放大和缩小、局部显示以及光线调整；可视化三维模型能够进行以下可视化查询：条件查询、数据统计、图形显示、地质体三维结构和属性查询。根据本专利技术的一个方面,本专利技术提供了一种覆盖区地层岩性三维建模的装置，包括：数据获取模块，用于获取预设覆盖区地层的岩性数据，并对岩性数据进行预处理；参数确定模块，用于根据岩性数据获得地下地质体模型的多个参数；参数处理模块，采用主成分分析算法，对模型参数进行降维、减少特征参数数量，以得到相互独立的参数集合；模型构建模块，将相互独立的参数集合输入多元参数回归方程中，得到空间多个目标观测样点的预测值；利用多点地质统计学算法，获得空间多个目标观测样点的几何形状和相互配位关系，建立预设覆盖区的可视化三维模型。进一步的，数据获取模块包括：第一处理单元，用于对岩性数据进行数据处理，数据处理包括数据规则化、数据清洗、数据变换和数据归约；第二处理单元，用于对岩性数据进行岩性划分，岩性划分包括根据沉积规律和粒度对岩性数据进行岩性划分。根据本专利技术的一个方面,本专利技术提供了一种覆盖区地层岩性三维建模的系统，包括至少一个处理器以及存储计算机可执行指令的存储器，处理器执行指令时实现以上所阐述的一种覆盖区地层岩性三维建模的方法的步骤。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本申请的建模方法是在模拟浅层复杂形状地质体分布时结合多点地质统计学算法，联合反映空间多个位置点的几何形状和相互配位关系，使得建立的岩相模型更加符合地质规律。同时本申请在建立覆盖区的三维可视化模型时加入了多个现代地质沉积参数，改善了沉积相带的连续性；充分利用了勘探到的岩性数据，弥补覆盖区地质信息的不足，提升地质填图成果的准确性，以得到精确的三维可视化视图。且本申请三维可视化模型能够进行可视化查询，各种数据统计等；也可以实现各类地质体的三维结构和属性查询，包括空间位置、面积、体积、固有特性等各种地质属性的查询、统计和计算等工作，并将查询的结果以表格、图形的形式表示出来。附图说明图1是本专利技术提供的一种覆盖区地层岩性三维建模方法的步骤流程图；图2是本专利技术提供的预设口井的岩性数据统计示意图；图3是本专利技术提供的岩性数据岩性划分标准示意图；图4是本专利技术提供的一实施例的岩相单井发育特征示意图；图5是本专利技术提供的另一实施例的岩相单井发育特征示意图；图6是本专利技术提供的一实施例的岩相连井发育特征示意图；图7是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种覆盖区地层岩性三维建模的方法，其特征在于，包括：/n获取预设覆盖区地层的岩性数据，并对所述岩性数据进行预处理；/n根据岩性数据获得地下地质体模型的多个参数；/n采用主成分分析算法，对模型参数进行降维、减少特征参数数量，以得到相互独立的参数集合；/n将所述模型参数输入多元回归方程中，并结合多点地质统计学算法，获得空间多个位置点的几何形状和相互配位关系，建立所述预设覆盖区的可视化三维模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种覆盖区地层岩性三维建模的方法，其特征在于，包括：
获取预设覆盖区地层的岩性数据，并对所述岩性数据进行预处理；
根据岩性数据获得地下地质体模型的多个参数；
采用主成分分析算法，对模型参数进行降维、减少特征参数数量，以得到相互独立的参数集合；
将所述模型参数输入多元回归方程中，并结合多点地质统计学算法，获得空间多个位置点的几何形状和相互配位关系，建立所述预设覆盖区的可视化三维模型。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述预处理依次包括数据处理和岩性划分；
所述数据处理包括数据规则化、数据清洗、数据变换和数据归约；
所述岩性划分包括根据沉积规律和粒度对所述岩性数据进行岩性划分。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述数据规则化是以地质云的数据格式为标准将所述岩性数据规则化；
所述数据清洗包括不完整数据的补缺、平滑噪声数据和数据一致；
所述数据变换是将不同的所述岩性数据转换为统一形式的岩性数据；
所述数据归约是根据岩性的相似性、可用性和可预测性，将岩性按沉积成因和颗粒大小进行合并，形成岩性组，以减少岩性组个数。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据沉积规律和粒度对所述岩性数据进行岩性划分包括：
将泥岩类、粘土类和黄土类按照沉积规律统一归并为泥岩；
将砂岩和含有松散介质的砂岩按照其粒度的不同，统一归并为砾岩、砂岩和粉砂岩。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述模型参数包括：单井岩相发育特征、所述岩性数据的砂岩厚度比、所述岩性数据的砂岩比率、所述岩性数据的岩性概率、所述岩性数据的数据变化率、河流概率约束参数和河流沉积相参数。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述多元回归方程为：
待求解目标点值y与周围n个观测...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永健，单小彩，辛维，田飞，杨长春，
申请(专利权)人：芯元浙江科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33