一种三维地质模型建模方法、装置及计算机设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种三维地质模型建模方法，方法包括以下步骤：获取研究区域的多个钻孔位置点的钻孔数据，对钻孔数据进行重采样和归一化处理，利用训练后的stacking机器学习模型对研究区域进行预测得到三维地质模型，获取研究区域的地质资料数据库，利用岩层的厚度和产状对三维地质模型进行精度评价，对三维地质模型进行迭代修正。本发明专利技术集成了stacking机器学习算法，同时融入了从地质资料数据库中获取的地学知识，可以通过迭代修正获得满足地学知识要求的模型结果，结果表明集成stacking机器学习算法对地层的分类效果优于单一分类器，并且通过地学知识数据库迭代修正后得到的三维地质模型精度更高，模型的细节表达能力增强。模型的细节表达能力增强。模型的细节表达能力增强。

【技术实现步骤摘要】
一种三维地质模型建模方法、装置及计算机设备


[0001]本专利技术涉及三维地质建模
，尤其涉及一种三维地质模型建模方法、装置及计算机设备。

技术介绍

[0002]随着科学技术的进步和人类社会的发展，向地下要土地、要空间已成为城市历史发展的必然趋势。区域地质调查、城市地质勘探、地质环境评价以及城市地下空间开发与安全利用等工作的开展均离不开三维地质模型。
[0003]由于三维地质模型大多基于钻孔、剖面等结构化数据进行特征推演与空间插值所得的模拟结果，对于复杂的地质建模任务来说，这些数据始终是稀疏的。因此在建模过程中，地质建模人员通常需要运用大量的经验知识来对地质面的走向、地质体的厚薄、地质体间的关系进行调整；并且，目前三维地质建模方法中，缺乏建模与模型修正一体化的建模框架，且地质建模修正的过程中多为单次修正；存在三维地质模型的精度不高与细节表达不足。

技术实现思路

[0004]为了解决以上问题，本专利技术实施例提供一种三维地质模型建模方法，具体包括以下步骤：
[0005]步骤S1：获取研究区域的多个钻孔位置点的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维地质模型建模方法，其特征在于，包括以下的步骤：步骤S1：获取研究区域的多个钻孔位置点的钻孔数据，所述钻孔数据包括地层边界的三维坐标和地层属性；步骤S2：对每个所述钻孔位置点的钻孔数据进行重采样使每个地层的地层边界之间具有相同数量的插值点，得到插值点的三维坐标和地层属性，对所述地层边界和所述插值点的三维坐标进行归一化处理；步骤S3：利用归一化后的所述地层边界和所述插值点的三维坐标及所述地层边界和所述插值点的地层属性对stacking机器学习模型进行训练，利用训练后的stacking机器学习模型对研究区域的网格化三维地质建模区域上每个网格点处的地层属性进行预测，得到三维地质模型；步骤S4：获取研究区域的地质资料数据库，由所述地质资料数据库得到研究区域中多个位置点处的每个岩层的厚度和产状；步骤S5：利用所述岩层的厚度和产状对所述三维地质模型进行精度评价，根据精度评价结果筛选出所述三维地质模型对于研究区域的建模精度不符合要求的部分位置点作为误差位置点，以及符合要求的部分位置点作为非误差位置点，所述误差位置点和所述非误差位置点为网格化三维地质建模区域顶面上的网格点；步骤S6：对于每个误差位置点，沿着逐步远离所述误差位置点的方向在360度方向上选取设定数量的多个非误差位置点，获取所述三维地质模型中位于所述多个非误差位置点正下方的对应地层边界的边界网格点，利用样条曲面拟合插值算法对地层属性相同的所述边界网格点的三维坐标进行插值，计算得到所述误差位置点正下方的对应地层边界的修正边界网格点，根据所述修正边界网格点对所述三维地质模型中位于所述误差位置点正下方的网格的地层属性进行修正，得到修正后的三维地质模型；步骤S7：返回步骤S5对三维地质模型进行迭代修正，直至修正后的三维地质模型的精度评价结果满足设定要求后停止迭代修正，输出三维地质模型。2.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于：所述步骤S2中，归一化的公式为：P
*
＝(P
‑
μ)/σ其中，P表示地层边界或插值点不同维度上的坐标数据，μ表示所有地层边界和插值点不同维度上的坐标数据的均值，σ表示所有地层边界和插值点不同维度上的坐标数据的标准差，P
*
表示归一化后的地层边界或插值点不同维度上的坐标数据。3.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于：所述步骤S3包括如下步骤：步骤S31：选取研究区域的外接矩形下设定厚度的地块在三维方向上根据设定密度进行网格划分，得到网格化三维地质建模区域；步骤S32：将归一化后的所述地层边界和所述插值点的三维坐标及对应的所述地层边界和所述插值点的地层属性构成的原始数据集按设定比例划分为训练集和测试集；步骤S33：将训练集划分为5部分，每次训练时，不重复地取其中1个部分作为测试集，其他4个部分作为训练集，按此分类方法可以得到5个分类器；步骤S34：对于步骤S33中的每一种分类方法，利用5个分类器对取出的测试集进行预测，将每个预测结果顺次垂直拼接，作为元分类器的特征；此外还对步骤S32中划分的测试集进行预测，基于预测结果得到元分类器的另一个特征；
步骤S35：由步骤S34可得到每一种分类器提供的两个特征，3种基分类器共计6个特征，将该6个特征作为元分类器的训练特征，对应的真实类别作为训练标签，元分类器的测试集为步骤S34中对步骤S32划分出的测试集的预测结果所对应的真实标签；步骤S36：利用步骤S35中得到的训练集以及测试集训练元分类器，得到最终的stacking机器学习模型；步骤S37：利用训练好的stacking机器学习模型对网格化三维地质建模区域的每个网格中心点进行预测，得到每个待预测点的地层属性。4.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于：所述步骤S5包括如下步骤：步骤S51：利用所述三维地质模型计算出所述地质数据资料库中多个位置点处的每个岩层的厚度，根据所述三维地质模型计算出的岩层的厚度和所述地质数据资料库中的岩层的厚度计算得到多个位置点处的分层厚度误差Q和厚度平均相对误差D
MAE
，分层厚度误差Q、厚度平均相对误差D
MAE
计算公式如下：计算公式如下：其中，n为岩层的数量，D
mi
为三维地质模型计算出的每个位置点处的每个岩层的厚度，D
bi
为地质数据资料库中每个位置点处的每个岩层的厚度；步骤S5...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂子艺，万波，储德平，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：