基于精准平切图的复杂地质面建立方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术属于三维地质建模领域，公开了一种基于精准平切图的复杂地质面建立方法、系统及设备，所述复杂地质面建立方法包括：设定建模范围，建立范围裁剪盒；分类导入原始数据，设定可信度等级；选定数据参考范围和可参考数据点，将数据点投影至平切面，构建平切面各类型数据平切点；进行各平切面数据纠偏；建立精准平切图，拟合复杂三维模型面；设定模型面可信度，精确模型面后期可进行二维剖面校正。本发明专利技术通过筛选可信度高的勘探数据进行数据纠偏，基于精准平切图构建复杂地质模型面，减少拟合过程中数据交叉与报错次数，提高了建模效率与模型准确性，解决了实际工程中扭曲复杂地质体构建困难且精确性低的问题，降低了后期模型面的修订难度。的修订难度。的修订难度。

【技术实现步骤摘要】
基于精准平切图的复杂地质面建立方法、系统及设备


[0001]本专利技术属于三维地质建模领域，尤其涉及一种基于精准平切图的复杂地质面建立方法、系统、设备、终端。

技术介绍

[0002]目前，三维地质建模是一个基于数据和信息分析的合成学科，或者说是一个整合各种学科的学科。三维建模可以根据现有二维勘探数据、点云数据、现场地质分析数据构建三维地质模型。三维地质建模主要有两个作用：一个是为数值模拟提供基础模型，第二是用于油藏的整体评价。建立三维复杂地质面，除了可以形象展示大型项目特殊复杂的地形地貌、地质构造特征，还可以清晰了解不同复杂地质面与重要建筑物之间三维构成关系，通过地质分析可准确分析复杂地质构造对工程的影响；与施工同步，通过建设阶段信息更新，不断添加数据控制点，结合新旧数据更新复杂地质面，进一步加深特殊地质构造认识，经过地质分析可以做出地质灾害隐患超前判断。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004](1)现有的三维可视化模型大多简单，拟合数据量低，数据缺口大，大范围根据均分插值算法推测而来，有一定的三维示意作用，但体现不出工程地质的复杂与特殊性；
[0005](2)现有的复杂的三维模型的建立需要对大量数据融合处理，对人机交互和计算机处理器要求高，工作量庞大，建模效率低，精度大多数达不到反向校准二维数据要求。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于精准平切图的复杂地质面建立方法。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种基于精准平切图的复杂地质面建立方法，将不同类型控制点根据特定方法投影至指定平切面，通过筛选可信度高的勘探数据进行平切图各类型数据的精准纠偏，通过精准平切图构建可信度高的复杂地质模型面。主要包括：选取可信度高的控制点数据为主要依据，舍弃明显错误的二维信息，减少计算机后期拟合计算的工作量与报错次数；将不同控制点投影到指定平切面的数据投影，通过前期各类型数据点的投影结果与数据纠偏，构建各高程精准平切图；当数据空白区范围较大时，利用数据点延伸补充空白区。
[0008]进一步，数据投影方法：结合周围地质认识，提出不同控制点投影到指定平切面的特定方法。使得后期构建的各高程平切线具有一定特殊性也与相邻高程平切线走向有一定相似性，是后期准确拟合复杂模型面的核心依据。
[0009]数据纠偏：根据各平切面数据点投影结果，通过保留可信度更高的勘探数据，解决不同可信度数据矛盾的问题，避免了后期拟合中部分错误尖灭点的形成。构建精准平切图：通过前期各类型数据点的投影结果与数据纠偏，构建各高程精准平切图，在一定程度上规定拟合方向，避免违背地质认识的错误插值，实现了准确拟合复杂模型面，同时方便后期修
订。
[0010]数据点延伸补充空白区：当数据空白区范围较大时，提出了数据延伸补充的有效方法。
[0011]进一步，所述基于精准平切图的复杂地质面建立方法包括如下步骤：
[0012]步骤一，对于闭合地质面以及部分数据充足的非闭合地质面，设定建模范围(X
min
,X
max
),(Y
min
,Y
max
),(Z
min
,Z
max
)，建立范围裁剪盒；
[0013]对于存在空白数据的非闭合地质面，分区建模；
[0014]步骤二，对原始数据进行分类导入，消除明显错误的离群点数据，并设定可信度等级，Ⅰ类、Ⅱ类可信度；
[0015]步骤三，根据现有的平切图高程的稀疏程度，或可增设特定高程的平切图，选定高程为基面向相邻高程面延伸1/2高差范围为数据参考范围；
[0016]步骤四，将所述数据参考范围内数据点投影至平切面，构建各类型数据平切点；
[0017]步骤五，平切面投影数据纠偏，建立精准平切线、精准平切图；
[0018]步骤六，根据各高程所述精准平切线插值拟合三维模型面，运用裁剪盒S1进行布尔运算，设定模型面可信度；
[0019]步骤七，若可信度等级低于Ⅰ类，则根据后续数据及时更新，依次重复步骤二至步骤七；
[0020]步骤八，所有Ⅰ类三维地质面集合在建模区域，根据二维剖面位置建立竖直平面，得到与复杂三维模型面交线，即为校正后的二维剖面线。
[0021]进一步，所述Ⅰ类置信度内数据为精准数据，所述精准数据包括地表控制点、平硐和钻孔控制点、实挖剖面控制点；
[0022]所述Ⅱ类置信度内数据包括次精准数据和辅助点，所述次精准数据为地表或平硐内实测产状推测剖面，所述辅助点为基于地质分析和建模添加的辅助点、线。
[0023]进一步，所述精准平切图的建立包括对现有的高程平切线进行比对，精准约束Ⅰ、Ⅱ类可信度数据点，从而建立精准平切图。
[0024]进一步，所述精准平切图的建立还包括，对于新增高程的平切线，若相邻高程平切线走向明确，也可根据所述步骤四中的投影方法将部分控制点投影作为参考进行数据相互补充；
[0025]若数据不足处附近没有实挖剖面提供投影方向，则选择不同高程平切线中X与Y坐标相近的两点Q1、Q2，形成投影向量
[0026]若部分区域数据空缺，也可依据地表迹线控制点或其间Ⅰ类控制点根据所述步骤四中的投影方法进行数据补充；
[0027]最后，将各类型数据平切点合理连接成线，删除与Ⅰ类数据相矛盾的Ⅱ类数据控制点，精准约束Ⅰ、Ⅱ类可信度数据点，建立精准平切图。
[0028]进一步，所述拟合模型面根据不同场地类型与复杂程度有不同的Ⅰ类模型面判别标准，假定模型面n为某山区地质构造面，规范勘探点间距最大为R(A
n
)＝50m，则模型面n的临界数据面密度(个/m2)为：
[0029][0030]其中，数据面密度P(A
n
)为模型面数据点个数与模型面面积之比，所述Ⅰ类模型面为地表迹线的测绘线密度模型面数据面密度P(A
n
)≥P(A
ncj
)且Ⅰ类数据面密度的模型面。
[0031]进一步，所述非闭合地质面包括岩性界面、卸荷面、深大扭曲断层，若所述非闭合地质面存在大范围数据空白区，则所述非闭合地质面建立过程为：
[0032]S101，分区建模，根据数据分布划分n个建模区：
[0033]{(X
1min
,X
1max
),(Y
1min
,Y
1max
),(Z
1min
,Z
1max
)},...,{(X
nmin
,X
nmax
),(Y
nmin
,Y
nmax
),(Z
nmin
,Z
nmax
)}，并建立各区域裁剪盒；
[0034]S102，设定空白数据区个数为i，逐个补充i个数据空白区模型面；
[0035本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于精准平切图的复杂地质面建立方法，其特征在于，将不同类型控制点投影到指定平切面的数据投影，通过前期各类型数据点的投影结果与数据纠偏，构建各高程精准平切图；通过筛选可信度高的勘探数据进行各类型平切图数据的纠偏，通过精准平切图构建可信度高的复杂地质模型面；通过筛选边界处数据点并延伸至数据空白区，补充构建较大数据空白区模型。2.如权利要求1所述基于精准平切图的复杂地质面建立方法，其特征在于，结合周围地质认识，通过提出不同数据控制点投影到指定平切面的特定方法，使得后期构建的各高程平切线具有一定特殊性也与相邻高程平切线走向有一定相似性；根据各平切面数据点投影结果，通过保留可信度更高的勘探数据，舍弃明显错误的低可信度数据，进行数据纠偏；通过各高程精准平切图拟合复杂模型面，在一定程度上指定了拟合方向。3.如权利要求1所述基于精准平切图的复杂地质面建立方法，其特征在于，所述基于精准平切图的复杂地质面建立方法包括如下步骤：步骤一，对于闭合地质面以及部分数据充足的非闭合地质面，设定模型节点坐标为(X,,Y,Z)，设定建模范围(X
min
,X
max
),(Y
min
,Y
max
),(Z
min
,Z
max
)，建立范围裁剪盒；对于存在空白数据的非闭合地质面，分区建模；步骤二，对原始数据进行分类导入，消除尖灭点数据，并设定可信度等级，Ⅰ类、Ⅱ类可信度；步骤三，根据现有的平切图高程的稀疏程度，或可增设特定高程的平切图，选定高程为基面向相邻高程面延伸1/2高差范围为数据参考范围；步骤四，将所述数据参考范围内数据点投影至平切面，构建各类型数据平切点；步骤五，平切面投影数据纠偏，建立精准平切线、精准平切图；步骤六，根据各高程所述精准平切线插值拟合三维模型面，运用裁剪盒S1进行布尔运算，设定模型面可信度；步骤七，若可信度等级低于Ⅰ类，则根据后续数据及时更新，依次重复步骤二至步骤七；步骤八，所有Ⅰ类三维地质面集合在建模区域，根据二维剖面位置建立竖直平面，得到与复杂三维模型面交线，即为校正后的二维剖面线。4.如权利要求2所述基于精准平切图的复杂地质面建立方法，其特征在于，所述Ⅰ类可信度数据为精准数据，所述精准数据包括地表控制点、平硐和钻孔控制点、实挖剖面控制点；所述Ⅱ类可信度数据包括次精准数据和辅助点，所述次精准数据为地表或平硐内实测产状推测剖面，所述辅助点为基于地质分析和建模添加的辅助点、线；所述数据参考范围内数据点投影至平切面方法：若数据点范围附近无实挖剖面，则将数据范围内的投影点直接垂直投影至平切面，设定平切面方程为Z＝C，C为平切面高程，需要投影点为S1(X0,Y0,Z0)，则点S1投影至平切面Z＝C的投影向量为投影点坐标S1'(X0,Y0,C
‑
Z0)；若数据点范围附近有实挖剖面，选定临近实挖剖面方向向量为投影方向，设选定实挖剖面地表出露点为D1(X1,Y1,Z1)，与平切面交点为D2(X2,Y2,Z2)，最低控制点为D3(X3,Y3,Z3)。设定向量
若X0＞C,则点T1投影至平切面Z＝C的投影向量为投影点坐标若X0＜C,则点T1投影至平切面Z＝C的投影向量为投影点坐标5.如权利要求2所述基于精准平切图的复杂地质面建立方法，其特征在于，所述精准平切图的建立包括对现有的高程平切线进行比对，精准约束Ⅰ、Ⅱ类可信度数据点，从而建立精准平切图；所述精准平切图的建立还包括，对于新增高程的平切线，若相邻高程平切线走向明确，也可根据所述权力要求4中的投影方法将部分控制点投影作为参考进行数据相互补充；若数据空缺附近没有实挖剖面提供投影方向，则选择不同高程平切线中X与Y坐标相近的两点Q1、Q2，形成投影向量若部分区域数据空缺，也可依据地表迹线控制点或其间Ⅰ类控制点根据所述权力要求4中的投影方法进行数据补充；最后，将各类型数据平切点合理连接成线，删除与Ⅰ类数据相矛盾的Ⅱ类数据控制点，精准约束Ⅰ、Ⅱ类可信度数据点，建立精准平切图。6.如权利要求1所述基于精准平切图的复杂地质面建立方法，其特征在于，所述拟合模型面根据不同场地类型与复杂程度有不同的Ⅰ类模型面判别标准；由于I类数据来源与地质面和地面的夹角有关，陡倾的地质模型面Ⅰ类数据的来源主要有地表迹线控制点、平硐和地下洞室勘探控制点，假定模型面n为某山区地质构造面，根据规范勘探点间距最大为R(A
n
)＝50m，则模型面n的临界数据面密度为：其中，数据面密度P(A
n
)为模型面n数据点个...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚晔，刘聪元，刘冲平，杨志川，张焕强，卞鹏寅，陈金龙，
申请(专利权)人：长江三峡勘测研究院有限公司武汉，
类型：发明
国别省市：