一种基于变分模型的断裂面重建方法及相关设备技术

本发明专利技术提供了一种基于变分模型的断裂面重建方法及相关设备，包括：根据目标断裂面上的勘探点，构建初始断裂面模型在三维地质空间中的径向基函数表达式；根据观测数据以及径向基函数表达式确定约束条件，并根据约束条件构建变分模型；将变分模型中的数据约束转化为用于求解断裂面模型一阶线性迭代步长的问题并进行优化求解，得到多个迭代优化后的断裂面模型；计算每次迭代优化后的断裂面模型与观测数据之间的误差并生成误差曲线，将误差曲线的振荡幅度处于预设最小振荡幅度范围内且误差小于误差阈值时输出的断裂面模型作为重建模型，并求解当重建模型的值为预设值时对应的自由曲面；提升了断裂面深部三维重建的准确性与可靠性

【技术实现步骤摘要】
一种基于变分模型的断裂面重建方法及相关设备


[0001]本专利技术涉及三维地质建模
，特别涉及一种基于变分模型的断裂面重建方法及相关设备
。

技术介绍

[0002]三维地质建模技术是三维地理信息系统（
Geographic Information System
或
Geo
‑
Information system
，
GIS
）与地学研究交叉领域的研究热点
。
广义的三维地质建模包含模型的生成
、
模型可视化
、
模型的空间分析和模型应用等，三维地质建模作为一种用于地质分析的工具，实在计算机三维空间下的地质体，并对其进行地质解释的一种多学科交叉技术
。
三维地质模型的优势显著，首先，它能立体呈现单个地质体的三维形态，充分展示多种地质体之间的空间关系，更真实直观表达了客观地质体；其次，建立好的三维地质模型可以进行三维空间分析，如通过对模型任意位置的切片来预测未知区域的可能形态
、
反演构造演本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于变分模型的断裂面重建方法，其特征在于，包括：步骤1，根据目标断裂面上的勘探点构建初始断裂面模型在三维地质空间中的径向基函数表达式；步骤2，根据所述目标断裂面的观测数据以及所述径向基函数表达式确定用于重建所述目标断裂面的约束条件，并根据所述约束条件构建所述目标断裂面在三维地质空间中的变分模型；所述观测数据包括钻孔数据
、
重力异常观测数据以及磁异常观测数据；步骤3，将所述变分模型中的每一项数据约束转化为用于求解断裂面模型一阶线性迭代步长的问题，并对所述断裂面模型一阶线性迭代步长进行优化求解，得到多个迭代优化后的空间连续断裂面模型；步骤4，计算每次迭代优化后的断裂面模型与所述观测数据之间的误差并生成误差曲线，将所述误差曲线的振荡幅度处于预设最小振荡幅度范围内且所述误差小于误差阈值时输出的迭代优化后的断裂面模型作为所述目标断裂面在三维地质空间中的重建模型
。2.
根据权利要求1所述的基于变分模型的断裂面重建方法，其特征在于，所述初始断裂面模型在三维地质空间中的径向基函数表达式为：其中，表示三维地质空间中目标断裂面上的勘探点数量，表示断裂面径向基函数表达的线性系数，表示径向基函数，其满足，表示目标断裂面上的勘探点
。3.
根据权利要求2所述的基于变分模型的断裂面重建方法，其特征在于，所述根据获取的与所述目标断裂面相关的观测数据以及所述径向基函数表达式确定用于重建所述目标断裂面的约束条件，包括：根据公式约束所述目标断裂面上的勘探点始终位于所述目标断裂面上，其中，表示目标断裂面迭代优化的次数，表示目标断裂面上的勘探点，表征了第次迭代优化的断裂面模型的径向基函数表达式，而表征了初始断裂面模型的径向基函数表达式；根据公式在迭代优化过程中约束所述断裂面模型产生的重力异常场与观测的重力异常场保持一致的趋势，其中，表示断裂面在重力异常正演过程时三维地质空间中离散单元与地表观测点之间的空间位置相关的矩阵，表示目标断裂面决定的空间剩余密度分布，表示目标断裂面在研究区域内的观测重力异常值；根据公式在迭代优化过程中约束所述断裂面模型产生的磁异常场与观测的磁异常场保持一致的趋势，其中，表示断裂面在磁异常正演过程时三维地质空间中离散单元与地表观测点之间的空间位置相关的矩阵，表示目标断裂面决定的空间磁导率分布，表示目标断裂面在研究区域内的磁异常观测值
。4.
根据权利要求3所述的基于变分模型的断裂面重建方法，其特征在于，所述目标断裂面在三维地质空间中的变分模型为...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓浩，黄珏璇，毛先成，陈进，刘占坤，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：