本发明专利技术提供了一种包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，该方法首先根据地球物理和样本的实验室测定结果，构建初步地质模型并识别出地质异常体；然后结合初步地质模型和地质异常体，建立地球物理多维地质模型；最后结合钻孔数据、地质填图和遥感数据，对地球物理多维地质模型进行优化。经过上述综合地球物理、钻探、地质等多源数据的融合解释，实现了对待解释工区的准确和精细解释，进而能够为煤田地质灾害的判别提供有力帮助。
1、煤炭是我国能源压舱石，然而，由于我国的地质条件复杂，在煤炭生产过程中受隐伏地质灾害威胁严重，随着矿井开采深度和开采强度不断增加，瓦斯、冲击地压、水害等灾害加重而且耦合叠加，煤炭灾害出现的风险也会不断增加，防灾治灾的难度也会更大，煤炭安全生产形势不容乐观。现阶段煤矿隐伏灾害的探测手段较多，但探测结果一般还是基于单方法的独立解释为主，受制于方法本身的单一性和局限性，利用单方法反演结果进行综合解释往往很难获得较为统一的地质-地球物理模型。随着智能化煤矿建设对探测精度要求的提高，多类探测数据之间的融合解释方法愈发重要。
2、关于多源数据综合融合解释方法，现有技术主要集中在综合处理方面，例如，有将电磁法与磁法采用交叉梯度约束实现多参数联合反演，也有采用l-bfgs等方法进行多参数联合反演，还有利用地震参数与电阻率参数反演煤层孔隙含水率与煤岩坚固性等特征。但上述现有技术主要解决的是如何利用多参数特征获得准确的地球物理模型或者特定参数特征的问题，从地球物理模型到地质模型的转换解释仍存在一定困难。
1、针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术的目的在于，提供一种包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，解决现有技术难以准确地将地球物理模型转换解释为地质模型的技术问题。
>3、一种包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，该方法具体如下：4、步骤一，获取待解释工区的多源数据：
5、建立煤岩样本物性参数数据集、地质异常体参数数据集和地球物理参数数据集；获取钻孔数据和地质填图。
6、步骤二，多源数据的规范化预处理：
7、对步骤一中获取的煤岩样本物性参数数据集、地质异常体参数数据集、地球物理参数数据集、钻孔数据和遥感数据进行规范化预处理，获得规范化煤岩样本物性参数数据集、规范化地质异常体参数数据集、规范化地球物理参数数据集、规范化钻孔数据和规范化遥感数据。
8、步骤三，以步骤二获得的规范化煤岩样本物性参数数据集为转换标准，将步骤二获得的规范化地球物理参数数据集转换为初步地质模型。
9、步骤四，根据步骤二获得的规范化地球物理参数数据集和规范化地质异常体参数数据集，识别地质异常体。
10、步骤五，将步骤四识别出的地质异常体与步骤三获得的初步地质模型相结合后，获得地球物理多维地质模型。如果没有识别到地质异常体，则初步地质模型即为地球物理多维地质模型。
11、步骤六，对步骤五获得的地球物理多维地质模型进行优化：
12、步骤6.1，将步骤一获取的钻孔数据和地质填图相结合，绘制出钻孔-地质剖面图；然后在钻孔-地质剖面图和地球物理多维地质模型上分别绘制若干条横向和竖向的直线，将两张图分割成若干个网格单元；对每个网格单元进行赋值，获得两组数据，分别记作钻孔地质数据组和地球物理数据组。
13、步骤6.2，对步骤6.1获取的钻孔地质数据组和地球物理数据组作相关性分析，计算并获得地质信息相关系数。
14、步骤6.3，若步骤6.2获得的地质信息相关系数的绝对值大于0.5(表示相关性较强)，则不对地球物理多维地质模型进行优化；若步骤6.2获得的地质信息相关系数的绝对值小于0.5(表示相关性较弱或不相关)，则根据钻孔-地质剖面图，对地球物理多维地质模型中的地层和地质异常体的属性和位置进行修正。
15、本专利技术还包括如下技术特征：
16、具体的，所述的步骤6.2包括如下步骤：
17、步骤6.2.1，构建原变量矩阵：
18、将钻孔-地质剖面图和地球物理多维地质模型中的不一致的数据所在的列提取出来，若钻孔-地质剖面图和地球物理多维地质模型中每一列的网格单元均为n个，则该列的钻孔地质数据组表示为(x11,x21,x31,……xn1)，该列的地球物理数据组表示为(x12,x22,x32,……xn2)，将两组数据组成原变量矩阵x，如下式ⅲ表示：
19、
20、步骤6.2.2，对步骤6.2.1的原变量矩阵进行标准化处理，获得标准化矩阵；所述的标准化矩阵z采用如下式ⅳ表示：
21、
22、步骤6.2.3，获得地质信息相关系数：
23、根据标准化矩阵z，采用如下式ⅴ计算并获得相关系数rij：
24、
25、则相关系数矩阵r采用如下式ⅵ表示：
26、
27、所述的相关系数矩阵中r12和r21即为地质信息相关系数。
28、具体且可选的，所述的步骤一还包括获取遥感数据；所述的步骤六还包括如下步骤：步骤6.4，所述的步骤一还包括获取遥感数据；所述的步骤二还包括对遥感数据进行规范化处理，获取规范化遥感数据；所述的步骤六还包括如下步骤：步骤6.4，若地球物理多维地质模型的地表及浅层区域中存在地质异常体，且该地质异常体与规范化遥感数据中的地质异常地表投影完全吻合，则无需对地球物理多维地质模型进行优化；若该地质异常体与规范化遥感数据中的地质异常地表投影不吻合，则根据规范化遥感数据，对地球物理多维地质模型中的地质异常体的属性和位置进行修正。
29、具体且可选的，若规范化煤岩样本物性参数数据集中的数据量较多，则所述的步骤三具体为：根据步骤二获得的规范化地球物理参数数据集，绘制地震偏移-时深转换剖面图和电阻率剖面图，将两张图交汇后获得弹性波纵波速度和电阻率的散点图；根据规范化煤岩样本物性参数数据集直接对散点图中的数据进行分类，根据分类结果建立初步地质模型。
30、具体且可选的，若规范化煤岩样本物性参数数据集中的数据量较少，则步骤三具体包括如下步骤：
31、步骤3.1，根据步骤二获得的规范化地球物理参数数据集，绘制地震偏移-时深转换剖面图和电阻率剖面图，将两张图交汇后获得弹性波纵波速度和电阻率的散点图，在弹性波纵波速度和电阻率的散点图中，每个散点表示一个聚类成员。
32、步骤3.2，随机从所有聚类成员中选出k个聚类成员，作为初始聚类中心；然后分别计算每个聚类成员到各个初始的聚类中心的距离，并将聚类成员逐个分配到距离其最近的簇中；所有聚类成员分配完成后，重新计算出每个簇中新的聚类中心；然后将重新计算获得的聚类中心与前一次计算得到的聚类中心进行比较。
33、步骤3.3，若经比较后，发现重新计算出的聚类中心发生变化，则重复步骤3.2；若聚类中心未发生变化，则停止并输出聚类结果。
34、步骤3.4，根据步骤3.3输出的聚类结果，建立初步地质模型。
35、具体且可选的，若规范化地质异常体参数数据集中的数据量较多，则步骤四具体为：根据步骤二获得的规范化地球物理参数数据集，绘制地震偏移-时深转换剖面图和电阻率剖面图，将本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，该方法具体如下：
2.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，所述的步骤6.2具体包括如下步骤：
3.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，所述的步骤一还包括获取遥感数据；所述的步骤二还包括对遥感数据进行规范化处理，获取规范化遥感数据；
4.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，若规范化煤岩样本物性参数数据集中的数据量较多，则所述的步骤三具体为：根据步骤二获得的规范化地球物理参数数据集，绘制地震偏移-时深转换剖面图和电阻率剖面图，将两张图交汇后获得弹性波纵波速度和电阻率的散点图；根据规范化煤岩样本物性参数数据集直接对散点图中的数据进行分类，根据分类结果建立初步地质模型。
5.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，若规范化煤岩样本物性参数数据集中的数据量较少，则步骤三具体包括如下步骤：
6.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，若规范化地质异常体参数数据集中的数据量较多，则步骤四具体为：根据步骤二获得的规范化地球物理参数数据集，绘制地震偏移-时深转换剖面图和电阻率剖面图，将两张图交汇后获得弹性波纵波速度和电阻率的散点图；根据规范化地质异常体参数数据集直接对散点图中的数据进行分类，识别出地质异常体。
7.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，若规范化地质异常体参数数据集中的数据量较少，则步骤四具体包括如下步骤：
8.如权利要求5至7任一项所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，所述的聚类结果中每个簇的聚类成员采用相异性递减函数定义，该相异性递减函数如下式Ⅱ所示：
9.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，步骤二中，采用如下式Ⅰ进行规范化预处理：
10.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，步骤一中，所述的煤岩样本物性参数数据集、地质异常体参数数据集和地球物理参数数据集中包含的物性参数具体为密度、电阻率、相对介电常数、弹性波纵波速度和弹性波横波速度。
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【技术特征摘要】
1.一种包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，该方法具体如下：
2.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，所述的步骤6.2具体包括如下步骤：
3.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，所述的步骤一还包括获取遥感数据；所述的步骤二还包括对遥感数据进行规范化处理，获取规范化遥感数据；
4.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，若规范化煤岩样本物性参数数据集中的数据量较多，则所述的步骤三具体为：根据步骤二获得的规范化地球物理参数数据集，绘制地震偏移-时深转换剖面图和电阻率剖面图，将两张图交汇后获得弹性波纵波速度和电阻率的散点图；根据规范化煤岩样本物性参数数据集直接对散点图中的数据进行分类，根据分类结果建立初步地质模型。
5.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法，其特征在于，若规范化煤岩样本物性参数数据集中的数据量较少，则步骤三具体包括如下步骤：
6.如权利要求1所述的包含地球物理的综合多源信息的地质模型构建方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，范涛，李贵红，杜文刚，陈长远，荆小恬，赵佳文，
申请(专利权)人：西安煤科透明地质科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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