一種儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請實施例提供一種儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法和系統(tǒng)，該方法包括：通過預先設置多個地面激光雷達掃描站采集儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)和儲層露頭表層的多個影像，地面激光雷達掃描站中相鄰的兩個站之間掃描的點云數(shù)據(jù)通過在儲層露頭表層設置具有標識作用的控制點來控制重疊比例，再對相鄰兩個地面激光雷達掃描的重疊部分點云數(shù)據(jù)進行計算拼接處理，得到整體點云數(shù)據(jù)，接著利用最佳趨勢面對整體點云數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng)模型，利用影像給三角網(wǎng)模型進行貼圖，得到儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型。
【專利說明】 一種儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法和系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及儲層地質(zhì)模擬【技術領域】，尤其涉及一種儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法和系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]儲層露頭是地下儲層的真實刻畫，對儲層露頭的調(diào)查和解剖是建立地下儲層地質(zhì)模型的有效手段，能廣泛應用于油氣勘探及油氣開發(fā)技術中。傳統(tǒng)的露頭研究方法是現(xiàn)場調(diào)查，因此，大批地質(zhì)學家為了解剖儲層露頭，通常帶著地質(zhì)錘、皮尺和放大鏡等地質(zhì)工具在野外長時間風餐露宿，給地質(zhì)學家研究儲層露頭帶來了困難，且儲層露頭的研究效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本申請的目的是提供一種儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法和系統(tǒng)，為供地質(zhì)學家在室內(nèi)反復研究仿真儲層露頭，建立儲層數(shù)字露頭表層模型，提高研究效率。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，預先設置多個地面激光雷達掃描站以及地面激光雷達掃描站位置和掃描點間距，并在儲層露頭表層設置具有標識作用的控制點，該方法包括以下步驟:
[0005]SlOl:獲取多個地面激光雷達掃描站采集儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)，所述多個地面激光雷達掃描站中相鄰的兩個站之間掃描的點云數(shù)據(jù)有重疊；
[0006]所述點云數(shù)據(jù)重疊部分包含控制點，所述控制點控制相鄰的兩個掃描站掃描的點云數(shù)據(jù)重疊部分占每個掃描站掃描的全部點云數(shù)據(jù)的比例；
[0007]S102:在所有地面激光雷達掃描站采集儲層露頭表層的多個影像，所述多個影像中相鄰兩個影像有重疊；
[0008]S103:對相鄰兩個地面激光雷達掃描的重疊部分點云數(shù)據(jù)進行計算拼接處理，得到所有地面激光雷達掃描的點云數(shù)據(jù)拼接處理后的整體點云數(shù)據(jù)；
[0009]S104:利用最佳趨勢面對所述整體點云數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng)模型，所述最佳趨勢面是將整體點云數(shù)據(jù)向各個方向進行投影后投影面積最大的方向的平面；
[0010]S105:利用所述的多個影像給所述的三角網(wǎng)模型進行貼圖，在所述影像和所述三角網(wǎng)模型上設置多個匹配點，根據(jù)所述匹配點計算配準參數(shù)得到貼圖儲層露頭表層模型。
[0011]在一個優(yōu)選的實施例中，所述地面激光雷達掃描站位置設置為:
[0012]每個地面激光雷達掃描站距離目標儲層露頭10米至100米；
[0013]相鄰兩個地面激光雷達掃描站之間相距為50米；
[0014]每個地面激光雷達掃描站掃描視角為正對著目標儲層露頭左右45°之間。
[0015]在一個優(yōu)選的實施例中，所述地面激光雷達掃描點間距為5mm至1cm。
[0016]在一個優(yōu)選的實施例中，所述相鄰的兩個地面激光雷達掃描的點云數(shù)據(jù)重疊部分占每個掃描站掃描的全部點云數(shù)據(jù)的30%至50%。
[0017]在一個優(yōu)選的實施例中，所述的控制點用高反光片作為控制點。
[0018]在一個優(yōu)選的實施例中，所述對相鄰兩個地面激光雷達掃描站間的點云數(shù)據(jù)進行計算拼接處理包括:
[0019]相鄰兩個地面激光雷達掃描站獲取的點云數(shù)據(jù)中根據(jù)點云數(shù)據(jù)相對坐標位置信息設定多對同名點，利用自由形態(tài)曲面配準ICP算法，以其中一個掃描站為基準，計算兩個掃描站坐標系的中心點和旋轉(zhuǎn)矩陣，旋轉(zhuǎn)和移動另一掃描站點云數(shù)據(jù)，完成相鄰兩站點云數(shù)據(jù)的拼接。
[0020]在一個優(yōu)選的實施例中，所述利用最佳趨勢面構(gòu)建三角網(wǎng)模型的方法對所述拼接處理后的整體點云數(shù)據(jù)進行建模包括:
[0021]將所述整體點云數(shù)據(jù)投影到所述最佳趨勢面上，在該最佳趨勢面上建立Delaunay三角網(wǎng)，再把平面三角網(wǎng)通過高程值還原到三維空間中，獲得整個儲層露頭的表層三角網(wǎng)模型。
[0022]在一個優(yōu)選的實施例中，該方法還包括利用差分GPS采集儲層露頭表層的所述控制點的地理坐標信息，將所述儲層露頭表層控制點的地理坐標信息標注到所述S103中整體點云數(shù)據(jù)中相應的控制點，并計算所有點云數(shù)據(jù)與控制點之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，得到都具有地理坐標信息的整體點云數(shù)據(jù)；
[0023]所述S104中的構(gòu)建三角網(wǎng)模型為標有地理坐標信息的三角網(wǎng)模型；
[0024]所述S105中貼圖儲層露頭表層模型為標有地理坐標信息的貼圖儲層露頭表層模型。
[0025]在一個優(yōu)選的實施例中，該方法還包括:
[0026]對具有地理坐標信息的貼圖儲層露頭表層模型進行儲層露頭表層的定量表征。
[0027]在一個優(yōu)選的實施例中，所述定量表征包括將巖性界線、地層界線、砂體寬度和厚度、砂體寬厚比標注到具有地理坐標信息的貼圖儲層露頭表層模型。
[0028]本申請另一方面還提供一種儲層數(shù)字露頭表層模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0029]預設單元，用于預先設置多個地面激光雷達掃描站以及地面激光雷達掃描站位置和掃描點間距，并在儲層露頭表層設置具有標識作用的控制點；
[0030]數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)，用于獲取儲層露頭表層影像；
[0031]數(shù)據(jù)處理單元，用于將數(shù)據(jù)獲取單元得到的儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)進行計算拼接處理，得到儲層露頭表層整體點云數(shù)據(jù)；
[0032]建模單元，用于利用最佳趨勢面對數(shù)據(jù)處理單元得到的整體點云數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)構(gòu)建儲層露頭表層的三角網(wǎng)模型；
[0033]貼圖單元，用于利用數(shù)據(jù)獲取單元得到的影像對建模單元得到的三角網(wǎng)模型進行貼圖，得到儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型。
[0034]在一個優(yōu)選的實施例中，該系統(tǒng)還包括:
[0035]地理坐標獲取單元，用于獲取儲層露頭表層點云數(shù)據(jù)的地理坐標信息，并將地理坐標信息標注到數(shù)據(jù)處理單元的整體點云數(shù)據(jù)；
[0036]所述建模單元得到的所述儲層露頭表層的三角網(wǎng)模型是標有地理坐標信息的儲層露頭表層的三角網(wǎng)模型；
[0037]所述貼圖單元得到的所述儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型是標有地理坐標信息的儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型。
[0038]在一個優(yōu)選的實施例中，該系統(tǒng)還包括:
[0039]定量表征單元，用于對貼圖單元得到標有地理坐標信息的儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型進行巖性界線、地層界線、砂體寬度和厚度、砂體寬厚比的定量表征。
[0040]由以上本申請實施例提供的技術方案可見，本申請在預設好地面激光雷達掃描站數(shù)量以及地面激光雷達掃描站位置和掃描點間距，并在儲層露頭表層設置具有標識作用的控制點后，獲取儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)以及影像，進一步對點云數(shù)據(jù)進行處理得到整體點云數(shù)據(jù)，再用整體點云數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng)模型，并在三角網(wǎng)模型上用影像進行貼圖處理，得到儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型。結(jié)合影像獲取技術，采集野外儲層露頭表層信息，形成一套從數(shù)據(jù)采集、處理到建立高精度的貼圖儲層露頭表層模型的方法，為對儲層露頭表層的進一步研究提供了基礎，便于更形象對儲層數(shù)字露頭表層模型進行儲層露頭表層的定量表征，與現(xiàn)有技術相比大大提高了儲層數(shù)字露頭表層模型的精確度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0042]圖1是本申請實施例一提供的一種儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法的流程圖；
[0043]圖2是儲層露頭數(shù)據(jù)采集方案示例的示意圖；
[0044]圖3是本申請實施例二提供的一種儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法的流程圖；
[0045]圖4是本申請實施例提供的一種儲層數(shù)字露頭表層模擬系統(tǒng)的示意圖。

【具體實施方式】
[0046]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0047]傳統(tǒng)的露頭研究方法是現(xiàn)場調(diào)查，地質(zhì)學家為了解剖儲層露頭，通常帶著地質(zhì)錘、皮尺和放大鏡等地質(zhì)工具在野外長時間風餐露宿，研究環(huán)境惡劣，且儲層露頭的研究效率較低。
[0048]為解決上述問題，下面以幾個具體的例子詳細說明本申請實施例的具體實現(xiàn)。
[0049]實施例一
[0050]如圖1所示的是本申請實施例一提供的一種儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法的流程圖，該方法包括:
[0051]SlOl:預先設置多個地面激光雷達掃描站11以及地面激光雷達掃描站位置和掃描點間距，并在儲層露頭表層設置具有標識作用的控制點；
[0052]在實際中，地面激光雷達掃描站11的數(shù)量可以根據(jù)儲層露頭的規(guī)模確定，如圖2所示的是儲層露頭數(shù)據(jù)采集方案示例的示意圖，包括儲層露頭剖面10，地面激光雷達掃描站11和高反光片12，每個掃描站11距離目標儲層露頭可以設置為10米到100米，本實施例中選50米，相鄰兩個掃描站11之間的距離可以設置為50米，每個掃描站11掃描視角可以為正對著目標儲層露頭左右45°之間，本實施例中掃描視角為正對著目標儲層露頭左右45°，地面激光雷達掃描點間距可以為5mm至1cm，本實施例中掃描點間距為1cm，每個掃描站11掃描區(qū)域包含多個高反光片12控制點,本實施例中每個掃描站11掃描區(qū)域包含6個高反光片12控制點，相鄰兩個掃描站11之間有3個公共控制點。
[0053]上述控制點可以是高反光片12，但本領域技術人員應該清楚在實際中還可以是其他具有標識作用的物體，例如特征明顯的巖石，本申請實施例并不以此為限。
[0054]S102:獲取上述所有地面激光雷達掃描站11采集儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)，所有地面激光雷達掃描站11中相鄰的兩個站之間掃描的點云數(shù)據(jù)有重疊；
[0055]在實際中，地面激光雷達掃描站11采集儲層露頭表層的點云數(shù)據(jù)后需要進行計算拼接處理，為了彌補不同方向上點云數(shù)據(jù)的遮擋漏洞，所以必須保證相鄰兩個掃描站11之間掃描的點云數(shù)據(jù)有30 %至50 %重疊，本實施例中為50 %重疊比例，當?shù)孛婕す饫走_進行掃描時，高反光片12所在位置采集的的光強度會較強，因而可以作為控制相鄰的兩個掃描站11掃描的點云數(shù)據(jù)重疊部分占每個掃描站11掃描的全部點云數(shù)據(jù)的比例的控制點，本實施例中相鄰掃描站11有3個公共控制點，如圖2所示。
[0056]S103:在所有地面激光雷達掃描站11采集儲層露頭表層的多個影像，所有影像中相鄰兩個影像有重疊；
[0057]在實際中，獲取影像的精度決定儲層露頭模型的顯示精度，因此本實施例采用1000萬像素的高精度相機。在掃描站11點處正對儲層露頭目標進行影像采集，獲取儲層露頭的高精度紋理影像，相鄰影像之間保持15%以上的重疊，可以有效減少點云數(shù)據(jù)與影像之間貼圖時的視角差，相鄰影像之間的重疊比例可以通過高反光片12控制。
[0058]S104:對相鄰兩個地面激光雷達掃描的重疊部分點云數(shù)據(jù)進行計算拼接處理，得到所有地面激光雷達掃描的點云數(shù)據(jù)拼接處理后的整體點云數(shù)據(jù)；
[0059]在實際中，相鄰兩個地面激光雷達掃描站11獲取的點云數(shù)據(jù)中根據(jù)點云數(shù)據(jù)相對坐標位置信息設定包括高反光片12控制點、以及其它點云數(shù)據(jù)在內(nèi)的5對同名點，利用自由形態(tài)曲面配準ICP算法，以其中一個掃描站11的點云數(shù)據(jù)為基準，另一個掃描站11的點云數(shù)據(jù)進行位置變換，即計算兩個掃描站11的點云數(shù)據(jù)相對旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，并不斷迭代計算使得兩組點云數(shù)據(jù)之間的距離差達到最小值lcm，完成相鄰兩站點云數(shù)據(jù)的拼接。
[0060]S105:利用最佳趨勢面對所述整體點云數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng)模型，該最佳趨勢面是將整體點云數(shù)據(jù)向各個方向進行投影后投影面積最大的方向的平面；
[0061]在實際中，在完成地面激光激光雷達掃描的點云數(shù)據(jù)處理的基礎上,將所有點云數(shù)據(jù)向各個方向進行投影，設定投影面積最大的方向的平面作為最佳趨勢面，將所有點云數(shù)據(jù)投影到此最佳趨勢面上并記錄高程值，再在該最佳趨勢面上建立Delaunay三角網(wǎng)，再把平面三角網(wǎng)通過高程值還原到三維空間中，建立儲層露頭表層的三角網(wǎng)模型。
[0062]S106:利用上述的S103中的影像給上述S105的三角網(wǎng)模型進行貼圖，在上述影像和上述三角網(wǎng)模型上設置8個匹配點，根據(jù)8個匹配點計算配準參數(shù)得到貼圖儲層露頭表層模型。
[0063]在實際中，在上述影像和上述三角網(wǎng)模型上設置的8個匹配點可以上均勻分布的，貼圖軟件根據(jù)這8個匹配點計算配準參數(shù)得到形象逼真的貼圖儲層露頭表層模型。三角網(wǎng)模型上設置多個匹配點，根據(jù)所述匹配點計算配準參數(shù)得到貼圖儲層露頭表層模型。
[0064]由此可見，本申請?zhí)峁┑囊环N儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，利用地面激光雷達技術，結(jié)合影像獲取技術，采集野外儲層露頭表層信息，形成一套從數(shù)據(jù)采集、處理到建立儲層數(shù)字露頭表層模型的方法，為對儲層露頭表層的進一步研究提供了基礎，便于更形象對儲層數(shù)字露頭表層模型進行儲層露頭表層的定量表征，與現(xiàn)有技術相比大大提高了儲層數(shù)字露頭表層模型的精確度。
[0065]實施例二
[0066]圖3為本申請實施例二提供的一種儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法的流程圖，該方法包括以下步驟:
[0067]S201:預先設置多個地面激光雷達掃描站11以及地面激光雷達掃描站11位置和掃描點間距，并在儲層露頭表層設置具有標識作用的高反光片12為控制點。
[0068]在實際中，地面激光雷達掃描站11的數(shù)量可以根據(jù)儲層露頭的規(guī)模確定，如圖2所示的是儲層露頭數(shù)據(jù)采集方案示例的示意圖，包括儲層露頭剖面10，地面激光雷達掃描站11和高反光片12，每個掃描站11距離目標儲層露頭可以設置為10米到100米，本實施例中選50米，相鄰兩個掃描站11之間的距離可以設置為50米，每個掃描站11掃描視角可以為正對著目標儲層露頭左右45°之間，本實施例中掃描視角為正對著目標儲層露頭左右45°，地面激光雷達掃描點間距可以為5mm至1cm，本實施例中掃描點間距為1cm，每個掃描站11掃描區(qū)域包含多個高反光片12控制點,本實施例中每個掃描站11掃描區(qū)域包含6個高反光片12控制點，相鄰兩個掃描站11之間有3個公共控制點。
[0069]上述控制點可以是高反光片12，但本領域技術人員應該清楚在實際中還可以是其他具有標識作用的物體，例如特征明顯的巖石，本申請實施例并不以此為限。
[0070]S202:獲取上述所有地面激光雷達掃描站11采集儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)，所有地面激光雷達掃描站11中相鄰的兩個站之間掃描的點云數(shù)據(jù)有重疊，點云數(shù)據(jù)重疊部分包含控制點。
[0071]在實際中，地面激光雷達掃描站11采集儲層露頭表層的點云數(shù)據(jù)后需要進行計算拼接處理，為了彌補不同方向上點云數(shù)據(jù)的遮擋漏洞，所以必須保證相鄰兩個掃描站11之間掃描的點云數(shù)據(jù)有30 %至50 %重疊，本實施例中為50 %重疊比例，當?shù)孛婕す饫走_進行掃描時，高反光片12所在位置采集的的光強度會較強，因而可以作為控制相鄰的兩個掃描站11掃描的點云數(shù)據(jù)重疊部分占每個掃描站11掃描的全部點云數(shù)據(jù)的比例的控制點，本實施例中相鄰掃描站11有3個公共控制點，如圖2所示。
[0072]S203:在所有地面激光雷達掃描站11采集儲層露頭表層的多個影像，所有影像中相鄰兩個影像有重疊；
[0073]在實際中，獲取影像的精度決定儲層露頭模型的顯示精度，因此本實施例采用1000萬像素的高精度相機。在掃描站11點處正對儲層露頭目標進行影像采集，獲取儲層露頭的高精度紋理影像，相鄰影像之間保持15%以上的重疊，可以有效減少點云數(shù)據(jù)與影像之間貼圖時的視角差，相鄰影像之間的重疊比例可以通過高反光片12控制。
[0074]S204:對相鄰兩個地面激光雷達掃描的重疊部分點云數(shù)據(jù)進行計算拼接處理，得到所有地面激光雷達掃描的點云數(shù)據(jù)拼接處理后的整體點云數(shù)據(jù)；
[0075]在實際中，相鄰兩個地面激光雷達掃描站11獲取的點云數(shù)據(jù)中根據(jù)點云數(shù)據(jù)相對坐標位置信息設定包括高反光片12控制點、以及其它點云數(shù)據(jù)在內(nèi)的5對同名點，利用自由形態(tài)曲面配準ICP算法，以其中一個掃描站11的點云數(shù)據(jù)為基準，另一個掃描站11的點云數(shù)據(jù)進行位置變換，即計算兩個掃描站11的點云數(shù)據(jù)相對旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，并不斷迭代計算使得兩組點云數(shù)據(jù)之間的距離差達到最小值lcm，完成相鄰兩站點云數(shù)據(jù)的拼接。
[0076]S205:利用差分GPS采集儲層露頭表層控制點的地理坐標信息，將儲層露頭表層控制點的地理坐標信息標注到上述S204中整體點云數(shù)據(jù)中相應的控制點，并計算所有點云數(shù)據(jù)與控制點之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，得到都具有地理坐標信息的整體點云數(shù)據(jù)。
[0077]S206:利用最佳趨勢面對上述具有地理坐標信息的整體點云數(shù)據(jù)構(gòu)建具有地理坐標信息的三角網(wǎng)模型，該最佳趨勢面是將整體點云數(shù)據(jù)向各個方向進行投影后投影面積最大的方向的平面；
[0078]在實際中，在完成地面激光激光雷達掃描的點云數(shù)據(jù)處理的基礎上，將具有地理坐標信息的所有點云數(shù)據(jù)向各個方向進行投影，設定投影面積最大的方向的平面作為最佳趨勢面，將所有點云數(shù)據(jù)投影到此最佳趨勢面上并記錄高程值，再在該最佳趨勢面上建立Delaunay三角網(wǎng)，再把平面三角網(wǎng)通過高程值還原到三維空間中，建立儲層露頭表層的三角網(wǎng)模型。
[0079]S207:利用上述S203中的影像給上述S206中具有地理坐標信息的三角網(wǎng)模型進行貼圖，在上述影像和上述三角網(wǎng)模型上設置8個匹配點，根據(jù)8個匹配點計算配準參數(shù)得到貼圖儲層露頭表層模型。
[0080]在實際中，在上述影像和上述三角網(wǎng)模型上設置的8個匹配點可以上均勻分布的，貼圖軟件根據(jù)這8個匹配點計算配準參數(shù)得到形象逼真的貼圖儲層露頭表層模型。
[0081]S208:對具有地理坐標信息的貼圖儲層露頭表層模型進行巖性界線、地層界線、砂體寬度和厚度、砂體寬厚比信息的儲層露頭表層的定量表征。
[0082]在實際中，利用編輯、量測等功能可以實現(xiàn)儲層定量表征，得到的儲層露頭表層模型具有地理坐標信息，高精度紋理信息，以及儲層露頭的定量表征信息，可直接供地質(zhì)學家在室內(nèi)對儲層露頭進行解析研究。
[0083]由此可見，本申請?zhí)峁┑囊环N儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，利用地面激光雷達技術，結(jié)合GPS技術和影像獲取技術，采集野外儲層露頭表層信息，形成一套從數(shù)據(jù)采集、處理到建立具有地理坐標信息的貼圖儲層露頭表層模型的方法，再對儲層數(shù)字露頭表層模型進行儲層露頭表層的定量表征，可供地質(zhì)學家在室內(nèi)反復研究仿真儲層露頭，與現(xiàn)有技術相比有效改善儲層露頭研究環(huán)境，提高工作效率。
[0084]本申請實施例還相應提供一種儲層數(shù)字露頭表層模擬系統(tǒng)，如圖4所示，包括:預設單元401、數(shù)據(jù)獲取單元402、數(shù)據(jù)處理單元403、建模單元404、貼圖單元405,其中，所述預設單元401，用于預先設置多個地面激光雷達掃描站以及地面激光雷達掃描站位置和掃描點間距，并在儲層露頭表層設置具有標識作用的控制點；數(shù)據(jù)獲取單元402，用于獲取儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)，用于獲取儲層露頭表層影像；數(shù)據(jù)處理單元403，用于將數(shù)據(jù)獲取單元402得到的儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)進行計算拼接處理，得到儲層露頭表層整體點云數(shù)據(jù)；建模單元404，用于利用最佳趨勢面對數(shù)據(jù)處理單元403得到的整體點云數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)構(gòu)建儲層露頭表層的三角網(wǎng)模型；貼圖單元405，用于利用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)獲取單元402得到的影像對建模單元得到的三角網(wǎng)模型進行貼圖，得到儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型。
[0085]由此可見，本申請實施例提供的儲層數(shù)字露頭表層模擬系統(tǒng)在預設好地面激光雷達掃描站數(shù)量以及地面激光雷達掃描站位置和掃描點間距，并在儲層露頭表層設置具有標識作用的控制點后，獲取儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)以及影像，進一步對點云數(shù)據(jù)進行處理得到整體點云數(shù)據(jù)，再用整體點云數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng)模型，并在三角網(wǎng)模型上用影像進行貼圖處理，得到儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型，形成一套從數(shù)據(jù)獲取、處理到建立儲層數(shù)字露頭表層模型的方法，為對儲層露頭表層的進一步研究提供了基礎，便于更形象對儲層數(shù)字露頭表層模型進行儲層露頭表層的定量表征，與現(xiàn)有技術相比大大提高了儲層數(shù)字露頭表層模型的精確度。
[0086]在另一個可調(diào)換的實施例中，儲層數(shù)字露頭表層模擬系統(tǒng)還包括:地理坐標獲取單元和定量表征單元，該地理坐標獲取單元，用于獲取儲層露頭表層點云數(shù)據(jù)的地理坐標信息，并將地理坐標信息標注到數(shù)據(jù)處理單元的整體點云數(shù)據(jù)，其中，建模單元得到的所述儲層露頭表層的三角網(wǎng)模型是標有地理坐標信息的儲層露頭表層的三角網(wǎng)模型，貼圖單元得到的所述儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型是標有地理坐標信息的儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型；定量表征單元用于對貼圖單元得到標有地理坐標信息的儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型進行巖性界線、地層界線、砂體寬度和厚度、砂體寬厚比的定量表征。
[0087]由此可見，本申請實施例提供的儲層數(shù)字露頭表層模擬系統(tǒng)在預設好地面激光雷達掃描站數(shù)量以及地面激光雷達掃描站位置和掃描點間距，并在儲層露頭表層設置具有標識作用的控制點后，獲取儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)、影像以及地理坐標信息，進一步對點云數(shù)據(jù)進行處理得到整體點云數(shù)據(jù)并進行地理坐標的標注，再用標有地理坐標信息的整體點云數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng)模型，并在三角網(wǎng)模型上用影像進行貼圖處理，得到儲層露頭表層標有地理坐標信息的貼圖三角網(wǎng)模型，形成一套從數(shù)據(jù)采集、處理到建立儲層數(shù)字露頭表層模型的方法，再對儲層數(shù)字露頭表層模型進行儲層露頭表層的定量表征，可供地質(zhì)學家在室內(nèi)反復研究仿真儲層露頭，與現(xiàn)有技術相比有效改善儲層露頭研究環(huán)境，提高工作效率。
[0088]本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。
[0089]雖然通過實施例描繪了本申請，本領域普通技術人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。
【權利要求】
1.一種儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，其特征在于，預先設置多個地面激光雷達掃描站以及地面激光雷達掃描站位置和掃描點間距，并在儲層露頭表層設置具有標識作用的控制點，該方法包括以下步驟: S1:獲取多個地面激光雷達掃描站采集的儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)，所述多個地面激光雷達掃描站中相鄰的兩個站之間掃描的點云數(shù)據(jù)有重疊，所述點云數(shù)據(jù)重疊部分包含控制點； S2:在所有地面激光雷達掃描站采集儲層露頭表層的多個影像，所述多個影像中相鄰兩個影像有重疊； 53:對相鄰兩個地面激光雷達掃描的重疊部分點云數(shù)據(jù)進行計算拼接處理，得到所有地面激光雷達掃描的點云數(shù)據(jù)拼接處理后的整體點云數(shù)據(jù)； 54:利用最佳趨勢面對所述整體點云數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng)模型，所述最佳趨勢面是將整體點云數(shù)據(jù)向各個方向進行投影后投影面積最大的方向的平面； 55:利用S2中所述的多個影像給S4中所述的三角網(wǎng)模型進行貼圖，在所述影像和所述三角網(wǎng)模型上設置多個匹配點，根據(jù)所述匹配點計算配準參數(shù)得到貼圖儲層露頭表層模型。
2.根據(jù)權利要求1所述的儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，其特征在于，所述地面激光雷達掃描站位置設置為: 每個地面激光雷達掃描站距離目標儲層露頭10米至100米； 相鄰兩個地面激光雷達掃描站之間相距為50米； 每個地面激光雷達掃描站掃描視角為正對著目標儲層露頭左右45°之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，其特征在于，所述地面激光雷達掃描點間距為5mm至1cm。
4.根據(jù)權利要求1所述的儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，其特征在于，所述相鄰的兩個地面激光雷達掃描的點云數(shù)據(jù)重疊部分占每個掃描站掃描的全部點云數(shù)據(jù)的30%至50%。
5.根據(jù)權利要求1所述的儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，其特征在于，所述的控制點用高反光片作為控制點。
6.根據(jù)權利要求1所述的儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，其特征在于，所述對相鄰兩個地面激光雷達掃描站間的點云數(shù)據(jù)進行計算拼接處理包括: 相鄰兩個地面激光雷達掃描站獲取的點云數(shù)據(jù)中根據(jù)點云數(shù)據(jù)相對坐標位置信息設定多對同名點，利用自由形態(tài)曲面配準ICP算法，以其中一個掃描站為基準，計算兩個掃描站坐標系的中心點和旋轉(zhuǎn)矩陣，旋轉(zhuǎn)和移動另一掃描站點云數(shù)據(jù)，完成相鄰兩站點云數(shù)據(jù)的拼接。
7.根據(jù)權利要求1所述的儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，其特征在于，所述利用最佳趨勢面構(gòu)建三角網(wǎng)模型的方法對所述拼接處理后的整體點云數(shù)據(jù)進行建模包括: 將所述整體點云數(shù)據(jù)投影到所述最佳趨勢面上，在該最佳趨勢面上建立Delaunay三角網(wǎng)，再把平面三角網(wǎng)通過高程值還原到三維空間中，獲得整個儲層露頭的表層三角網(wǎng)模型。
8.根據(jù)權利要求1所述的儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，其特征在于，該方法還包括: 利用差分GPS采集儲層露頭表層的所述控制點的地理坐標信息，將所述儲層露頭表層控制點的地理坐標信息標注到所述S3中整體點云數(shù)據(jù)中相應的控制點，并計算所有點云數(shù)據(jù)與控制點之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，得到都具有地理坐標信息的整體點云數(shù)據(jù)；所述S4中的構(gòu)建三角網(wǎng)模型為標有地理坐標信息的三角網(wǎng)模型； 所述S5中貼圖儲層露頭表層模型為標有地理坐標信息的貼圖儲層露頭表層模型。
9.根據(jù)權利要求8所述的儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，其特征在于，該方法還包括: 對具有地理坐標信息的貼圖儲層露頭表層模型進行儲層露頭表層的定量表征。
10.根據(jù)權利要求9所述的儲層數(shù)字露頭表層模擬的方法，其特征在于，所述定量表征包括將巖性界線、地層界線、砂體寬度和厚度、砂體寬厚比標注到具有地理坐標信息的貼圖儲層露頭表層模型。
11.一種儲層數(shù)字露頭表層模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 預設單元，用于預先設置多個地面激光雷達掃描站以及地面激光雷達掃描站位置和掃描點間距，并在儲層露頭表層設置具有標識作用的控制點； 數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)，用于獲取儲層露頭表層影像； 數(shù)據(jù)處理單元，用于將數(shù)據(jù)獲取單元得到的儲層露頭表層的三維點云數(shù)據(jù)進行計算拼接處理，得到儲層露頭表層整體點云數(shù)據(jù)； 建模單元，用于利用最佳趨勢面對數(shù)據(jù)處理單元得到的整體點云數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)構(gòu)建儲層露頭表層的三角網(wǎng)模型； 貼圖單元，用于利用數(shù)據(jù)獲取單元得到的影像對建模單元得到的三角網(wǎng)模型進行貼圖，得到儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型。
12.根據(jù)權利要求11所述的儲層數(shù)字露頭表層模擬系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括: 地理坐標獲取單元，用于獲取儲層露頭表層點云數(shù)據(jù)的地理坐標信息，并將地理坐標信息標注到數(shù)據(jù)處理單元的整體點云數(shù)據(jù)； 所述建模單元得到的所述儲層露頭表層的三角網(wǎng)模型是標有地理坐標信息的儲層露頭表層的三角網(wǎng)模型； 所述貼圖單元得到的所述儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型是標有地理坐標信息的儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型。
13.根據(jù)權利要求12所述的儲層數(shù)字露頭表層模擬系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括: 定量表征單元，用于對貼圖單元得到標有地理坐標信息的儲層露頭表層的貼圖三角網(wǎng)模型進行巖性界線、地層界線、砂體寬度和厚度、砂體寬厚比的定量表征。
【文檔編號】G06T17/05GK104331927SQ201410545020
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權日:2014年10月15日
【發(fā)明者】曾齊紅, 謝興, 葉勇, 劉松, 馬志國, 張友焱, 胡艷, 張強, 于世勇, 申晉利, 邢學文 申請人:中國石油天然氣股份有限公司