本發(fā)明涉及地質(zhì)建模
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種地質(zhì)剖面圖的生成方法。
背景技術(shù)：
：地質(zhì)切剖面是地質(zhì)圖的重要組成部分，地質(zhì)人員常常需要在任意地點(diǎn)、任意方向上切制一定比例的剖面圖，用以了解地質(zhì)體在垂向剖面上的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其相互關(guān)系的圖件。隨著社會的不斷進(jìn)步，人們對地質(zhì)現(xiàn)象的理解日益深入，因此對地質(zhì)圖和地質(zhì)剖面圖的要求也越來越高，由于二維地質(zhì)圖“缺乏真實性”以及三維地質(zhì)模型“不透明性”，所以設(shè)計既適用于二維地質(zhì)圖又適合三維地質(zhì)模型剖面圖的生成方法是必要的。目前，生成地質(zhì)剖面圖主要有兩種方法，第一種是手工編繪剖面圖，但手工編繪剖面圖困難，不可能快速地制作出任意方向和任意內(nèi)容的剖面圖，只能制作一些約定的，通過該種方法繪制地質(zhì)剖面圖具有代表性方向和確定性內(nèi)容。第二種是利用計算機(jī)輔助繪制剖面圖，但此方法具有以下缺點(diǎn)：①.效率低。一幅正規(guī)的地質(zhì)圖都附有2-3條切過全區(qū)的地質(zhì)切剖面，幫助了解和分析全區(qū)地質(zhì)概況，如用CAD或者GIS繪圖軟件來完成，耗時巨大。②.圖件結(jié)果因人而異。由于繪制剖面時，已知深部信息較少，需要由地質(zhì)人員依據(jù)地質(zhì)知識進(jìn)行合理的推斷，因此，不同地質(zhì)工作人員繪制的地質(zhì)圖會有顯著差異。③.圖件不易修改。隨著地質(zhì)資料收集方式與技術(shù)手段的不斷更新，地質(zhì)剖面圖繪制成型之后，仍然需要不斷更新，而地質(zhì)人員應(yīng)用CAD軟件或者GIS平臺繪制剖面圖，其動態(tài)可更新性差，修改剖面時需面臨著大量的重復(fù)性工作。針對上述傳統(tǒng)的地質(zhì)剖面圖的生成方法中存在的不足，如何設(shè)計一種地質(zhì)剖面圖的生成方法，該方法既適用于生成二維地質(zhì)剖面圖又適用于生成三維地質(zhì)模型剖面圖且生成速度、精度高、動態(tài)可更新性好，是目前急需解決的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種地質(zhì)剖面圖的生成方法，該方法既適用于生成二維地質(zhì)剖面圖又適用于生成三維地質(zhì)模型剖面圖，以提高剖面圖的生成速度、生成精度和動態(tài)可更新性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種地質(zhì)剖面圖的生成方法，其特征在于，包括以下步驟：基于地質(zhì)知識建立協(xié)同克立格方程組矩陣；根據(jù)所述協(xié)同克立格方程組矩陣建立二維地質(zhì)剖面圖；根據(jù)所述協(xié)同克立格方程組矩陣建立三維地質(zhì)模型剖面圖?？蛇x的，所述基于地質(zhì)知識建立協(xié)同克立格方程組矩陣具體步驟為：設(shè)有N個變量構(gòu)成協(xié)同區(qū)域化變量集合{Zk(x),k＝1,2,…N}；假設(shè)一階矩和二階矩存在且平穩(wěn)：其中：E(Zk(x))為表示區(qū)域化變量Zk(x)的數(shù)學(xué)期望；mk為為常數(shù)；設(shè)k0為k＝0,1,2…N中某一數(shù)值，計算中心點(diǎn)在x0處的承載上估計變量的平均值表示變量x0的變化域；滿足二階平穩(wěn)的協(xié)同區(qū)域化變量必須每一個區(qū)域化變量Zk(x)的期望存在且平穩(wěn)，交叉協(xié)方差函數(shù)為：Ckk′(h)＝E[Zk′(x+h)·Zk(x)](3)；根據(jù)權(quán)重系數(shù)和交叉協(xié)方差函數(shù)Ckk′(h)確定協(xié)同克立格方程組，具體公式如下：其中，βk′為樣本標(biāo)號；nk′為樣品個數(shù)；為權(quán)系數(shù)；為點(diǎn)承載；μk為拉格朗日參數(shù)；為協(xié)方差；為變量的變化域；對公式(4)進(jìn)行線性變換，得到協(xié)同克立格方程組矩陣為：kλ＝M(5)；其中：其中，λ矩陣權(quán)系數(shù)向量；M矩陣為樣本數(shù)據(jù)和待觀察點(diǎn)的協(xié)方差矩陣；K矩陣為樣本數(shù)據(jù)間的協(xié)方差矩陣。可選的，所述根據(jù)所述協(xié)同克立格方程組矩陣建立二維地質(zhì)剖面圖的具體步驟為：基于地質(zhì)數(shù)據(jù)建立地質(zhì)屬性數(shù)據(jù)庫；定義地質(zhì)對象之間的時空關(guān)系；根據(jù)所述地質(zhì)屬性數(shù)據(jù)庫和所述時空關(guān)系采用協(xié)同克立格方程組矩陣構(gòu)建第一勢場；根據(jù)二維地質(zhì)剖面圖的位置和所述第一勢場構(gòu)建第一地質(zhì)邊界線；根據(jù)所述第一地質(zhì)邊界線的地質(zhì)屬性確定二維地質(zhì)剖面圖。可選的，所述地質(zhì)數(shù)據(jù)包括：產(chǎn)狀、地層邊界、構(gòu)造、驗證鉆孔、實測剖面和露頭?？蛇x的，所述第一勢場中任意兩點(diǎn)應(yīng)滿足以下公式：其中，T*(p)表示任意點(diǎn)的勢值；T*(p0)表示已知點(diǎn)的勢值；M表示測量點(diǎn)的個數(shù)；N表示測量產(chǎn)狀的個數(shù)；μα表示測量點(diǎn)的權(quán)值；vβ表示產(chǎn)狀點(diǎn)的權(quán)值；T(pα)表示序號為α的一個勢值；T(p′α)表示序號為α的另一個勢值?？蛇x的，所述根據(jù)所述協(xié)同克立格方程組矩陣建立三維地質(zhì)模型剖面圖的具體步驟為：采用網(wǎng)格索引與包圍盒碰撞檢測算法優(yōu)化歐式距離；根據(jù)優(yōu)化后的所述歐式距離，采用協(xié)同克立格方程組矩陣構(gòu)建第二勢場；根據(jù)所述第二勢場和三維地質(zhì)模型剖面的位置構(gòu)建第二地質(zhì)邊界線；根據(jù)所述第二地質(zhì)邊界線的地質(zhì)屬性確定三維地質(zhì)模型剖面圖。可選的，所述根據(jù)所述第二勢場和三維地質(zhì)剖面的位置構(gòu)建第二地質(zhì)邊界線具體包括：針對實體模型時，根據(jù)所述第二勢場和三維地質(zhì)剖面的位置直接追蹤獲得第二地質(zhì)邊界線；針對表面體模型時，先建三角網(wǎng)格，然后在所述三角網(wǎng)格上根據(jù)所述第二勢場和三維地質(zhì)剖面的位置追蹤獲得第二地質(zhì)邊界線。可選的，所述實體模型包括：四面體模型或者六面體模型。可選的，所述歐式距離的公式為：其中，(x0,y0,z0)為空間坐標(biāo)一點(diǎn)，A、B、C、D為系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明首先基于地質(zhì)知識建立協(xié)同克立格方程組矩陣，然后根據(jù)協(xié)同克立格方程組矩陣分別建立了二維地質(zhì)剖面圖和三維地質(zhì)模型剖面圖，克服了傳統(tǒng)采用計算機(jī)輔助繪制地質(zhì)剖面圖的生成速度慢、精度低以及動態(tài)可更新性差等特點(diǎn)。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例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發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)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。圖1為本發(fā)明實施例地質(zhì)剖面圖的生成方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例時空關(guān)系圖；圖3為本發(fā)明實施例構(gòu)建第一地質(zhì)邊界線示意圖；圖4為本發(fā)明實施例構(gòu)建第二地質(zhì)邊界線示意圖；圖5為本發(fā)明實施例二維地質(zhì)剖面圖；圖6為本發(fā)明實施例四面體模型剖面圖；圖7為本發(fā)明實施例六面體模型剖面圖；圖8為本發(fā)明實施例表面體模型剖面圖。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明的目的是提供一種地質(zhì)剖面圖的生成方法。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1為本發(fā)明實施例地質(zhì)剖面圖的生成方法的流程圖，詳見圖1。本發(fā)明的地質(zhì)剖面圖的生成方法包括以下步驟：步驟1：基于地質(zhì)知識建立協(xié)同克立格方程組矩陣。步驟2：根據(jù)協(xié)同克立格方程組矩陣建立二維地質(zhì)剖面圖。步驟3：根據(jù)協(xié)同克立格方程組矩陣建立三維地質(zhì)模型剖面圖。下面對各個步驟進(jìn)行詳細(xì)的介紹：步驟1：基于地質(zhì)知識建立協(xié)同克立格方程組矩陣。設(shè)有N個變量構(gòu)成協(xié)同區(qū)域化變量集合{Zk(x),k＝1,2,…N}；假設(shè)一階矩和二階矩存在且平穩(wěn)：其中：E(Zk(x))為表示區(qū)域化變量Zk(x)的數(shù)學(xué)期望；mk為為常數(shù)。設(shè)k0為k＝0,1,2…N中某一數(shù)值，計算中心點(diǎn)在x0處的承載上估計變量的平均值其中，表示變量x0的變化域。樣品有效數(shù)據(jù)集是而是確定在承載上的平均值：其中，為為權(quán)系數(shù)；為樣品有效數(shù)據(jù)集。確定待估樣本點(diǎn)的無偏最優(yōu)估計值，必須滿足兩個最小方差無偏估計要求：第一，無偏條件，即第二，估計方差最小性，即其中為方差；滿足二階平穩(wěn)的協(xié)同區(qū)域化變量必須每一個區(qū)域化變量Zk(x)的期望存在且平穩(wěn)，互協(xié)方差函數(shù)也存在且平穩(wěn)，所以交叉變異函數(shù)為：其中：h為滯后矩；Zk′(x+h)為區(qū)域化變量Zk′(x)在x+h處的樣品值。交叉協(xié)方差函數(shù)為：Ckk′(h)＝E[Zk′(x+h)·Zk(x)](5)。根據(jù)權(quán)重系數(shù)和交叉協(xié)方差函數(shù)Ckk′(h)確定協(xié)同克立格方程組，具體公式如下：其中，βk′為樣本標(biāo)號；nk′為樣品個數(shù)；為權(quán)系數(shù)；為點(diǎn)承載；μk為拉格朗日參數(shù)；為協(xié)方差；為變量的變化域。對公式(6)進(jìn)行線性變換，得到協(xié)同克立格方程組矩陣為：kλ＝M(7)；其中：其中，λ矩陣權(quán)系數(shù)向量；M矩陣為樣本數(shù)據(jù)和待觀察點(diǎn)的協(xié)方差矩陣；K矩陣為樣本數(shù)據(jù)間的協(xié)方差矩陣。步驟2：根據(jù)協(xié)同克立格方程組矩陣建立二維地質(zhì)剖面圖。步驟21：基于地質(zhì)數(shù)據(jù)建立地質(zhì)屬性數(shù)據(jù)庫；所述地質(zhì)數(shù)據(jù)包括：產(chǎn)狀、地層邊界、構(gòu)造、驗證鉆孔、實測剖面和露頭；所述地質(zhì)屬性庫詳見表1。表1.地質(zhì)屬性庫步驟22：定義地質(zhì)對象之間的時空關(guān)系；所述時空關(guān)系詳見圖2。步驟23：根據(jù)所述地質(zhì)屬性數(shù)據(jù)庫和所述時空關(guān)系采用協(xié)同克立格方程組矩陣構(gòu)建第一勢場；所述第一勢場中任意兩點(diǎn)應(yīng)滿足以下公式：其中，T*(p)表示任意點(diǎn)的勢值；T*(p0)表示已知點(diǎn)的勢值；M表示測量點(diǎn)的個數(shù)；N表示測量產(chǎn)狀的個數(shù)；μα表示測量點(diǎn)的權(quán)值；vβ表示產(chǎn)狀點(diǎn)的權(quán)值；T(pα)表示序號為α的一個勢值；T(p′α)表示序號為α的另一個勢值。步驟24：確定二維地質(zhì)剖面圖的位置。所述二維地質(zhì)剖面圖的位置是根據(jù)需求任意確定的。步驟25：根據(jù)所述二維地質(zhì)剖面圖的位置和所述第一勢場構(gòu)建第一地質(zhì)邊界線；詳見圖3。步驟26：根據(jù)所述第一地質(zhì)邊界線的地質(zhì)屬性確定二維地質(zhì)剖面圖。步驟3：根據(jù)協(xié)同克立格方程組矩陣建立三維地質(zhì)模型剖面圖。步驟31：采用網(wǎng)格索引與包圍盒碰撞檢測算法優(yōu)化歐式距離；所述歐式距離的公式為：其中，(x0,y0,z0)為空間坐標(biāo)一點(diǎn)，A、B、C、D為系數(shù)。步驟32：根據(jù)優(yōu)化后的所述歐式距離，采用協(xié)同克立格方程組矩陣構(gòu)建第二勢場。步驟33：確定三維地質(zhì)模型剖面的位置。所述三維地質(zhì)模型剖面的位置是根據(jù)需求任意確定的。步驟34：根據(jù)所述第二勢場和三維地質(zhì)模型剖面的位置構(gòu)建第二地質(zhì)邊界線。針對表面體模型時，先建三角網(wǎng)格，然后在所述三角網(wǎng)格上根據(jù)所述第二勢場和所述三維地質(zhì)剖面的位置追蹤獲得第二地質(zhì)邊界線；詳見圖4中(a)部分、(b)部分。針對實體模型時，根據(jù)所述第二勢場和所述三維地質(zhì)剖面的位置直接追蹤獲得第二地質(zhì)邊界線；所述實體模型包括：四面體模型或者六面體模型；詳見圖4中的(c)部分、(d)部分。步驟35：根據(jù)所述第二地質(zhì)邊界線的地質(zhì)屬性確定三維地質(zhì)模型剖面圖。具體舉例：本發(fā)明采用上述步驟分別手機(jī)兩大類4中不同類型的數(shù)據(jù)，詳見表2.表2.數(shù)據(jù)類型簡介數(shù)據(jù)類型比例尺數(shù)據(jù)描述地質(zhì)圖1:50,000產(chǎn)狀、地層、以及斷層地形圖1:50,000等高線六面體——立方體儲量估算三維模型四面體——四面體地層模型表面模型提——鉛鋅礦床三維模型.根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)，采用協(xié)同克立格方程組矩陣建立二維地質(zhì)剖面圖和三維地質(zhì)模型剖面圖，詳見圖5、圖6、圖7、圖8，其中圖5為本發(fā)明實施例二維地質(zhì)剖面圖；圖6為本發(fā)明實施例四面體模型剖面圖；圖7為本發(fā)明實施例六面體模型剖面圖；圖8為本發(fā)明實施例表面體模型剖面圖。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。當(dāng)前第1頁1 2 3