[發(fā)明專利]一種大地電磁三維地質(zhì)結(jié)構模型的建模方法

有效

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• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN102819865A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 鄧飛;王緒本;簡興祥;曹禮剛;李軍
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 成都科奧專利事務所(普通合伙) 51101
• 代理人: 王蔚

技術領域

本發(fā)明涉及大地電磁勘探和三維地質(zhì)建模領域，具體是涉及一種適用于大地電磁正反演的復雜三維地質(zhì)結(jié)構模型的建模方法。

背景技術

三維地質(zhì)模型是大地電磁正反演的基礎，一個有效的三維地質(zhì)模型應當能夠描述和表達地質(zhì)對象的幾何特征、屬性特征和拓撲關系。隨著勘探研究的不斷深入，大地電磁正反演迫切需要建立真實的能夠反應地下復雜結(jié)構的三維地質(zhì)模型，然而真實的地質(zhì)結(jié)構復雜多樣，三維地質(zhì)模型更為復雜。

傳統(tǒng)的層狀結(jié)構建模方法通過對已知層面的離散點進行曲面插值，僅僅能夠創(chuàng)建層狀地質(zhì)模型，無法有效模擬斷層、透鏡體、侵入體等復雜地質(zhì)結(jié)構，因而有很大的局限性。基于剖面重構的建模方法需要用戶預先解釋并建立二維剖面，根據(jù)剖面二維結(jié)構自動推導三維結(jié)構，重構三維模型，在剖面方向上可以建立任意復雜的地質(zhì)結(jié)構模型，然而在垂直于剖面的重構方向上由于推導算法有一定局限性僅能夠推導幾種簡單的拓撲關系，因而不能建立任意復雜的三維模型。

發(fā)明內(nèi)容

為了建立任意復雜的三維模型，應該以塊狀模型為基礎，在三維地質(zhì)建模中塊狀模型是一種有效的三維地質(zhì)模型，它能夠準確描述和表達地質(zhì)對象的幾何特征、拓撲結(jié)構和屬性參數(shù)，三維塊狀地質(zhì)體是一個由三角網(wǎng)面定義的封閉體，封閉體內(nèi)的介質(zhì)具有相同或近似的地質(zhì)屬性。

本發(fā)明的目的在于提供一種大地電磁三維地質(zhì)結(jié)構模型的建模方法，該方法通過建立任意復雜的三維塊狀模型，以及將塊狀模型轉(zhuǎn)化為適合于大地電磁正反演的離散網(wǎng)格模型，可解決大地電磁復雜塊狀地質(zhì)模型的生成和離散化問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的建模方法包括如下步驟：

（1）從原始資料(來自于鉆井、剖面解釋、層位解釋等)獲取原始層位和斷層的離散控制點P(x,?y,?z)的數(shù)據(jù)，使用Delaunay三角形剖分算法先將同一層位或斷層上的三個相鄰控制點構成三角形T(p1,?p2,?p3)，再將一個或多個相連的三角形構成層位或斷層三角網(wǎng)S(T₁,?T₂…T_n)，如果離散控制點較少，則采用曲面插值方法（如距離反比、徑向基函數(shù)、克里金等）對原始離散點插值，具體是建立曲面方程，利用曲面方程在已得到的三角網(wǎng)中插入合適數(shù)量的插值控制點，以對三角網(wǎng)進行細化，為了便于之后的求交計算，所建立的初始三角網(wǎng)應適當?shù)叵蛲馔卣挂恍?/p>

（2）按照兩兩求交裁剪的原則對三角網(wǎng)模型進行求交裁剪，裁剪時先確定裁剪面和被裁剪面，求出它們對應三角網(wǎng)中所有相交三角形對的交線段，將交線段首尾相連拼接成完整的交線，然后根據(jù)交線對三角網(wǎng)重新進行剖分，構造在交線處相交的兩個三角網(wǎng)具有相同拓撲結(jié)構的三角網(wǎng)模型；

（3）建立模型外邊界三角網(wǎng)，所述模型外邊界三角網(wǎng)是指前、后、左、右、上、下六個外邊界面三角網(wǎng)，其中上、下兩個外邊界面三角網(wǎng)分別由地表和底層層面三角網(wǎng)確定，前、后、左、右四個外邊界面三角網(wǎng)由各自提取出的邊界線加入邊界面的外邊框線構成，其中前邊界面從所有層面、斷層面三角網(wǎng)上提取Y坐標為模型Y坐標最大值的邊界線，后邊界面提取Y坐標為模型Y坐標最小值的邊界線，左邊界面提取X坐標為模型X坐標最小值的邊界線，右邊界面提取X坐標為模型X坐標最大值的邊界線；

(4)?進行三維塊體追蹤，建立三維封閉塊體,?所述三維塊體追蹤是逐三角形進行的，以某一三角形開始不斷搜尋鄰接的塊體三角形直至構成一個完整的封閉塊體，所述三維封閉塊體是由層面、斷層面和外邊界面三角網(wǎng)片構成的封閉塊體，塊體內(nèi)部介質(zhì)具有相同或近似的地質(zhì)屬性；

（5）使用掃描線方法將塊體模型轉(zhuǎn)化為離散網(wǎng)格模型。

上述步驟（2）中所述根據(jù)交線對三角網(wǎng)重新進行剖分是指：對于被切割三角網(wǎng)應去除切除部分的控制點，將剩余控制點加上交線控制點重新進行三角網(wǎng)剖分，以得到一張服從交線的三角網(wǎng)；對于切割三角網(wǎng)由于交線上存在原三角網(wǎng)上不存在的控制點，應找出這些控制點并將其加入到切割三角網(wǎng)中，重新進行剖分，并且進行限定,使三角網(wǎng)在交線處的拓撲一致。按照交線重新剖分的三角網(wǎng)在交線處具有相同的拓撲結(jié)構，在一個三角網(wǎng)上以交線段為邊界的三角形一定會找到它在相交三角網(wǎng)上以該交線段為臨邊的三角形，為了便于之后進行塊體追蹤，需要將三角形鄰接關系記錄到對應的三角形中。