[發(fā)明專利]一種水平巖層構(gòu)造地貌的自動(dòng)識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611163602.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN106777117B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王凱亮;李安波;陳楹;姚蒙蒙;李夢(mèng)圓;王中元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F16/29
• 分類號(hào): G06F16/29;G06T17/05
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種水平巖層構(gòu)造地貌自動(dòng)化識(shí)別的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)將矢量地形地質(zhì)圖的巖層面要素轉(zhuǎn)換為巖層界線線要素；

該步驟具體包括：

(1-1)將矢量地形地質(zhì)圖數(shù)據(jù)讀入巖層面要素集合A＝{a_i1|i1＝1,2,...,n_a}，將等高線數(shù)據(jù)讀入等高線集合E＝{e_i2|i2＝1,2,...,n_e}，設(shè)置判定標(biāo)準(zhǔn)差的閾值Y1和Y2，長度閾值Len和判定整個(gè)巖層是否水平的閾值F；其中，a_i1為包含rockid屬性的巖層面要素，n_a為巖層面要素的個(gè)數(shù)，e_i2為等高線，n_e為等高線的條數(shù)，Y1≥Y2，F(xiàn)∈[0.75,1]；

(1-2)將巖層面要素集合離散化為線要素集合：讀取巖層邊界并預(yù)處理，從而將A轉(zhuǎn)換為巖層界線線要素集合L₁＝{l_i|i＝1,2,...,n_l}，l_i為巖層界線線要素，包含界線左巖層要素rockid1和界線右?guī)r層要素rockid2兩個(gè)屬性，n_l為巖層界線的條數(shù)；

(2)將巖層界線線要素轉(zhuǎn)換為離散的點(diǎn)，生成離散點(diǎn)集合；

該步驟具體為：依次讀取L₁中的每個(gè)巖層界線線要素l_i，將l_i中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)記錄到集合p_i＝{(x_ij,y_ij)|j＝1,2,..,len_i}，其中，(x_ij,y_ij)表示l_i的第j個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，len_i表示l_i所包含節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；最終生成所有巖層界線離散后的點(diǎn)集合P＝{p_i|i＝1,2,..,n_l}；

(3)基于等高線插值生成數(shù)字高程模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行離散點(diǎn)高程賦值并計(jì)算每條巖層界線所對(duì)應(yīng)點(diǎn)集合的高程屬性值；

該步驟具體包括：

(3-1)將矢量的等高線離散化為數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后采用IDW插值方法內(nèi)插生成數(shù)字高程模型DEM；

(3-2)點(diǎn)集合P中點(diǎn)的高程信息的獲取：根據(jù)DEM，逐一讀取點(diǎn)集合P中節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，將節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值換算成DEM的柵格行列號(hào)其中：

式中，為柵格數(shù)據(jù)的行列號(hào)；X,Y為點(diǎn)集合P中節(jié)點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)值；X₀,Y₀為柵格數(shù)據(jù)的起始坐標(biāo)，size表示柵格大小；

(3-3)根據(jù)獲取相應(yīng)的柵格值，并將柵格值作為相應(yīng)點(diǎn)的高程屬性值記錄，則將P轉(zhuǎn)換為具有高程屬性值的點(diǎn)集合Q＝{q_i|i＝1,2,..,n_l}，其中，q_i＝{(x_ij,y_ij,d_ij)|j＝1,2,..,len_i}，d_ij為q_i的第j個(gè)點(diǎn)的高程屬性值；

(4)基于二分法，根據(jù)高程屬性值迭代篩選出符合判別閾值的水平巖層界線；

該步驟具體包括：

(4-1)分別計(jì)算Q的子集q_i的高程屬性列的標(biāo)準(zhǔn)差S_i和q_i的長度length_i，其中，

式中，表示q_i平均高程屬性值；

(4-2)根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行如下判斷操作：

1)若S_i＞Y1，則q_i所代表的巖層界線不水平，跳至步驟(4-3)；

2)若S_i≤Y2，q_i轉(zhuǎn)換為空間線要素，和其所屬的巖層界線一并存儲(chǔ)到集合L₂，跳至步驟(4-3)；

3)若Y2＜S_i≤Y1，且length_i＜Len,跳至步驟(4-3)；

4)若Y2＜S_i≤Y1，且length_i≥Len，采用以下公式將集合q_i分為子集合q_i1和子集合q_i2，并返回執(zhí)行步驟(4-1)；

(4-3)將判別為水平巖層界線的相鄰子集合并；

(4-4)讀取Q的下一個(gè)子集，重復(fù)步驟(4-1)，直至i取盡1,2,..,n_l，處理完所有的子集，最后生成水平巖層界線集合L₂＝{lh_i3|i3＝1,2,...,n_lh}，lh_i3為水平巖層界線，n_lh為水平巖層界線的條數(shù)；

(5)根據(jù)水平巖層界線的屬性值，匹配上、下巖層界線，生成水平巖層面狀要素。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平巖層構(gòu)造地貌自動(dòng)化識(shí)別的方法，其特征在于：步驟(5)具體包括以下步驟：

(5-1)讀取巖層面要素集合A的一個(gè)元素a_i1，用rn_i1表示a_i1的rockid屬性：

1)遍歷L₂中所有水平巖層界線，將rockid1屬性等于rn_i1的水平巖層界線記錄到集合N1_i1中；

2)遍歷L₂中所有水平巖層界線，將rockid2屬性等于rn_i1的水平巖層界線記錄到集合N2_i1中；

3)根據(jù)公式計(jì)算得到f_i，其中，M表示N1_i1和N2_i1中所有水平巖層界線所包含的節(jié)點(diǎn)數(shù)，N表示巖層面a_i1所包含的節(jié)點(diǎn)數(shù)；

4)若N1_i1和N2_i1都不為空且f_i≥F，說明a_i1是水平巖層要素；否則，a_i1是非水平巖層要素；

(5-2)重復(fù)步驟(5-1)，直到處理完A中所有元素；

(5-3)將識(shí)別出的水平巖層面要素另存為新圖層，即為水平巖層構(gòu)造地貌。