[發(fā)明專利]一種基于空間聚類的地質(zhì)斷層識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710728498.7
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN108805154A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳應(yīng)顯;康曉敏;馬江平;叢麗
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

本發(fā)明提供一種基于空間聚類的地質(zhì)斷層識別的方法，涉及空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)領(lǐng)域。一種基于空間聚類進(jìn)行地質(zhì)斷層識別的方法，首先對勘測數(shù)據(jù)點進(jìn)行三角面剖分，計算三角面的坡度，然后通過三角面之間的坡度變化對這些三角面進(jìn)行空間聚類，坡度變化的大小反映地質(zhì)連續(xù)的破壞程度，根據(jù)這些勘測數(shù)據(jù)點的所在三角面的分類情況，完成對位于不同斷層面的勘測數(shù)據(jù)點劃分，從而實現(xiàn)對斷層自動識別。本發(fā)明提供的基于空間聚類進(jìn)行地質(zhì)斷層識別的方法突破了現(xiàn)有斷層識別方法存在的缺陷，能夠?qū)﹄[藏在大量的離散勘測數(shù)據(jù)中的斷層進(jìn)行高效的識別和解釋。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于空間聚類的地質(zhì)斷層識別方法。

背景技術(shù)

隨著我國數(shù)字化和信息化進(jìn)程的加快，產(chǎn)生了大量的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)，同時也出現(xiàn)了“數(shù)據(jù)越豐富，知識越貧乏”的局面，急需對地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)深入挖掘進(jìn)行研究。如何在浩瀚的空間數(shù)據(jù)和人們的知識渴求之間建立一個橋梁的確是一個巨大的挑戰(zhàn)，而以聚類、分類等人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的空間數(shù)據(jù)挖掘為迎接這個挑戰(zhàn)提供了新的支撐技術(shù)。

面對不斷積累的海量地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)，為了縮短解釋周期，克服斷層解釋中的主觀性，斷層的自動或者半自動識別技術(shù)逐漸引起了廣大學(xué)者和科研人員的關(guān)注。早期的斷層識別方法采用的數(shù)據(jù)驅(qū)動策略，通過局部連續(xù)性約束方法來識別斷層位置，自2000年以后，許多斷層自動或半自動識別方法陸續(xù)被提了出來，其中比較著名的方法有：2001年Randen等人提出的“人工螞蟻”方法來壓制不連續(xù)屬性體中的噪音；2003年Gibson等人提出使用相干體來衡量不連續(xù)性，進(jìn)而使用確定的斷層面模型通過最大可信度優(yōu)先(highestconfidence first,HCF)提取策略提取斷層面；2005年Dom和James使用融合了地質(zhì)先驗知識的信號處理技術(shù)實現(xiàn)斷層自動提取(AFE)；2006年Won-ki Jeong等基于GPU使用交互式操作進(jìn)行斷層識別。Benjamin J等在2008年提出基于水平集(Level Sets)的交互式斷層面計算方法。2010年，嚴(yán)哲博士研究了三維地震斷層自動識別與智能解釋。這些斷層識別的方法均集中在對地震波的斷層識別和解釋及遙感圖像的識別，均不適合應(yīng)用于大量離散的勘測數(shù)據(jù)。

發(fā)明方法

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種基于空間聚類的地質(zhì)斷層識別方法，實現(xiàn)礦山勘測及大地勘測離散空間數(shù)據(jù)點中自動識別地質(zhì)斷層。

一種基于空間聚類的地質(zhì)斷層識別方法，包括以下步驟：

步驟1：輸入勘測數(shù)據(jù)點集和勘測數(shù)據(jù)點的坡度變化閾值；

將存儲勘測數(shù)據(jù)點的外部文件讀入計算機(jī)內(nèi)存，輸入勘測數(shù)據(jù)點集S＝{P₁,P₂,…,P_i,…,P_n}和勘測數(shù)據(jù)點的坡度變化閾值α，其中，P_i為空間數(shù)據(jù)點，i∈[1,n]，n為空間數(shù)據(jù)點總數(shù)，P_i由空間三維坐標(biāo)(x_i,y_i,z_i)構(gòu)成，三維坐標(biāo)(x_i,y_i,z_i)所在的三維坐標(biāo)系的原點根據(jù)實際情況人為設(shè)定，三維坐標(biāo)系的X軸和Y軸表示勘測數(shù)據(jù)點的水平方向信息，Z軸表示勘測數(shù)據(jù)點的豎直方向信息；通過編程語言編寫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對勘測數(shù)據(jù)點集的存儲、組織和管理；

步驟2：按Delaunay準(zhǔn)則，從勘測數(shù)據(jù)點集S中選取三個數(shù)據(jù)點，生成第一個三角面，計算新生成的三角面的坡度，為三角面添加分類號，并將新生成的三角面加入到三角面集T中，三角面的分類號加入到分類號表C中；

步驟3：按Delaunay準(zhǔn)則生成新的三角面，對三角面集T進(jìn)行擴(kuò)展，具體方法為：

步驟3.1：以三角面集T中原有的一個三角面為基礎(chǔ)三角面，按Delaunay準(zhǔn)則，使用勘測數(shù)據(jù)點集S中其余的數(shù)據(jù)點生成新的三角面；