[發(fā)明專利]曲面重構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化模型、插值方法及曲面重構(gòu)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711005862.3
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107590855B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳小二;宋三泰;范昆;鄒文;唐浩;龔宇飛;巫盛洪;譚榮彪;孫甫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 成都中璽知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51233
• 代理人: 譚昌馳;張敏

本發(fā)明提供了一種曲面重構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化模型、基于曲面重構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化模型的插值方法以及地質(zhì)曲面重構(gòu)方法。所述多目標(biāo)優(yōu)化模型為：所述插值方法包括以下步驟：建立曲面重構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化模型；將多目標(biāo)優(yōu)化模型表達(dá)式轉(zhuǎn)化為第一表達(dá)式；求解z′_i的表達(dá)式，得到含有未知數(shù)z_i的第二表達(dá)式；將第二表達(dá)式帶入第一表達(dá)式，得到第三表達(dá)式；對第三表達(dá)式中的所有z_i求偏導(dǎo)并令其等于0，得到插值結(jié)果z₁,z₂,...z_n,z_n+1的值。所述曲面重構(gòu)的方法包括采用所述的基于曲面重構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化模型的插值方法對網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值。本發(fā)明的方法受孤立點(diǎn)影響小，補(bǔ)充插值時(shí)對曲面趨勢的控制強(qiáng)，更能在盡量保證插值準(zhǔn)確性的同時(shí)增強(qiáng)插值結(jié)果的光滑程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種曲面重構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化模型、基于曲面重構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化模型的插值方法以及地質(zhì)曲面重構(gòu)方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，曲面重構(gòu)在油氣藏勘探、醫(yī)學(xué)研究、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到人們的重視，人們對復(fù)雜曲面重構(gòu)性能與效率有著日益增長的需求。復(fù)雜地質(zhì)曲面是空間曲面重構(gòu)研究的一個(gè)重點(diǎn)，地質(zhì)曲面的不規(guī)則性和數(shù)據(jù)點(diǎn)稀疏性是一般曲面重構(gòu)所不具備的，很難像一般曲面重構(gòu)一樣找到其對應(yīng)的曲面數(shù)學(xué)表達(dá)式，因此，在地質(zhì)曲面重構(gòu)的方法中一般采用插值方法或擬合方法。

地質(zhì)曲面重構(gòu)的根本任務(wù)就是根據(jù)地震解釋得到的空間離散種子數(shù)據(jù)點(diǎn)通過一系列手段建立連續(xù)的整體地質(zhì)曲面模型。曲面模型的建立需要根據(jù)原始種子點(diǎn)數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行。地質(zhì)曲面種子點(diǎn)插值的基礎(chǔ)是Delaunay三角剖分、網(wǎng)格構(gòu)建和種子點(diǎn)鄰接關(guān)系，在正確完成前面這些操作后就可以對網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值，地質(zhì)曲面插值的方法有很多，但它們或多或少都存在著各自的一些缺點(diǎn)。通過擬合的方法對地質(zhì)曲面進(jìn)行重構(gòu)同樣會出現(xiàn)數(shù)據(jù)屬性值變化，重構(gòu)結(jié)果不準(zhǔn)確等問題。目前常用的手段是基于平滑的地質(zhì)曲面重構(gòu)方法和基于誤差控制的地質(zhì)曲面重構(gòu)方法。

曲面擬合是最常用的基于平滑的地質(zhì)曲面重構(gòu)方法，曲面擬合通過一個(gè)曲面數(shù)學(xué)模型對離散種子數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行逼近，這樣的方法可以很好地體現(xiàn)曲面的整體趨勢，并獲取到光滑性十分優(yōu)秀的地質(zhì)曲面。在地質(zhì)曲面重構(gòu)領(lǐng)域，使用最為廣泛的擬合方法有參數(shù)曲面擬合、樣條函數(shù)曲面擬合和最小二乘擬合等方法，其中常用的參數(shù)曲面模型為Bezier曲面，樣條函數(shù)模型有B樣條(基樣條)和非均勻有理B樣條(NURBS)等。盡管曲面擬合方法的光滑性非常優(yōu)良，但是在擬合過程中原始種子點(diǎn)數(shù)據(jù)的高程值等屬性值發(fā)生了變化，使得擬合曲面無法精確重構(gòu)地質(zhì)曲面模型，即擬合曲面不經(jīng)過原始種子點(diǎn)數(shù)據(jù)。如何保證擬合曲面盡可能地滿足實(shí)際地質(zhì)曲面模型是本方法最大的一個(gè)難點(diǎn)。

基于誤差控制的地質(zhì)曲面重構(gòu)方法即曲面插值是復(fù)雜地質(zhì)曲面重構(gòu)中最為常用的方法。曲面插值的基本思想是通過原始種子點(diǎn)數(shù)據(jù)補(bǔ)插連續(xù)函數(shù)，這種方法和曲面擬合相比結(jié)果更加精確，重構(gòu)得到的曲面嚴(yán)格經(jīng)過原始種子點(diǎn)數(shù)據(jù)。最近鄰點(diǎn)法、距離反比例加權(quán)法和克里金插值法三種方法是地質(zhì)曲面重構(gòu)中常用的插值方法，盡管這幾種方法被地質(zhì)學(xué)家廣泛使用，但卻不可避免的存在著一些缺陷之處，這些缺陷可以總結(jié)為如下三點(diǎn)：(1)待插值點(diǎn)周圍數(shù)據(jù)點(diǎn)分布不均勻，例如在進(jìn)行層位補(bǔ)充插值時(shí)，有一部分區(qū)域沒有數(shù)據(jù)點(diǎn)，在這種情況下克里金插值法在待插值點(diǎn)位置無法保證曲面的正確趨勢。(2)傳統(tǒng)插值方法很難正確處理待插值點(diǎn)周圍出現(xiàn)不協(xié)調(diào)孤立點(diǎn)的情況，往往會受到影響使得插值結(jié)果粗糙，光滑性較差。(3)由于地質(zhì)曲面數(shù)據(jù)的稀疏性，常規(guī)插值方法不容易得到比較光滑的插值結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)問題。