[發明專利]一種巖層產狀的計算方法及系統

有效

• 申請號: 202010848655.X
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112270064B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 劉修國;花衛華;趙亞博
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16;G06N3/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孔燦

本發明公開了一種巖層產狀的計算方法及系統，該方法包括獲取實測產狀及其對應的權重系數；獲取地質平面圖及剖面、地球物理平面圖及剖面解釋圖，并從中提取出地層延伸方向及其對應的權重系數；在提取的地層延伸方向處設置初始產狀；利用插值計算算法，計算實測產狀點處及地層延伸方向點處初始產狀的交叉驗證產狀；使用參數角θ對地層延伸方向點處初始產狀的交叉驗證產狀進行表達，利用投影計算方法，計算參數角θ對應的投影產狀；計算實測產狀與實測產狀點處交叉驗證產狀之間，以及地層延伸方向點處的交叉驗證產狀與其對應的投影產狀之間的夾角；結合所得的兩個夾角，構建目標優化函數，最后針對目標優化函數進行迭代優化，進行最優投影產狀的計算。

技術領域

本發明涉及地質學構造解釋領域，更具體地說，涉及一種巖層產狀的計算方法及系統。

背景技術

巖層產狀是地質學家了解地質構造的重要依據，廣泛應用于二維和三維地質填圖、定性和定量地質解釋等方面。然而，受制于覆蓋層、地形、資金等因素，實測產狀往往空間分布不均且稀疏，在地表覆蓋區和地下中更甚。如何自動添加大量、分布廣泛且符合地質構造的產狀一直是進行三維地質建模或精細構造解釋所面臨的重要問題。

從計算角度上，現有添加產狀的方法大致可以分為幾何方法和插值方法兩大類。幾何方法通過對位于同一巖層界面的點、線、面等進行幾何運算求取產狀。三點法(Assaadet al.,2013)是最為常見的幾何方法，方法使用同一巖層界面中鄰近三個點的高程計算三點所在巖層平面的產狀。最初，三點法用于在鉆孔密集處利用鄰近鉆孔求取地下產狀(Bucher,1943)。隨著DTM精度的提高，Chorowicz等(Chorowicz et al.,1991)、Banerjee等(Banerjee and Mitra,2004)和Yeh等(Yeh et al.,2014)分別采用地質平面圖、遙感圖像和LiDAR測量結合高精度DTM在地表非覆蓋區中使用三點法計算產狀。除了三點法之外，也可以從地震信號中通過幾何方法求取產狀，例如Brown等(Brown et al.,1971)從交叉地震剖面中使用幾何方法求取地殼產狀，Dalley等(Dalley et al.,2007)通過對三維地震數據進行曲率運算獲取了地下的產狀場。然而，由于幾何方法對資料要求苛刻，導致可添加產狀的數目和空間分布范圍均有限，例如無法在地表覆蓋區添加產狀，在實際中稀少的鉆孔或地震資料導致可添加的地下產狀數目較少。此外，受制于采樣分辨率、采樣質量等因素，導致幾何方法普遍存在精度有限的問題。

基于產狀之間空間相關性的插值方法(Chilès and Delfiner,1999)可以在任意位置處添加產狀，多用于構建構造可視化和地質隨機模擬建模中需用的產狀場(Hillieret al.,2013；Xu,1996)。由于無法避免角度數據的周期性引發的算術平均值不連續問題(Grancher et al.,2012)，在對產狀數據進行插值時常使用三維單位矢量表達產狀(Gumiaux et al.,2003；Upton and Fingleton,1989)，而后利用三維矢量插值方法(如反距離加權(Hillier et al.,2013)、克里金(Young,1987)、徑向基插值(Dodu and Rabut,2002)等)進行插值求取產狀矢量。盡管插值方法在理論上可以添加任意位置處的產狀，但是在構造復雜或實測產狀稀疏的區域，插值方法求取的產狀難以符合實際地質情況。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術在構造復雜或實測產狀稀疏的區域，插值方法求取的產狀難以符合實際地質情況的缺陷，提供一種巖層產狀的計算方法及系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種巖層產狀的計算方法，該方法包括：

S1、獲取實測產狀及由實測產狀的不確定性所確定的權重系數ω^unc,M；獲取地質平面圖及剖面、地球物理平面圖及剖面解釋圖，并從中提取出地層延伸方向及由地層延伸方向的不確定性所確定的權重系數ω^unc,E；

S2、在提取的地層延伸方向處設置初始產狀