1.一种地表出露岩层产状的自适应判定方法,其步骤如下:步骤1、交点集合获取
步骤1.1:加载矢量格式的岩层面要素图层和等高线线图层,得到所有面要素集合Stra={si|i=1,2,3,…,n}和等高线的线要素集合CourLine={cli|i=1,2,3,…,p},其中:si为岩层面要素,n为岩层面要素的数量,cli为等高线的线要素,p为等高线要素的数量;
步骤1.2:读取面要素集合Stra中每个岩层面要素的边界,将其预处理为单线要素,并剔除图幅边缘部分、第四纪岩层边界部分、断层界线部分以及不整合接触界线部分,得到岩层层面边界线集合SLine={sli|i=1,2,3,…,c},其中:sli是岩层层面边界线要素,c为所有岩层保留的层面出露边界线的数量;
步骤1.3:针对任一边界线要素sli遍历等高线集合CourLine,求取线要素sli与所有等高线的交点集合InterPi,对边界线集合SLine内所有元素进行交点计算,得到集合InterP=InterP1∪InterP2∪InterP3∪…∪InterPl,l为与等高线相交的边界线数量;记录交点的高程H,源岩层编号SID和源等高线编号CID,在同一集合InterPi内,交点的SID属性均为i;
步骤2、产状自适应获取与剔除
针对交点集合InterPi={pij|j=1,2,3,…,qi},qi为交点集合InterPi包含的交点数量,逐点进行条件判断,获取产状a={ρ,θ,δ},并确定产状点位,其中:ρ为岩层走向,θ是岩层倾向,δ是岩层倾角;
由j=1开始进行判断,具体步骤为:
步骤2.1:读取交点pij、pij+1和pij+2和pij+3,判别交点pij、pij+1、pij+2和pij+3是否满足相邻等高线法的下列选点规则,若下标超出qi,则使用pi(j+1)%qi、pi(j+2)%qi和pi(j+3)%qi;如果符合,执行步骤2.4,如果不符合执行步骤2.2:a)交点pij和pij+3高程一致,交点pij+1和pij+2高程一致;
b)交点pij+1和pij+2的源等高线编号属性CID一致;
c)向量 和 的最小夹角不大于设定阈值ε,即判定两向量方位近似平行;
d)步骤2.2:读取交点pij、pij+1和pij+2,判别是否满足三点法的下列选点规则,若下标超出qi,则使用pi(j+1)%qi、pi(j+2)%qi;如果符合,执行步骤2.6;如果不符合,执行步骤2.3:a)交点pij、pij+1和pij+2中至少两点的高程不等;
b)交点pij、pij+1和pij+2不共线;
步骤2.3:重新选择判断起点
若原线要素sli为环线要素,则取d=qi为界,若原线要素sli非环线要素,则取d=qi-3为界;下标j增加1之后,若j不超过d,则返回步骤2.1;若j超过d,则交点集合InterPi上的产状信息获取完成,执行步骤2.8;
步骤2.4:相邻等高线法计算产状
基于交点pij(xj,yj,h1)、pij+1(xj+1,yj+1,h2)、pij+2(xj+2,yj+2,h2)和pij+3(xj+3,yj+3,h1)使用相邻等高线法计算产状:a)对于交点pij、pij+1、pij+2和pij+3,计算平面向量 和 分别取 和 方向上的单位向量 和 取 和 向量和的方位角度ρ为岩层走向;
b)根据公式(1)计算岩层倾向θ:
c)计算交点pij+1和交点pij+2的中点,记为辅助点ap1(x1,y1,h2),过点ap1,沿θ方向的直线与向量v2交于点ap2(x2,y2,h1),根据公式(2)计算倾角δ:
步骤2.5:相邻等高线法产状点位自动确定
记直线l为过辅助点ap1且方向为θ的直线,l与交点pij+1与pij+2之间的sli边界线部分相交于点ap3,则以ap3坐标(x3,y3)作为产状标注点位坐标,存储产状信息a;
返回步骤2.2;
步骤2.6:三点法计算产状
基于交点pij(x1,y1,h1),pij+1(x2,y2,h2),pij+2(x3,y3,h3)使用三点法计算产状:a)将交点pij、pij+1和pij+2的坐标代入公式(3),得到岩层层面方程的系数A、B和C;
Ax+By+Cz+D=0 (4)其中D为任意常数;
b)根据系数A、B,确定岩层倾向线方程,其中M为任意常数:Bx+Ay+M=0 (5);
c)由公式(6)、(7)分别计算、修正倾向θ:
d)根据倾向θ,由公式(8)计算岩层走向:
ρ=θ±90 (8);
e)根据系数A、B和C,由公式(9)计算岩层倾角δ:
步骤2.7:三点法产状标注点位自动确定
以交点pij+1的坐标作为产状点位坐标,存储产状信息a;
返回步骤2.3;
步骤2.8:遍历岩层边界线sli对应的交点集合InterPi上的交点,得到Atti={aij|j=1,
2,3,…,ci},其中ci为边界线sli上的产状点数量;对边界线集合SLine内所有岩层边界线sli进行产状计算,得到产状集合Att=Att1∪Att2∪Att3∪…Atts,s为有效获取了产状的交点集合数量;
步骤2.9:对错误的产状值进行剔除
以产状集合Atti为单位,对错误的产状值进行剔除,得到筛选后的产状集合Atti={aij|j=1,2,3,…,di},其中di为边界线sli上的纠错后保留的产状点数量;错误产状值剔除步骤如下:a)同斜褶皱两翼产状同向,直立向斜两翼产状指向外部,直立背斜两翼产状指向内部;
剔除褶皱上不满足上述褶皱构造特征的产状值;
b)若岩层厚度均匀,则两侧产状为同向;剔除简单岩层上不满足其产状特征的产状计算值;
c)形态较平直的界线部分,若界线上产状倾向不稳定,统计界线上产状倾向在不同方向区间上的频率,保留高频并连续的产状区间数据。区间大小根据实际情况而定,在产状个数较少的情况下,可取较大的区间;
步骤3、产状数据符号化
步骤3.1:对于产状点aij,过其坐标(axij,ayij)点,沿其倾向θ绘制单位长度的线,垂直于倾向θ绘制单位长度的线,完成产状符号的绘制;
步骤3.2:将倾向θ由极坐标系转为大地坐标系,对产状要素倾角δ进行标注。