1.一种基于曲线平行特征的水平岩层自动提取方法,其特征在于:包括如下步骤:
1)生成地层界线数据Boundary并进行处理;
2)获取地层界线数据Boundary和等高线数据Elevation的对应关系;
3)基于长度关系系数Log进行初筛;
4)基于角度关系系数Ang进行初筛;
5)基于距离关系系数Dis进行二次筛选;
6)基于平行系数Par提取水平岩层边界线HorizontalLine;
7)基于水平岩层边界线生成水平岩层图层HorizontalPolygonal。
2.根据权利要求1所述的一种基于曲线平行特征的水平岩层自动提取方法,其特征在于:所述步骤1的具体方法步骤为:
1-1)读入地质面数据至Polygonal={pk|k=0,1,2,…,h-1},h为地质面要素数量,将面状要素数据Polygonal转换为线状要素数据至Boundary={li|i=0,1,2…,m-1},其中,m为地层界线要素数量,Boundary即为地层界线数据;
1-2)在Boundary数据的属性表中添加字段P_ID,字段P_ID用于记录地层界线要素li所对应的地质面要素pk的ID信息,生成li和pk的对应关系集合T1={(li,pk)|i∈[0,m-1],k∈[0,h-1]}。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于曲线平行特征的水平岩层自动提取方法,其特征在于:所述步骤2的具体方法步骤为:
2-1)读入等高线数据至Elevation={ej|j=0,1,2…,n-1},其中,n为等高线要素数量,对等高线数据Elevation和地质面数据Polygonal做叠加分析。当ej与pk相交时,根据交点打断等高线要素ej并生成为新弧段fj,并赋予新弧段ej和pk的属性值。当ej处于pk内时,直接将等高线要素ej生成为新弧段fj并赋予新弧段ej与pk的属性值;
2-2)整合步骤2-1中的新弧段fj,生成叠加分析图层NewElevation,NewElevation的属性表中包括等高线要素ej的ID属性与地质面要素pk的ID属性,生成ej与pk的对应关系集合T2={(ej,pk)|j∈[0,n-1],k∈[0,h-1]};
2-3)基于对应关系集合T1和T2,根据公式(1),生成li和ej的对应关系矩阵R={rij|i=
0,1,2,…,m-1;j=0,1,2,…,n-1},其中,m为地层界线要素数量,n为等高线要素数量:
2-4),基于对应关系矩阵R,根据公式(2)生成距离关系矩阵D={dij|i=0,1,2,…,m-1;
j=0,1,2,…,n-1},其中,m为地层界线要素数量,n为等高线要素数量:其中,max是用户指定的变量,用于在rij=0的情况下为dij赋值,H(li,ej)是根据公式(3),计算的地层界线要素li与对应等高线要素ej的Hausdorff距离,其计算方法如下:H(A,B)=max(h(A,B),h(B,A)) (3)其中公式(4)和公式(5)中的‖·‖是点集A和点集B之间的距离范式,公式(3)中的h(A,B)和h(B,A)分别是点集A中的点到点集B中的点的最小距离中的最大值与点集B到A的最小距离中的最大值,H(A,B)为h(A,B)和h(B,A)两者中的最大值,即Hausdorff距离;
2-5)基于距离关系矩阵D,找到地层界线要素li的Hausdorff距离最小值dij所对应的等高线要素ej,生成li与ej的对应关系集合T3={(li,ej)|i∈[0,m-1[,j∈[0,n-1]}。
4.根据权利要求3所述的一种基于曲线平行特征的水平岩层自动提取方法,其特征在于:所述步骤3的具体方法步骤为:
3-1)基于对应关系集合T3,根据公式(6),计算地层界线要素li的长度Dl和对应等高线要素ej的长度De:其中,ai为构成曲线的点,包含x坐标和y坐标;
3-2)根据公式(7),计算长度关系系数Log(Log∈[0,1]),设定长度关系系数阈值TLog(TLog∈[0,0.6])。当Log≤TLog时,执行步骤4;当Log>TLog时,执行步骤3;
5.根据权利要求3所述的一种基于曲线平行特征的水平岩层自动提取方法,其特征在于:所述步骤4的具体方法步骤为:
4-1)基于对应关系集合T3,根据公式(8),计算地层界线要素li的角度αl和对应等高线要素ej的角度αe:其中,an-1为构成曲线的终点,a0为构成曲线的起点,包含x坐标和y坐标;
4-2)根据公式(9),计算角度关系系数Ang(Ang∈[0,1]),设定角度关系系数阈值TAng(TAng∈[0,0.5])。当Ang≤TAng时,执行步骤5;当Ang>TAng时,执行步骤3;
Ang=|sin(αl-αe)|
(9)
6.根据权利要求3所述的一种基于曲线平行特征的水平岩层自动提取方法,其特征在于:所述步骤5的具体方法步骤为:
5-1)基于对应关系集合T3,根据公式(10),计算距离关系系数Dis(Dis∈[0,1])。设定距离关系系数阈值TDis(TDis∈[0.2,0.6])。当Dis≤TDis时,执行步骤6;当Dis>TDis时,执行步骤3;
其中,di是地层界线要素li与对应等高线要素ej的Hausdorff距离,dmax和dmin是所有地层界线与对应等高线的Hausdorff距离中的最大值和最小值。
7.根据权利要求3所述的一种基于曲线平行特征的水平岩层自动提取方法,其特征在于:所述步骤6的具体方法步骤为:
6-1)基于关系集合T3,根据公式(11),计算平行程度P;
其中,di是地层界线要素li中每个点到对应等高线要素ej的最短距离,davg是这些最短距离的平均值;
6-2)根据公式(12)计算平行系数Par(Par∈[0,1])。设定平行系数阈值TPar(TPar∈[0.2,0.6])。当Par≤TPar时,提取li放入新的水平岩层边界线图层HorizontalLine中,并执行步骤3直至全部完成;当Par>TPar时,执行步骤3;
其中,Pi是地层界线要素li与对应等高线要素ej的平行程度,Pmax和Pmin是所有地层界线与对应等高线的平行程度中的最大值和最小值。
8.根据权利要求1或7所述的一种基于曲线平行特征的水平岩层自动提取方法,其特征在于:所述步骤7的具体方法步骤为:
7-1)基于水平岩层边界线HorizontalLine和地图边界线,生成面状的水平岩层图层HorizontalPolygonal。