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专利号: 2020107707127
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种图切地质剖面中褶皱构造的识别与建模方法,其特征在于该方法包括:(1)加载初始图切地质剖面矢量图层,获取所有地层的地层代码集合FD、地层线集合LN以及地层线产状信息集合LA;

(2)将地层代码集合FD中每一地层代码编码为单一字符,并将所有地层代码的字符沿剖面线方向形成字符串Str;

(3)根据字符串Str,基于对称重复原则,生成对称重复褶皱地层符号集合GD;

(4)基于对称重复褶皱地层符号集合GD和地层线集合LN,生成褶皱地层线集合GL;

(5)针对集合GL,基于两侧地层线走向分布规则和褶皱地层新老关系,进行同斜、非同斜和背斜、向斜的褶皱类型判别;

(6)从集合GL读取第v个褶皱的地层线集合glv;

(7)基于glv中每一对地层线对生成一条光滑曲线,存入褶皱线集合GF中;

(8)循环执行步骤(6)‑(7),直至集合GL中所有元素被遍历;

(9)基于褶皱线集合GF和对应地层线,构建面状地层,作为建模得到的褶皱;

步骤(3)具体包括:

(3‑1)按照从前到后顺序,读取字符串Str中第i个字符Ci,设为核部,其中,i∈[1,fi‑

1],fi表示字符串Str中字符个数;

(3‑2)分别读取核部左侧第j个字符Ci‑j和右侧第j个字符Ci+j,其中j∈[1,fi‑i],且j≤i;

(3‑3)循环执行步骤(3‑2),直至Ci‑j≠Ci+j时,将Ci‑j+1、Ci+j‑1之间的字符组成字符串sv,并根据sv生成褶皱地层pv(sv,ev,rv,gv),pv表示第v个褶皱地层,其包括sv,ev,rv,gv四个属性,ev为字符串sv的起始位置,rv为字符串sv的终点位置,gv为字符串sv的核部位置;

(3‑4)将pv存入对称重复褶皱地层符号集合GD中;

(3‑5)循环执行步骤(3‑1)‑(3‑4),直至字符串Str中所有字符被遍历;

(3‑6)基于地层关系,缩减集合GD中对称字符串,过滤掉因褶皱嵌套导致的重复地层;

步骤(5)具体包括:

(5‑1)基于集合GD的元素数量m,创建褶皱类型集合NU={nuv|v=1,2,…,m}和褶皱倾向类型集合NM={nmv|v=1,2,…,m},其中,nuv表示集合GD中元素pv所对应的褶皱类型,nmv表示pv所对应的褶皱倾向类型;

(5‑2)从集合GD中读取任意一个褶皱pv;

(5‑3)基于褶皱地层线集合GL,查找褶皱pv位置区间[ev,rv]中所有地层代码对应的地层线集合glv={slv,w|w=1,2,…,f},其中,slv,w表示第v个褶皱的第w条地层线,f表示褶皱地层线的数量,ev为元素pv的字符串sv的起始位置,rv为字符串sv的终点位置;

(5‑4)读取glv内第f/2条地层线slv,f/2和第f/2+1条地层线slv,f/2+1,分别获取两条地层线的首尾端点Qta(xta,yta)、Qwa(xwa,ywa)和Qtb(xtb,ytb)、Qwb(xwb,ywb);

(5‑5)若(xta‑xwa)(xtb‑xwb)>0,则两侧地层线倾斜方向一致,判定褶皱pv为同斜褶皱,将nmv赋值为0;否则,判定褶皱pv为非同斜褶皱,将nmv赋值为1;

(5‑6)读取字符串sv中间字符astr和相邻字符bstr,若astr大于bstr,表明褶皱核部地层较老,则判定为背斜,将nuv赋值为0;否则,判定为向斜,将nuv赋值为1;

(5‑7)循环执行步骤(5‑2)‑(5‑6),直至完成集合GD中所有褶皱的遍历;

步骤(7)具体包括:

(7‑1)读取glv任意两条对应的褶皱地层线slv,a、slv,b,根据地层线产状信息,判断褶皱的转折端形态类型,计算转折端形态定义系数Curve;

(7‑2)根据褶皱的转折端形态类型、岩层厚度限制规则和系数Curve,基于贝塞尔曲线计算方法,在slv,a、slv,b之间生成光滑曲线,并存入褶皱线集合GF中;

(7‑3)循环执行步骤(7‑1)‑(7‑2),直至完成glv内所有对应地层线间光滑曲线的生成。

2.根据权利要求1所述的图切地质剖面中褶皱构造的识别与建模方法,其特征在于:步骤(1)具体包括:(1‑1)加载图切地质剖面矢量图层,读取所有地层的地层代码,存入地层代码集合FD={fa|a=1,2,…,fn},其中,fa表示第a个地层代码,fn表示地层代码数量;

(1‑2)获取所有地层的地层线,并沿剖面线方向顺序存入地层线集合LN={lnb|b=1,

2,…,fn‑1},其中,lnb表示第b条地层线,fn‑1表示地层线数量;

(1‑3)获取所有地层线的产状信息,存入地层线产状信息集合LA={lab|b=1,2,…,fn‑

1},其中,lab表示第b条地层线的产状。

3.根据权利要求1所述的图切地质剖面中褶皱构造的识别与建模方法,其特征在于:步骤(2)具体包括:(2‑1)构建地层字符编码表FC,所述地层字符编码表将所有地层代码按照地层从新到老的顺序排序,并为每个地层代码提供一个地层编码,所述地层编码为一个字符,该字符是可以判别出地层新老顺序的字符;

(2‑2)将地层代码集合FD中所有地层代码沿剖面线方向从左至右排序;

(2‑3)按照地层字符编码表FC,对排序后的集合FD内所有地层代码编码,生成编码字符串;

(2‑4)若编码字符串内有两相邻字符相等,则将其归并为一个字符,得到字符串Str。

4.根据权利要求1所述的图切地质剖面中褶皱构造的识别与建模方法,其特征在于:步骤(3‑6)具体包括:(3‑6‑1)从集合GD中读取任意一个元素pv;

(3‑6‑2)从集合GD中读取任意一个元素pt,t≠v,并判断pt的核部位置gt是否处于区间[ev,rv]内,若是,执行步骤(3‑6‑3),若否,则执行步骤(3‑6‑4);

(3‑6‑3)判断是否满足gv

(3‑6‑4)循环执行步骤(3‑6‑2)到(3‑6‑3),直至集合GD被遍历;

(3‑6‑5)根据缩减后的位置区间,更新字符串sv;

(3‑6‑6)循环执行步骤(3‑6‑1)‑(3‑6‑5),直至过滤掉GD中所有重复地层。

5.根据权利要求1所述的图切地质剖面中褶皱构造的识别与建模方法,其特征在于:步骤(4)具体包括:(4‑1)从集合GD中读取任意一个元素pv;

(4‑2)根据元素pv的地层位置区间[ev,rv],读取地层线集合LN内属于元素pv的地层线glv={slv,w|w=1,2,…,f},并存入褶皱地层线集合GL,其中,slv,w表示第v个褶皱的第w条地层线,f表示褶皱地层线的数量,ev为元素pv的字符串sv的起始位置,rv为字符串sv的终点位置;

(4‑3)循环执行步骤(4‑1)‑(4‑2),直至完成集合GD所有元素的遍历,得到褶皱地层线集合GL。

6.根据权利要求1所述的图切地质剖面中褶皱构造的识别与建模方法,其特征在于:步骤(7‑1)具体包括:(7‑1‑1)读取glv内任意两条相对应的褶皱两翼地层线slv,a、slv,b;

(7‑1‑2)基于地层线产状集合LA,分别获取slv,a、slv,b的倾角θa、θb和倾向(7‑1‑3)根据下式计算褶皱两翼产状的法向量夹角α;

(7‑1‑4)根据公式ψ=180‑α,计算褶皱的翼间角ψ;

(7‑1‑5)基于翼间角ψ,按照下面规则判断褶皱的转折端形态:ψ∈[0°,30°)时,判定为尖棱褶皱;

ψ∈[30°,120°)时,判定为圆弧褶皱;

ψ∈[120°,180°]时,判定为箱型褶皱;

(7‑1‑6)根据下式,基于褶皱转折端形态,计算褶皱转折端形态定义系数Curve:

7.根据权利要求1所述的图切地质剖面中褶皱构造的识别与建模方法,其特征在于:步骤(7‑2)具体包括:(7‑2‑1)读取当前褶皱pv的褶皱倾向类型nmv,若为非同斜褶皱,则执行步骤(7‑2‑2);若为同斜褶皱,则执行步骤(7‑2‑3);

(7‑2‑2)读取褶皱pv的褶皱类型nuv,在褶皱类型为向斜时顺着端点A、B向下延长至交点C,并执行步骤(7‑2‑4);

(7‑2‑3)计算地层线slv,a、slv,b之间的地层厚度H,求得两翼地层线上部地表端点A与B的中点K,并在褶皱类型nuv为向斜时,点K向下延长距离H至点C,并执行步骤(7‑2‑4);

(7‑2‑4)在线段AB上求得一点D,使得下式成立,CD为角C的角平分线;

(7‑2‑6)在线段CD上求得一点E,使得下式成立;

(7‑2‑7)过E点作FG⊥CD,分别交AC、AB于点F和点G;

(7‑2‑8)分别基于点A、F、E和点B、G、E,生成一条连续的贝塞尔曲线,并存入褶皱线集合GF中。