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专利号: 2020109328163
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断层构造的三维模型构建方法,其特征在于包括:(1)根据初始图切地质剖面的地层面图层和地层界线图层,获取地层的地层代码集合FD、地层线集合LN以及断层线集合FN;

(2)将地层代码集合FD中每一地层代码编码为单一字符,并沿剖面线方向生成字符串Str;

(3)从断层线集合FN中读取任一断层线fna,并基于地层形态,判别未出露地层推断区域;

(4)根据字符串Str和未出露地层推断区域,基于地层序列,判断地层的重复或缺失情况,获取推断地层集合GN;

(5)根据集合GN,计算推断地层的地层厚度,构建地层厚度集合GH;

(6)根据地层厚度集合GH,生成推断地层线,构建推断地层线集合GL;

(7)循环执行步骤(3)‑(6),直至断层线集合FN中所有断层线被遍历,得到所有断层线对应的推断地层线集合;

(8)基于所有推断地层线集合分割未出露地层推断区域,生成推断地层面,通过缝合形成断层构造的三维模型;

步骤(5)具体包括:

(5‑1)根据推断地层集合GN,读取地层线集合LN内与集合GN中所有推断地层对应的地层线,并存入地层线子集GP={gpd|d=1,2,..,n+1},其中,gpd表示第d条地层线,n+1表示地层线的数量;

(5‑2)按照从左向右的剖面方向,读取GP中一地层线的首端点A及其右侧邻接地层线的首尾端点B和C;

(5‑3)根据海德公式,计算求得三角形ABC面积S;

(5‑4)基于下式计算求得点A到地层线BC的距离gh,并将gh作为当前地层线对应推断地层的厚度;

式中,BC表示端点B和C之间的距离;

(5‑5)循环执行步骤(5‑2)‑(5‑4),直至求得所有推断地层的厚度,并存入地层厚度集合GH={ght|t=1,2,..,n},其中,ght表示第t个地层厚度,n表示地层数量;

步骤(6)具体包括:

(6‑1)计算断层线fna的斜率k,根据推断地层厚度集合GH等比例分割断层线fna;

(6‑2)根据下式,计算断层线fna上的分割点pt(xt,yt);

其中,xta、yta为断层线fna的首端点坐标,ght为断层线fna对应推断地层厚度;

(6‑3)若断层线左侧地层为未出露地层推断区域,则基于分割点pt(xt,yt),沿着地层线lnl方向做平行线;否则基于分割点pt(xt,yt),沿着地层线lnr方向做平行线,其中,lnl、lnr分别为断层线fna的左侧邻接地层线和右侧邻接地层线;

(6‑4)循环执行步骤(6‑2)‑(6‑3),直至完成所有分割点上的平行线生成,并存入推断地层线集合GL={glu|u=1,2,…,m},其中,glu表示第u条推断地层线,m表示推断地层线的数量。

2.根据权利要求1所述的图切地质剖面中断层构造的三维模型构建方法,其特征在于:步骤(1)具体包括:

(1‑1)加载图切地质剖面的地层面图层,读取所有地质剖面地层的地层代码,存入地层代码集合FD={fc|c=1,2,…,FCN},其中,fc表示第c个地层代码,FCN表示地层代码数量;

(1‑2)加载图切地质剖面的地层界线图层,获取地层界线中的所有地层线,沿剖面线方向依次存入地层线集合LN={lnb|b=1,2,…,FCN‑1},其中,lnb表示第b条地层线,FCN‑1表示地层线数量;

(1‑3)从图切地质剖面的地层界线图层中,根据地层界线的界线类型属性提取出所有断层线,存入断层线集合FN={fna|a=1,2,…,FNA},其中,fna表示第a条断层线,FNA表示断层线数量。

3.根据权利要求1所述的图切地质剖面中断层构造的三维模型构建方法,其特征在于:步骤(2)具体包括:

(2‑1)构建地层符号编码表,所述地层符号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,通过该字符能够判别出地层新老顺序;

(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)按照地层符号编码表,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断层构造的三维模型构建方法,其特征在于:步骤(3)具体包括:

(3‑1)从地层线集合LN中读取任一断层线fna,并获取断层线fna的左侧邻接地层线lnl和右侧邻接地层线lnr;

(3‑2)分别获取断层线fna首尾端点pta(xta,yta)、pwa(xwa,ywa),左侧邻接地层线lnl的首尾端点ptl(xtl,ytl)、pwl(xwl,ywl)和右侧邻接地层线lnr的首尾端点ptr(xtr,ytr)、pwr(xwr,ywr);

(3‑3)根下式计算fna与lnl的首端点间距DTla和尾端点间距DWla,以及fna与lnr的首端点间距DTra和尾端点间距DWra;

(3‑4)若DTlaDWra,则表明断层线左侧地层的空间形态为上窄下宽,将断层线左侧地层标记为未出露地层推断区域;若DTraDWla,则表明断层线右侧地层的空间形态为上窄下宽,将断层线右侧地层标记为未出露地层推断区域。

5.根据权利要求1所述的图切地质剖面中断层构造的三维模型构建方法,其特征在于:步骤(4)具体包括:

(4‑1)以断层线fna所在位置,将字符串Str划分为左右两个字符串leftStr和rightStr;

(4‑2)若断层线左侧地层为未出露地层推断区域,则将rightStr设为待处理子串,leftStr设为参考子串;若断层线右侧地层为未出露地层推断区域,则将leftStr设为待处理子串,rightStr设为参考子串;

(4‑3)查找待处理子串和参考子串中是否存在公共子串,若存在公共子串,则表明地层序列重复,执行步骤(4‑4);否则,表明地层序列缺失,执行步骤(4‑5);

(4‑4)提取待处理子串中除公共子串以外的部分,存入推断地层集合GN={gnv(ev,fv)|v=1,2,…,n},其中,gnv表示第v个推断地层,ev表示第v个推断地层的位置,fv表示第v个推断地层的地层代码,n表示推断地层的数量;

(4‑5)若断层线右侧地层为未出露地层推断区域,则提取未出露地层推断区域左侧n个连续地层,存入推断地层集合GN;反之,则提取未出露地层推断区域右侧的n个连续地层,存入推断地层集合GN。

6.根据权利要求1所述的图切地质剖面中断层构造的三维模型构建方法,其特征在于:步骤(4‑4)具体包括:

(4‑4‑1)查找公共子串在待处理子串中出现的起始位置;

(4‑4‑2)若断层线左侧地层为未出露地层推断区域,则提取公共子串右侧的n个连续字符,并查找其在Str中所对应的位置和地层代码,存入推断地层集合GN;

(4‑4‑3)若断层线右侧地层为未出露地层推断区域,则提取公共子串左侧的n个连续字符,并查找其在Str中所对应的位置和地层代码,存入推断地层集合GN。

7.根据权利要求1所述的图切地质剖面中断层构造的三维模型构建方法,其特征在于:步骤(8)具体包括:

(8‑1)基于推断地层线集合GL,分割未出露地层推断区域,生成推断地层面;

(8‑2)基于推断地层集合GN中的地层代码f,沿着剖面方向从左向右给新产生的推断地层面赋值;

(8‑3)所有推断地层面缝合起来形成断层构造的三维模型。

8.一种图切地质剖面中断层构造的三维模型构建装置,包括处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述程序时实现权利要求1‑7中任意一项所述的方法。