1.三维构造地质模型的知识图谱构建方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、建立知识图谱模式层;具体包括以下子步骤:S11、在顶层本体的基础上建立领域本体;
S12、使用包含多个子本体的模块化体系结构来设计模式层;
S2、构造地质模型知识图谱数据层,在模式层的约束下,对构造建模的输入数据进行认知,然后形成三元组事实表达,最后形成信息网络。
2.根据权利要求1所述的三维构造地质模型的知识图谱构建方法,其特征在于,所述步骤S11具体实现方法为:根据本体所表征的知识的普遍性对本体进行分类:顶层本体,也称为上层本体或基础本体,描述与领域无关的常见通用概念,包括空间和时间;领域本体,描述特定领域中概念和概念之间的关系;本发明选择DOLCE作为构造模型本体的顶层本体,根据DOLCE设计知识图谱模式层中的领域本体;
DOLCE的两个基本本体类别就是持续物和连续物;
在构造地质模型的本体中,地质对象是持续物类实体;
连续物实体的典型代表就是地质过程;
在DOLCE中,持续物和连续物间的关系是参与:一个持续物通过参与进一个连续物而在时间中存在;所以地质对象和地质过程也继承这种关系,任意地质对象至少与一个地质过程有关;
DOLCE还包括以下本体类别:
地质特征,指寄生于地质对象的一类实体,地质特征的本体类别是特征;
将地质构造看作是由多个地质对象组成的,地质构造实体对应的本体类别是任意和,在DOLCE中表示不同类实体的单纯合集;
DOLCE中还有一个重要的基本类别是属性,属性是能够被感知或测量的实体,属性类实体必须依存于其他实体,并与它们依存的实体同时存在或消失;
产状则是一个依存于地质对象的物理属性实体,用于描述地质对象的空间状态,产状实体与本体类别为物理区域的地质空间区域实体相关:在DOLCE中,抽象属性是指既不是时间也不是物理的属性,这一类实体在地质模型中就是地质关系;地质关系依存于两个地质对象,用于描述它们的地质接触关系。
3.根据权利要求1所述的三维构造地质模型的知识图谱构建方法,其特征在于,所述步骤S12具体实现方法为:构造地质模型本体中一共包括9个模块:地质特征、地质对象、地质构造、地质过程、地质时间、产状、地质关系、地质时间段和地质空间区域;每个模块都对应一个子本体,子本体中又以UML类的形式包含一组相关概念。
4.根据权利要求1所述的三维构造地质模型的知识图谱构建方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下子步骤:
S21、采用趋势面+包围盒碰撞方法检测地质界面是否相交,若相交则执行步骤S22,否则结束操作;
S22、根据界面相交情况推理得到其他地质对象:两个界面相交得到线实体,三个界面两两相交得到顶点实体,界面相交形成封闭得到体实体;
S23、根据各类地质对象间共享的边界得到地质对象的空间几何拓扑关系;
S24、根据界面所属地质曲面的类型得到实体地质接触关系;
S25、根据地质接触关系的时间含义推断地质对象生成的时间关系。
5.根据权利要求4所述的三维构造地质模型的知识图谱构建方法,其特征在于,所述步骤S21具体实现方法为:
在判断界面是否相交时,首先判断趋势面是否相交,若趋势面相交则进一步检测包围盒是否相交,若趋势面不相交则判断界面不相交;趋势面由Random Sample Consensus算法计算得到;
在用包围盒描述界面数据时,采用八叉树剖分算法来实现:所有离散点用一个最大的包围盒作为八叉树的根结点,再将所有的点以X、Y、Z方向作为均分面,均匀地剖分成8个区域,再分别计算包围盒作为八叉树中的第1层中间结点;然后再对第1层中的每个区域均匀地剖分成8个区域;如此依次剖分下去,直到所有中间结点中包含的点小于等于八剖分;相交检测首先判断两个界面的根结点是否相交,如果相交再判断是否与根结点的子结点相交,直到检测到叶子结点或检测到不相交则结束检测。