基于tin的被錯斷斷層復(fù)原建模方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于TIN的被錯斷斷層復(fù)原建模方法，包括以勘探線剖面圖上斷層數(shù)據(jù)建立斷層的TIN模型，提取已經(jīng)建立的斷層TIN模型的相交線視為斷層復(fù)原建模的標志線，微分標志線得到微分點并計算其復(fù)原向量，構(gòu)造衰減函數(shù)模擬因待復(fù)原點遠離標志線而距離增大造成復(fù)原向量模減小的衰減，計算TIN模型的所有頂點復(fù)原后的坐標，并將斷層TIN模型的三角形表和更新后的頂點表導(dǎo)入軟件進行可視化，完成復(fù)原建模。本發(fā)明能夠?qū)⒈缓笃跀鄬?成礦后斷層)錯斷或破壞的成礦期斷層TIN模型進行復(fù)原，消除在被破壞空間下所獲得的斷層TIN模型存在的撕裂、扭曲等空間形變影響，更準確地表達成礦期斷層的原始形態(tài)，為成礦期的斷層三維形態(tài)分析和成礦信息提取提供正確的模型支撐。
【專利說明】基于TIN的被錯斷斷層復(fù)原建模方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隱伏礦體立體定量預(yù)測領(lǐng)域中斷層三維建模方法，尤其涉及一種被錯斷斷層復(fù)原建模的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]三維地質(zhì)建模理論日趨完善，因TIN(Triangulated Irregular Network,不規(guī)則三角網(wǎng))模型的優(yōu)點，基于TIN的地質(zhì)體三維建模應(yīng)用廣泛。但在構(gòu)造復(fù)雜的區(qū)域，多期斷層先后活動，成礦后斷層常常錯斷成礦期斷層進而破壞成礦期斷層形態(tài)及其周圍環(huán)境(即成礦空間)，使當前即成礦后觀測到的成礦期斷層、成礦空間以及獲取的成礦規(guī)律等存在一定程度的扭曲。顯然，被錯斷的成礦期斷層模型無法表現(xiàn)其原始形態(tài)，因此，直接利用被錯斷的成礦期斷層模型，無法準確提取其成礦信息，這將影響隱伏礦體立體定量預(yù)測模型的建立。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域出現(xiàn)成礦后斷層錯斷成礦期斷層(被錯斷了的成礦期斷層，簡稱為被錯斷斷層；相應(yīng)地，錯斷了成礦期斷層的成礦后斷層，簡稱為錯斷斷層)，造成無法準確提取成礦信息的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可有效準確的恢復(fù)成礦空間模型的基于TIN的被錯斷斷層復(fù)原建模方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于TIN的被錯斷斷層復(fù)原建模方法，包括以下步驟:
[0005]步驟一:對全部勘探線剖面圖上的被錯斷斷層和錯斷斷層進行數(shù)字化，獲得被錯斷斷層和錯斷斷層的軌跡數(shù)據(jù)，然后在三維地質(zhì)建模軟件中，以軌跡數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將剖面之間的軌跡線連接起來，即建立被錯斷斷層的TIN模型和錯斷斷層的TIN模型，并導(dǎo)出這兩個模型的數(shù)據(jù)，得到三角形表和頂點表；
[0006]步驟二:對被錯斷斷層的TIN模型和錯斷斷層的TIN模型進行布爾求交運算，提取被錯斷斷層和錯斷斷層的2條相交線，即為被錯斷斷層復(fù)原建模的2條標志線；
[0007]步驟三:將標志線穿過所有勘探線剖面形成的交點作為該標志線的特征點，設(shè)勘探線剖面的數(shù)量為M個，則交點同樣為M個，而2條標志線上在同一勘探線剖面上有2個特征點，這2個特征點構(gòu)成特征點對，共有M對，所有的特征點對構(gòu)成特征點對集合；
[0008]步驟四:以每條標志線上的每個特征點為分段標志，將兩個相鄰特征點之間的線段按照等長微分的方式微分成多段，得到微分點對集合；
[0009]步驟五:對于被錯斷斷層的TIN模型所有頂點，以2條標志線上相對應(yīng)的微分點組成的矢量作為復(fù)原向量；
[0010]步驟六:構(gòu)造衰減函數(shù)來模擬因待復(fù)原點遠離標志線而距離增大造成復(fù)原向量模減小的衰減，并求出衰減系數(shù)；
[0011]步驟七:根據(jù)步驟五中得到的復(fù)原向量和步驟六中得到的衰減系數(shù)求取TIN模型所有頂點的復(fù)原后坐標，并更新頂點表，原始的三角形表和更新后的頂點表聯(lián)合組成的TIN模型為被錯斷斷層的復(fù)原模型。
[0012]所述的方法，所述的步驟二中，通過TIN模型布爾求交運算，提取被錯斷斷層和錯斷斷層的2條相交線，即被錯斷斷層復(fù)原建模的2條標志線，數(shù)學(xué)表達式為:
[0013]L = TniHTc
[0014]式中，Tn^P T。分別代表以TIN模型離散表達的被錯斷斷層即主裂面和錯斷斷層即切割面的TIN模型曲面，L為Tn^P T。的相交線即標志線，這樣求得的標志線L有2條，用L1和L2分別表不。
[0015]所述的方法，所述的步驟三中，在每一勘探線剖面圖上提取2條標志線的所有拐點組成有序的特征點，2條標志線上的特征點兩兩配對組成特征點對集合ApA2:
[0016]A1 = (Qm I m = O, I, 2，...，M-l}, A2 = {Qn | η = O, I, 2，..., M-l}
[0017]式中，A1和A2為特征點集合，m和η為特征點序號，M為標志線段數(shù)，Qffl和Qn為特征點。
[0018]所述的方法，所述的步驟四中，將標志線L1和L2的M段微分成N小段得到ΜΝ+1個微分點，得到微分點集合B1、B2:
[0019]B1 = (P1Jk = O, 1,2,...，MN}，B2 = {P2k | k = O, 1,2,...,MN}
[0020]式中，B1和B2為微分點集合，k為微分點序號，M為標志線段數(shù)，N為標志線每一段微分段數(shù)，Plk和P2k為微分點，且特征點集A1 e B1, A2 e B2。
[0021]所述的方法，所述的步驟五中，平移所有組成標志線的微分點來進行標志線的復(fù)原，平移的方向和距離即為復(fù)原向量R，標志線上微分APlk、P2k的復(fù)原后坐標用下面的等式來表示:
[0022]Clk2k — Plk+ (P2k_Pik) /2
[0023]C2klk — P2k+ (Pik_P2k) /2
[0024]式中，Clk2k表示集合B1中的點往L2 —側(cè)平移后的坐標；(P2k-Plk) /2為集合B1中的點的復(fù)原向量；C2klk表示集合B2中的點往L1 一側(cè)平移后的坐標；(Plk-P2k)/2為集合B2中的點的復(fù)原向量；
[0025]然后將TIN模型中三角形的任意頂點稱之為待復(fù)原點，對于任意一待復(fù)原點P。，在搜索半徑r范圍之內(nèi)，在集合B1或集合B2中找到η個微分點作為其復(fù)原的參照點即代表點，采用距離平方反比法加權(quán)η個代表點的復(fù)原向量，從而得到Ptl的復(fù)原向量互:

【權(quán)利要求】
1.一種基于TIN的被錯斷斷層復(fù)原建模方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:對全部勘探線剖面圖上的被錯斷斷層和錯斷斷層進行數(shù)字化，獲得被錯斷斷層和錯斷斷層的軌跡數(shù)據(jù)，然后在三維地質(zhì)建模軟件中，以軌跡數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將剖面之間的軌跡線連接起來，即建立被錯斷斷層的TIN模型和錯斷斷層的TIN模型，并導(dǎo)出這兩個模型的數(shù)據(jù)，得到三角形表和頂點表； 步驟二:對被錯斷斷層的TIN模型和錯斷斷層的TIN模型進行布爾求交運算，提取被錯斷斷層和錯斷斷層的2條相交線，即為被錯斷斷層復(fù)原建模的2條標志線； 步驟三:將標志線穿過所有勘探線剖面形成的交點作為該標志線的特征點，設(shè)勘探線剖面的數(shù)量為M個，則交點同樣為M個，而2條標志線上在同一勘探線剖面上有2個特征點，這2個特征點構(gòu)成特征點對，共有M對，所有的特征點對構(gòu)成特征點對集合； 步驟四:以每條標志線上的每個特征點為分段標志，將兩個相鄰特征點之間的線段按照等長微分的方式微分成多段，得到微分點對集合； 步驟五:對于被錯斷斷層的TIN模型所有頂點，以2條標志線上相對應(yīng)的微分點組成的矢量作為復(fù)原向量； 步驟六:構(gòu)造衰減函數(shù)來模擬因待復(fù)原點遠離標志線而距離增大造成復(fù)原向量模減小的衰減，并求出衰減系 數(shù)； 步驟七:根據(jù)步驟五中得到的復(fù)原向量和步驟六中得到的衰減系數(shù)求取TIN模型所有頂點的復(fù)原后坐標，并更新頂點表，原始的三角形表和更新后的頂點表聯(lián)合組成的TIN模型為被錯斷斷層的復(fù)原模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟二中，通過TIN模型布爾求交運算，提取被錯斷斷層和錯斷斷層的2條相交線，即被錯斷斷層復(fù)原建模的2條標志線，數(shù)學(xué)表達式為:
L = Tni n Tc 式中，Tn^P Τ。分別代表以TIN模型離散表達的被錯斷斷層即主裂面和錯斷斷層即切割面的TIN模型曲面，LS Tm和Τ。的相交線即標志線，這樣求得的標志線L有2條，用L1和L2分別表不。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步驟三中，在每一勘探線剖面圖上提取2條標志線的所有拐點組成有序的特征點，2條標志線上的特征點兩兩配對組成特征點對集合A、A2:
A1= (QmIm = O, I, 2,..., M-l}, A2 = {Qn| η = O, 1，2，...，M-1} 式中，A1和A2為特征點集合，m和η為特征點序號，M為標志線段數(shù)，Qm和Qn為特征點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步驟四中，將標志線L1和L2的M段微分成N小段得到ΜΝ+1個微分點，得到微分點集合B2:
B1= {Plk|k = 0，l，2，...，MN}，B2= {P2k|k = O，1，2，...，MN} 式中，B1和B2為微分點集合，k為微分點序號,M為標志線段數(shù),N為標志線每一段微分段數(shù)，Plk和P2k為微分點，且特征點集A1 e B1, A2 e B20
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步驟五中，平移所有組成標志線的微分點來進行標志線的復(fù)原，平移的方向和距離即為復(fù)原向量R，標志線上微分APlk、P2k的復(fù)原后坐標用下面的等式來表示:Clk2k — Plk+ (P2k_Plk) /2
Gklk — P2k+ (Plk_P2k) /2 式中，Clk2k表示集合B1中的點往L2—側(cè)平移后的坐標；(P2k-Plk)/2為集合B1中的點的復(fù)原向量；C2klk表示集合B2中的點往L1 一側(cè)平移后的坐標；(Plk-P2k)/2為集合B2中的點的復(fù)原向量； 然后將TIN模型中三角形的任意頂點稱之為待復(fù)原點，對于任意一待復(fù)原點Ptl,在搜索半徑r范圍之內(nèi)，在集合B1或集合B2中找到η個微分點作為其復(fù)原的參照點即代表點，采用距離平方反比法加權(quán)η個代表點的復(fù)原向量，從而得到Ptl的復(fù)原向量R:
式中，Cli為Ptl到集合B1或集合B2中微分點Pli或P2i的歐氏距離，Ri為代表點的復(fù)原向量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步驟六中，通過距離平方反比法加權(quán)離代表點的距離來計算待衰減距離dw:
式中，di為Pci到集合B1或集合B2中代表點Pli或P2i的歐氏距離，η為代表點的個數(shù)； 然后計算距離衰減系數(shù)w:
式中，dr為裳減半徑，dw為待裳減距尚。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的步驟七中，通過下列公式計算待復(fù)原點復(fù)原后坐標C1:
式中，Ctl為待復(fù)原點的復(fù)原前的坐標，R為對代表點進行距離平方反比加權(quán)得到的復(fù)原向量，w為距離衰減系數(shù)。
【文檔編號】G06T17/05GK104077810SQ201410298258
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】毛先成, 陳進, 吳澤權(quán) 申請人:中南大學(xué)