CN105760601B - 一种自动匹配序列剖面上的矿体边界线的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动匹配序列剖面上的矿体边界线的方法，对序列剖面上的矿体边界线进行等角度变距离投影处理以及拓扑分析，将序列剖面上的矿体边界线划分到不同的拓扑空间中；若在同一拓扑空间中有至少三条矿体边界线，根据空间点自适应算法，对同一拓扑空间的矿体边界线进行二次划分，使序列剖面中的矿体边界线一一对应，能够有效地解决非共面的序列剖面的矿体边界线自动对比剖分问题，为实现三维知识驱动自动构模奠定了坚实的基础。该方法有效的解决了非地质工作者无法判定不同剖面上矿体边界线所属矿体块段的问题，极大地消减了矿体建模的工作量，避免了在面对相同的剖面数据的情况下，不同的工作人员所建矿体模型各不相同的尴尬局面。

Description

一种自动匹配序列剖面上的矿体边界线的方法

技术领域

本申请涉及地质信息技术领域，尤其涉及一种自动匹配序列剖面上的矿体边界线的方法。

背景技术

从20世纪90年代初期开始，随着建模软件的兴起，在地学领域，人们开始以‘勘探线剖面图’等地质图件为基础数据，采用人工交互方式构建地质模型。

但是，这种建模方式需要太多的人工交互，故而随着人们对地质知识认知的逐渐深入和专业地质建模软件的逐渐成熟，地层模型、岩性模型等模型的构建所需要的人工交互量越来越少，甚至对于简单的地层模型、岩性模型和钻孔模型的构建已基本实现自动化。

尽管如此，时至今日矿体模型的构建仍然是以手工交互为主，造成这一现象的原因有两点：

第一点是矿体的空间几何形态极其不规则。

第二点是一个矿区的矿体由若干个独立块段组成。其表现在剖面图上，即为若干个不相交的矿体边界线。

对于第二点，传统的解决办法是由地质工作者将剖面图上的矿体边界线分门别类，归属于不同块段。

基于矿体边界线进行矿体建模是最常用的建模方法，但是对于矿体边界线的匹配往往采用人工方式，而且必须是地质工作者或者具有一定地质学知识的工作人员，因而矿体边界线的匹配效率较低，模型构建不够合理。

发明内容

本发明了提供了一种自动匹配序列剖面上的矿体边界线的方法，以解决经由人工匹配矿体边界线而导致的效率较低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动匹配序列剖面上的矿体边界线的方法，所述方法包括：

对序列剖面上的矿体边界线进行等角度变距离投影处理；

对所述序列剖面上的矿体边界线进行拓扑分析，将所述序列剖面上的矿体边界线划分到不同的拓扑空间中；

若在同一拓扑空间中有至少三条矿体边界线，根据空间点自适应算法，对所述同一拓扑空间的矿体边界线进行二次划分，使所述序列剖面中的矿体边界线一一对应，实现所述序列剖面上的矿体边界线的完全匹配。

优选的，所述对序列剖面上的矿体边界线进行等角度变距离投影处理，具体包括：

从所述序列剖面中确定出相邻两个勘探剖面；

基于所述相邻两个勘探剖面的勘探点坐标，计算出所述相邻两个勘探剖面之间的距离；

基于所述序列剖面中所有勘探剖面的矿体边界线的分布情况，确定整个矿区的矿床矿体的走向；

基于所述相邻两个勘探剖面之间的距离和所述矿床矿体的走向，确定所述相邻两个勘探剖面中的第一勘探剖面的矿体边界线在所述相邻两个勘探剖面中的第二勘探剖面上的投影位置，以使所述相邻两个勘探剖面上的矿体边界线集合在同一平面。

优选的，在所述同一平面上，所述第一勘探剖面的矿体边界线和所述第二勘探剖面的矿体边界线存在相交、相离、包含三种关系。

优选的，所述对所述序列剖面上的矿体边界线进行拓扑分析，具体为：

采用拓扑分析将所述同一平面上的矿体边界线分别划分到各自的拓扑空间中。

优选的，所述采用拓扑分析将所述同一平面上的矿体边界线划分到不同的拓扑空间中，具体包括：

将存在相交和包含关系的矿体边界线划分到同一拓扑空间中；

将存在相离关系的矿体边界线划分到另外的拓扑空间中。

优选的，所述同一拓扑空间中的矿体边界线满足一对一或一对多的关系。

优选的，所述若同一拓扑空间中有至少三条矿体边界线，根据空间点自适应算法，对所述同一拓扑空间的矿体边界线进行二次划分，使所述序列剖面中的矿体边界线一一对应，实现所述序列剖面上的矿体边界线的完全匹配，具体包括：

若所述同一拓扑空间中的矿体边界线存在一对多的关系，根据所述第一勘探剖面上的矿体边界线在第二勘探剖面上的投影位置的分布，对所述第二勘探剖面上的矿体边界线进行空间点插值；

将所述第二勘探剖面上的矿体边界线剖分成和所述第一勘探剖面上的矿体边界线的数目相等的新矿体边界线，所述新矿体边界线与所述第一勘探剖面的矿体边界线相对应，从而实现所述序列剖面中的矿体边界线的完全匹配。

优选的，所述基于所述第一勘探剖面上的矿体边界线的数目，将所述第二勘探剖面上的矿体边界线剖分成和所述第一勘探剖面上的矿体边界线的数目相等的新矿体边界线，所述新矿体边界线与所述第一勘探剖面的矿体边界线相对应，从而实现所述序列剖面中的矿体边界线的完全匹配，具体为：

在所述同一平面上，基于所述第一勘探剖面上的m条矿体边界线，将所述第二勘探剖面上的矿体边界线剖分成m条邻接的新矿体边界线，所述m条邻接的新矿体边界线分别与所述第一勘探剖面的m条矿体边界线相对应，从而实现所述序列剖面中的矿体边界线的完全匹配。

优选的，所述将所述第二勘探剖面上的矿体边界线剖分成m条邻接的新矿体边界线之后，所述方法还包括：

将所有具有相同类别属性的矿体边界线提取到同一图层，得到多个矿体边界线的集合，每个矿体边界线的集合就是一个矿体块段。

优选的，所述对序列剖面上的矿体边界线进行等角度变距离投影处理之前，所述方法还包括：

对所述序列剖面上的矿体边界线进行预处理。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种自动匹配序列剖面上的矿体边界线的方法，对序列剖面上的矿体边界线进行等角度变距离投影处理；对序列剖面上的矿体边界线进行拓扑分析，将序列剖面上的矿体边界线划分到不同的拓扑空间中；若在同一拓扑空间中有至少三条矿体边界线，根据空间点自适应算法，对同一拓扑空间的矿体边界线进行二次划分，使序列剖面中的矿体边界线一一对应，能够有效地解决非共面的序列剖面的矿体边界线自动对比剖分问题，为实现三维知识驱动自动构模奠定了坚实的基础。该方法有效的解决了非地质工作者无法判定不同剖面上矿体边界线所属矿体块段的问题，极大地消减了矿体建模的工作量，避免了在面对相同的剖面数据的情况下，不同的工作人员所建矿体模型各不相同的尴尬局面。

附图说明

图1为本发明实施例中一种自动匹配序列剖面上的矿体边界线的方法流程图；

图2为本发明实施例中1号剖面到相邻的2号剖面的投影图；

图3为本发明实施例中同一拓扑空间中对矿体边界线进行空间点插值后形成的边界匹配图；

图4为本发明实施例中的示例流程图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

本发明涉及了一种自动匹配序列剖面上的矿体边界线的方法，本发明的设计思路是：以固体矿产矿体的圈定规则为基础，结合矿体剖面建模知识，通过等角度变距离投影与拓扑分析划分序列剖面上的矿体边界线，形成不同的拓扑空间区域。序列剖面中的所有勘探剖面相互为非共面剖面(非共面剖面的含义是不在同一水平面的剖面)，即：序列剖面中的所有勘探剖面都是处于不同的水平面的剖面。若同一拓扑空间中有两个以上的矿体边界线，再根据空间点自适应算法，对同一拓扑空间区域的矿体边界线进行二次划分，使非共面剖面上的矿体边界线一一对应，实现序列剖面的矿体边界线的完全匹配。

本发明的方法能够有效地解决非共面的序列剖面的矿体边界线自动对比剖分问题，为实现三维知识驱动自动构模奠定了坚实的基础。该方法有效的解决了非地质工作者无法判定不同剖面上矿体边界线所属矿体块段的问题，极大地消减了矿体建模的工作量，避免了在面对相同的剖面数据的情况下，不同的工作人员所建矿体模型各不相同的尴尬局面。

本发明所采用的技术方案请参看图1所示。

S1，对序列剖面上的矿体边界线进行等角度变距离投影处理。

在此之前，会对序列剖面上的矿体边界线进行预处理。具体来说，先对输入的勘探线剖面图中的矿体边界线图元(图元就是指的矿体边界线。一个勘探线剖面图中包含许多类型的图元，有注释作用的文字图元，也有线类型的地层线图元和矿体边界线图元，还有面类型的图元和点类型的图元。这里的提取图元其实就是提取勘探线剖面图中的矿体边界线(属于线图元))进行提取。在提取线图元时，要考虑矿体边界线信息的全面性，即提取的线图元应包含所属勘探线编号、矿体边界线ID和线上点的几何属性。

本发明首先解释等角度变距离投影处理的含义。

所谓变距离，是指根据相邻两个勘探剖面(所有勘探剖面都是平行的，但勘探间距不一样)的勘探点坐标计算出相邻两个勘探剖面之间的距离。所谓等角度，是指根据序列剖面图上的矿体边界线的分布情况确定整个矿区矿床矿体的走向。根据剖面距离和矿床矿体走向可以确定剖面上矿体边界线投影到下一剖面上的位置，从而实现了序列剖面上线对象在同一平面的集合。

由于序列剖面是相互平行的，因此只需计算第一个剖面的剖面方程，根据相邻剖面的距离可以得到后续剖面的剖面方程，又由于该方法对于剖面投影采用的是等角度投影法，只需计算一次前两个投影面的解析关系式，根据剖面距离可以得到后续的投影面之间的解析关系式，因此极大的减少了剖面投影的计算量。

因此，在S1的具体实施过程中，对序列剖面上的矿体边界线进行等角度变距离投影处理，具体包括：

从序列剖面中确定出相邻两个勘探剖面(所有勘探剖面都是平行的，但勘探间距不一样)；

基于相邻两个勘探剖面的勘探点坐标，计算出相邻两个勘探剖面之间的距离；

基于序列剖面中所有勘探剖面的矿体边界线的分布情况，确定整个矿区的矿床矿体的走向；

基于相邻两个勘探剖面之间的距离和矿床矿体的走向，确定相邻两个勘探剖面中的第一勘探剖面的矿体边界线在相邻两个勘探剖面中的第二勘探剖面上的投影位置，以使相邻两个勘探剖面上的矿体边界线集合在同一平面。可根据“属性相同的结点属于同一矿体边界线”这一原则在第二勘探剖面上重组第一勘探剖面的矿体边界线。

S2，对序列剖面上的矿体边界线进行拓扑分析，将序列剖面上的矿体边界线划分到不同的拓扑空间中。

拓扑学，是近代发展起来的一个研究连续性现象的数学分支。

拓扑空间，是欧几里得空间的一种推广，即给定任意一个集，在它的每一点赋予一种确定的邻近结构便成为一个拓扑空间。

拓扑分析，是描述空间数据间的相互关系的一种方法，其在拓扑几何学上主要是分析点、线、面之间空间关系，即用结点、弧段、多边形和岛所表示的实体之间的邻接、关联、包含和连通关系。如：点与点的邻接关系、点与面的包含关系、线与面的相离关系、面与面的重合关系等。

具体来说，在同一平面上，第一勘探剖面的矿体边界线和第二勘探剖面的矿体边界线存在相交、相离、包含三种关系。

因此，在对序列剖面上的矿体边界线进行拓扑分析时，具体是采用拓扑分析将同一平面上的矿体边界线划分到不同的拓扑空间中。而由于在同一平面上，第一勘探剖面的矿体边界线和第二勘探剖面的矿体边界线存在相交、相离、包含三种关系。因此，在划分拓扑空间时，将存在相交和包含关系的矿体边界线划分到同一拓扑空间中；将存在相离关系的矿体边界线分别划分到各自的拓扑空间中。

而在同一拓扑空间中的矿体边界线满足一对一或一对多的关系。

具体来说，在同一拓扑空间中，只可能存在两种不同类型的矿体边界线，即分属于不同勘探剖面的矿体边界线，这时所属于第一勘探剖面上的矿体边界线数目为1，第二勘探剖面上的矿体边界线数目有多个，这就是所谓的一对多。当然，反之亦然，即二勘探剖面上的矿体边界线数目为1，第一勘探剖面上的矿体边界线数目有多个。

S3，若在同一拓扑空间中有至少三条矿体边界线，根据空间点自适应算法，对同一拓扑空间的矿体边界线进行二次划分，使序列剖面中的矿体边界线一一对应，实现序列剖面上的矿体边界线的完全匹配。

若在同一拓扑空间中有至少三条矿体边界线，则表示同一拓扑空间中矿体边界线存在一对多(1:m)关系的情况。即：第一勘探剖面上的矿体边界线数目：第二勘探剖面上的矿体边界线数目＝1：m(或者m：1)。

在此情况下，根据第一勘探剖面上的矿体边界线在第二勘探剖面上的投影位置的分布，对第二勘探剖面上的矿体边界线进行空间点插值；

将第二勘探剖面上的矿体边界线剖分成和第一勘探剖面上的矿体边界线的数目相等的新矿体边界线，新矿体边界线与第一勘探剖面的矿体边界线相对应，从而实现序列剖面中的矿体边界线的完全匹配。

具体来说，若第一勘探剖面上具有m条矿体边界线，那么在同一平面上，基于第一勘探剖面上的m条矿体边界线，将第二勘探剖面上的矿体边界线剖分成m条邻接的新矿体边界线(所谓邻接，就是指拥有公共边界，原来的矿体边界线是一个封闭的线圈，在这个线圈中加几条线段，就可以创造出多个新的线圈，也就是新矿体边界线)，分别与第一勘探剖面的m个矿体边界线相匹配，并将相匹配的矿体边界线赋予相同的分类属性。因此，m条邻接的新矿体边界线分别与第一勘探剖面的m条矿体边界线相对应，从而实现序列剖面中的矿体边界线的完全匹配。

在此之后，还可提取匹配完成的矿体边界线，即：对所有具有相同类别属性的矿体边界线，提取到同一图层，得到多个矿体线圈(线圈，是矿体边界线的简称)集合，每个矿体线圈集合就是一个矿体块段。

为了进一步解释和说明本发明，下面请参具体的附图。

图2所示为第一勘探剖面(即1号剖面)上三个矿体边界线在第二勘探剖面(即2号剖面)上的投影。在同一投影面上，第一勘探剖面上矿体边界线与第二勘探剖面上矿体边界线存在相交、相离和包含三种关系，将存在相交和包含关系的矿体边界线划分为同一拓扑空间。在同一拓扑空间中有两个以上的矿体边界线，即存在一对多的关系，对同一类别属性的矿体边界线进行空间点插值，构建多个新的矿体线圈，实现矿体边界线的二次对比剖分。如图2存在一对三的关系，根据1号剖面上矿体边界线在2号剖面上的分布情况，对2号剖面上矿体边界线进行空间点插值，形成a、b、c三个邻接的新矿体边界线，分别与1号剖面上1、2、3三个矿体边界线对应，从而完成矿体边界线的自动匹配，如图3所示。

下面使用具体的实施例对本发明进行说明。

步骤1，输入某个矿区的序列剖面集合S。

该集合由n个连续平行平面构成。因此，S＝{Si}(1≤i≤n)，Si为勘探剖面，Si上的矿体边界线总数＝SUMi(1≤i≤n)，Si剖面上的矿体边界线编号为Sik(1≤k≤Sumi)。

步骤2，选择相邻两剖面Si和Si+1，根据两剖面的勘探点坐标计算两勘探剖面之间的距d，根据所有剖面图上的矿体边界线的分布情况确定整个矿区矿床矿体的走向α；

步骤3，根据剖面距离d和矿床矿体走向α，将Si上的矿体边界线结点投影到Si+1，在Si+1上重组还原Si矿体边界线，得到投影剖面Pi(1≤i≤n-1)；

步骤4，在Pi平面上，将拓扑关系为相交或包含的矿体边界线划分为同一拓扑空间SiPh，SiPh中有h个矿体边界线。

其中，1≤i≤min{Si剖面线圈总数，Si+1剖面线圈总数}。

步骤5，判断是否h＞2。

若SiPh中矿体边界线数量小于等于2，说明相邻剖面上矿体边界线的对应关系为1:1，即每一区SiPh的Si和Si+1均只有一个矿体边界线，匹配完成，不需要对SiPh进行二次划分。那么，则转到步骤8。

步骤6，若SiPh中矿体边界线数量h大于2，说明拓扑空间SiPh中的矿体边界线存在一对多(1:m)关系，根据剖面Si上m个矿体边界线在剖面Si+1上的分布，对剖面Si+1上的矿体边界线进行空间点插值，将其剖分为m个邻接的新矿体边界线，分别与剖面Si上m个矿体边界线相匹配，并将相匹配的线圈赋予相同的分类属性。

步骤7，判断是否i＜n。

若是，则重复步骤2-6，完成所有剖面上矿体边界线的匹配。

若否，转到步骤8，对所有具有相同类别属性的矿体边界线，提取到同一图层，得到多个矿体线圈集合，每个矿体线圈集合就是一个矿体块段。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种自动匹配序列剖面上的矿体边界线的方法，对序列剖面上的矿体边界线进行等角度变距离投影处理；对序列剖面上的矿体边界线进行拓扑分析，将序列剖面上的矿体边界线划分到不同的拓扑空间中；若在同一拓扑空间中有至少三条矿体边界线，根据空间点自适应算法，对同一拓扑空间的矿体边界线进行二次划分，使序列剖面中的矿体边界线一一对应，能够有效地解决非共面的序列剖面的矿体边界线自动对比剖分问题，为实现三维知识驱动自动构模奠定了坚实的基础。该方法有效的解决了非地质工作者无法判定不同剖面上矿体边界线所属矿体块段的问题，极大地消减了矿体建模的工作量，避免了在面对相同的剖面数据的情况下，不同的工作人员所建矿体模型各不相同的尴尬局面。

该方法能在各种基于剖面的三维建模软件中推广使用，能解决各种类型矿体的边界线匹配问题。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种自动匹配序列剖面上的矿体边界线的方法，其特征在于，所述方法包括：

对序列剖面上的矿体边界线进行等角度变距离投影处理；所述对序列剖面上的矿体边界线进行等角度变距离投影处理，具体包括：从所述序列剖面中确定出相邻两个勘探剖面；基于所述相邻两个勘探剖面的勘探点坐标，计算出所述相邻两个勘探剖面之间的距离；基于所述序列剖面中所有勘探剖面的矿体边界线的分布情况，确定整个矿区的矿床矿体的走向；基于所述相邻两个勘探剖面之间的距离和所述矿床矿体的走向，确定所述相邻两个勘探剖面中的第一勘探剖面的矿体边界线在所述相邻两个勘探剖面中的第二勘探剖面上的投影位置，以使所述相邻两个勘探剖面上的矿体边界线集合在同一平面；

对所述序列剖面上的矿体边界线进行拓扑分析，将所述序列剖面上的矿体边界线划分到不同的拓扑空间中；

若在同一拓扑空间中有至少三条矿体边界线，根据空间点自适应算法，对所述同一拓扑空间的矿体边界线进行二次划分，使所述序列剖面中的矿体边界线一一对应，实现所述序列剖面上的矿体边界线的完全匹配。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述同一平面上，所述第一勘探剖面的矿体边界线和所述第二勘探剖面的矿体边界线存在相交、相离、包含三种关系。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述序列剖面上的矿体边界线进行拓扑分析，具体为：

采用拓扑分析将所述同一平面上的矿体边界线划分到不同的拓扑空间中。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用拓扑分析将所述同一平面上的矿体边界线划分到不同的拓扑空间中，具体包括：

将存在相交和包含关系的矿体边界线划分到同一拓扑空间中；

将存在相离关系的矿体边界线分别划分到各自的拓扑空间中。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述同一拓扑空间中的矿体边界线满足一对一或一对多的关系。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述若同一拓扑空间中有至少三条矿体边界线，根据空间点自适应算法，对所述同一拓扑空间的矿体边界线进行二次划分，使所述序列剖面中的矿体边界线一一对应，实现所述序列剖面上的矿体边界线的完全匹配，具体包括：

若所述同一拓扑空间中的矿体边界线存在一对多的关系，根据所述第一勘探剖面上的矿体边界线在第二勘探剖面上的投影位置的分布，对所述第二勘探剖面上的矿体边界线进行空间点插值；

将所述第二勘探剖面上的矿体边界线剖分成和所述第一勘探剖面上的矿体边界线的数目相等的新矿体边界线，所述新矿体边界线与所述第一勘探剖面的矿体边界线相对应，从而实现所述序列剖面中的矿体边界线的完全匹配。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一勘探剖面上的矿体边界线的数目，将所述第二勘探剖面上的矿体边界线剖分成和所述第一勘探剖面上的矿体边界线的数目相等的新矿体边界线，所述新矿体边界线与所述第一勘探剖面的矿体边界线相对应，从而实现所述序列剖面中的矿体边界线的完全匹配，具体为：

在所述同一平面上，基于所述第一勘探剖面上的m条矿体边界线，将所述第二勘探剖面上的矿体边界线剖分成m条邻接的新矿体边界线，所述m条邻接的新矿体边界线分别与所述第一勘探剖面的m条矿体边界线相对应，从而实现所述序列剖面中的矿体边界线的完全匹配。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述第二勘探剖面上的矿体边界线剖分成m条邻接的新矿体边界线之后，所述方法还包括：

将所有具有相同类别属性的矿体边界线提取到同一图层，得到多个矿体边界线的集合，每个矿体边界线的集合就是一个矿体块段。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对序列剖面上的矿体边界线进行等角度变距离投影处理之前，所述方法还包括：

对所述序列剖面上的矿体边界线进行预处理。