CN106707363A - 一种确定三维数字露头地质模型的方法及*** - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种确定三维数字露头地质模型的方法及***。所述包括：获取目的露头的地形特征信息，将目的露头划分为至少一个直立区露头、至少一个平躺区露头，以及地表浅层露头；确定目的露头的地质信息；分别确定直立区露头的空间定位数据、平躺区露头的空间定位数据和地表浅层露头的空间定位数据；分别确定直立区露头的三维数据体、平躺区露头的三维数据体和地表浅层露头的三维数据体；基于目的露头的地质信息、直立区露头的三维数据体、平躺区露头的三维数据体和地表浅层露头的三维数据体，确定目的露头的三维数字露头地质模型。可以提高确定的三维数字露头地质模型的可靠性。

Description

一种确定三维数字露头地质模型的方法及***

技术领域

本申请涉及地质勘探与油气勘探技术领域，特别涉及一种确定三维数字露头地质模型的方法及***。

背景技术

露头是出露地表的地质体，可以作为地下储层的近似类比，对露头地质特征的研究是了解地下储层地质情况的重要手段。根据露头的地形特征，一般可以将露头划分为直立区露头、平躺区露头和地表浅层露头。建立三维数字露头地质模型是利用数字化设备采集露头的空间位置信息，将其与露头地质信息结合，得到具有露头地质信息的三维数据体。通过三维数字露头地质模型可以对露头地质特征进行直观的三维空间分析和重复研究。

现有技术中确定三维数字露头地质模型的方法的主要步骤是：利用光探测与测量(Ground-based light detection and ranging，Lidar)扫描仪采集目的露头的空间定位数据；对目的露头的空间定位数据进行汇编处理，得到目的露头的三维数据体；通过地质踏勘的方式对目的露头进行地质剖面实测，得到目的露头的地质信息；结合目的露头的地质信息，对目的露头的三维数据体进行地质标定处理，确定目的露头的三维数字露头地质模型。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：针对出露条件比较复杂的露头，其可能包括直立区露头、平躺区露头和地表浅层露头中的两种或三种类型的露头。Lidar扫描仪仅适用于对直立区露头进行扫描，无法对平躺区露头和地表浅层露头进行扫描。因此，针对出露条件比较复杂的露头，现有技术中采用的方法无法采集目的露头中平躺区露头的空间定位数据，可能导致所采集的目的露头的空间定位数据不完整，进而可能导致所确定的三维数字露头地质模型的可靠性较低。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种确定三维数字露头地质模型的方法及***，以提高确定的三维数字露头地质模型的可靠性。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种确定三维数字露头地质模型的方法及***是这样实现的：

一种确定三维数字露头地质模型的方法，包括：

获取目的露头的地形特征信息，根据所述地形特征信息，将所述目的露头划分为至少一个直立区露头、至少一个平躺区露头，以及地表浅层露头；

确定所述目的露头的地质信息；

利用预选第一组设备对所述直立区露头进行第一数据采集处理，确定所述直立区露头的空间定位数据；利用预选第二组设备对所述平躺区露头进行第二数据采集处理，确定所述平躺区露头的空间定位数据；利用预选第三组设备对所述地表浅层露头进行第三数据采集处理，确定所述地表浅层露头的空间定位数据；

基于所述直立区露头的空间定位数据确定所述直立区露头的三维数据体，基于所述平躺区露头的空间定位数据确定所述平躺区露头的三维数据体，以及基于所述地表浅层露头的空间定位数据确定所述地表浅层露头的三维数据体；

基于所述目的露头的地质信息、所述直立区露头的三维数据体、所述平躺区露头的三维数据体和所述地表浅层露头的三维数据体，确定所述目的露头的三维数字露头地质模型。

优选方案中，对所述目的露头进行地质剖面实测，确定所述目的露头的地质信息。

优选方案中，所述对目的露头进行地质剖面实测，获取所述目的露头的地质信息，包括：

获取所述目的露头的岩相类型特征信息；

根据所述岩相类型特征信息，将所述目的露头划分为多个小层，以及确定各个小层的厚度；

在每个所述小层上至少选取一个样品，确定所述样品的孔隙度和渗透率；

基于所述样品的孔隙度和渗透率，以及所述各个小层的厚度，确定所述目的露头的实测地质剖面信息；

基于所述实测地质剖面信息，在所述小层上进行侧向追踪处理，确定所述目的露头的地质信息。

优选方案中，所述地质信息包括：所述目的露头的岩相界面信息、层序界面信息、岩相尖灭点位置信息、断点位置信息以及层面产状信息。

优选方案中，所述预选第一组设备包括：光探测与测量扫描仪、全景拍摄仪器和动态全球卫星定位***。

优选方案中，所述利用预选第一组设备对所述直立区露头进行第一数据采集处理，确定所述直立区露头的空间定位数据，包括：

获取所述直立区露头的露头面的尺寸信息；

根据所述直立区露头的露头面尺寸信息，分别设定所述光探测与测量扫描仪的扫描次数和重叠范围，以及设定所述全景拍摄仪器的扫描次数和重叠范围；

基于所述光探测与测量扫描仪的扫描次数和重叠范围对所述直立区露头进行扫描操作，得到所述直立区露头的扫描数据；

基于所述全景拍摄仪器的扫描次数和重叠范围对所述直立区露头进行扫描操作，得到所述直立区露头的照片信息；

利用所述动态全球卫星定位***对所述直立区露头的露头面上至少三个预设标志点进行空间定位，得到所述预设标志点的位置信息；

将所述直立区露头的扫描数据、所述直立区露头的照片信息以及所述预设标志点的位置信息，作为所述直立区露头的空间定位数据。

优选方案中，所述预选第二组设备包括：动态全球卫星定位***和无人驾驶飞机。

优选方案中，所述利用预选第二组设备对所述平躺区露头进行第二数据采集处理，确定所述平躺区露头的空间定位数据，包括：

利用所述动态全球卫星定位***对所述平躺区露头上多个预设标靶进行空间定位，得到所述预设标靶的标靶位置信息；

获取所述平躺区露头的地质信息点，利用所述动态全球卫星定位***对所述平躺区露头的地质信息点进行空间定位，得到所述平躺区露头的地质信息点的位置信息；

利用所述无人驾驶飞机对所述平躺区露头进行拍摄操作，得到所述平躺区露头的照片信息；

将所述预设标靶的标靶位置信息、所述平躺区露头的地质信息点和所述平躺区露头的照片信息，作为所述平躺区露头的空间定位数据。

优选方案中，所述预选第三组设备包括：动态全球卫星定位***和探地雷达。

优选方案中，所述利用预选第三组设备对所述地表浅层露头进行第三数据采集处理，确定所述地表浅层露头的空间定位数据，包括：

设定所述地表浅层露头的地表测线范围和地表测线间隔；

利用所述动态全球卫星定位***对所述地表浅层露头的地表测线位置进行空间定位，得到所述地表测线位置信息；

根据所述地表浅层露头的地表测线范围和地表测线间隔，利用所述探地雷达对所述地表浅层露头进行探测操作，得到所述地表浅层露头的地层位置信息；

将所述地表测线位置信息和所述地层位置信息，作为所述地表浅层露头的空间定位数据。

一种确定三维数字露头地质模型的***，所述***包括：露头划分模块、地质信息确定模块、空间定位数据确定装置、三维数据体确定模块和露头地质模型确定模块；其中，

所述露头划分模块，用于获取目的露头的地形特征信息，根据所述地形特征信息，将所述目的露头划分为至少一个直立区露头、至少一个平躺区露头，以及地表浅层露头；

所述地质信息确定模块，用于确定所述目的露头的地质信息；

所述空间定位数据确定装置，包括：预选第一组设备、预选第二组设备和预选第三组设备；所述预选第一组设备用于对所述直立区露头进行第一数据采集处理，确定所述直立区露头的空间定位数据；所述预选第二组设备用于对所述平躺区露头进行第二数据采集处理，确定所述平躺区露头的空间定位数据；所述预选第三组设备用于对所述地表浅层露头进行第三数据采集处理，确定所述地表浅层露头的空间定位数据；

所述三维数据体确定模块，用于基于所述直立区露头的空间定位数据确定所述直立区露头的三维数据体，基于所述平躺区露头的空间定位数据确定所述平躺区露头的三维数据体，以及基于所述地表浅层露头的空间定位数据确定所述地表浅层露头的三维数据体；

所述露头地质模型确定模块，用于基于所述目的露头的地质信息、所述直立区露头的三维数据体、所述平躺区露头的三维数据体和所述地表浅层露头的三维数据体，确定所述目的露头的三维数字露头地质模型。

优选方案中，所述地质信息确定模块，包括：岩相类型特征信息获取模块、小层划分模块、样品信息确定模块、实测地质剖面信息确定模块和侧向追踪处理模块；其中，

所述岩相类型特征信息获取模块，用于获取所述目的露头的岩相类型特征信息；

所述小层划分确定模块，用于根据所述岩相类型特征信息，将所述目的露头划分为多个小层，以及确定各个小层的厚度；

所述样品信息确定模块，用于在每个所述小层上至少选取一个样品，确定所述样品的孔隙度和渗透率；

所述实测地质剖面信息确定模块，用于基于所述样品的孔隙度和渗透率，以及所述各个小层的厚度，确定所述目的露头的实测地质剖面信息；

所述侧向追踪处理模块，用于基于所述地质剖面数据，在所述小层上进行侧向追踪处理，确定所述目的露头的地质信息。

本申请实施例提供了一种确定三维数字露头地质模型的方法及***，根据目的露头中不同类型的露头区域，例如直立区露头、平躺区露头以及地表浅层露头，选取相应的设备对其进行数据采集。针对出露条件比较复杂的露头，采用本申请方法不仅可以采集目的露头中直立区露头的空间定位数据，还可以采集目的露头中平躺区露头和地表浅层露头的空间定位数据，可以保证所采集的目的露头的空间定位数据的完整性，进而可以提高所确定的三维数字露头地质模型的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一种确定三维数字露头地质模型的方法实施例的流程图；

图2是本申请确定三维数字露头地质模型的***实施例的组成结构图；

图3是本申请确定三维数字露头地质模型的***实施例中地质信息确定模块的组成结构图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种确定三维数字露头地质模型的方法及***。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1是本申请一种确定三维数字露头地质模型的方法实施例的流程图。如图1所示，所述确定三维数字露头地质模型的方法，包括以下步骤。

步骤S101：获取目的露头的地形特征信息，根据所述地形特征信息，将所述目的露头划分为至少一个直立区露头、至少一个平躺区露头，以及地表浅层露头。

具体地，通过露头地形考察的方式，可以获取所述目的露头的地形特征信息。所述地形特征信息可以包括：所述目的露头的露头面与地平面的角度。根据所述目的露头的露头面与地平面的角度，可以将所述目的露头划分为至少一个直立区露头、至少一个平躺区露头，以及与地表浅层露头。可以将露头面与地平面的角度大于45度且位于地表以上的露头划分为所述直立区露头。可以将露头面与地平面的角度小于45度且位于地表以上的露头划分为所述平躺区露头。可以将露头面与地平面的角度小于45度且位于地表以下的露头划分为所述地表浅层露头。所述地表浅层露头的地下深度范围可以为20米以内。

步骤S102：确定所述目的露头的地质信息。

具体地，对所述目的露头进行地质剖面实测，可以确定所述目的露头的地质信息。所述目的露头的地质信息可以包括：所述直立区露头的地质信息、所述平躺区露头的地质信息和所述地表浅层的地质信息。所述地质信息可以包括：所述目的露头的岩相界面信息、层序界面信息、岩相尖灭点位置信息、断点位置信息以及层面产状信息。

在一种实施方式中，所述对目的露头进行地质剖面实测，获取所述目的露头的地质信息，可以包括：可以获取所述目的露头的岩相类型特征信息；根据所述岩相类型特征信息，可以将所述目的露头划分为多个小层，以及可以确定各个小层的厚度；在每个所述小层上至少选取一个样品，可以确定所述样品的孔隙度和渗透率；基于所述样品的孔隙度和渗透率，以及所述各个小层的厚度，可以确定所述目的露头的实测地质剖面信息；基于所述实测地质剖面信息，在所述小层上进行侧向追踪处理，可以确定所述目的露头的地质信息。

所述岩相类型特征信息可以包括：岩石结构类型、矿物成分、沉积结构、层厚、岩石颗粒类型与含量，以及岩石颗粒尺寸。所述实测地质剖面信息可以表示所述目的露头中垂直地面的剖面地质信息。

进一步地，可以利用放大镜对露头面进行观察，获取所述目的露头的岩相类型特征信息。

进一步地，所述根据岩相类型特征信息，将所述目的露头划分为多个小层，可以包括：根据所述岩相类型特征信息，可以确定所述目的露头的多种岩相类型；可以将所述目的露头的多种岩相类型中的一种岩相类型对应的岩层划分为一个小层。

需要说明的是，步骤S102可以在步骤S103之前或之后，也可以在步骤S104之前或之后，本申请对此并不作出限定。

步骤S103：利用预选第一组设备对所述直立区露头进行第一数据采集处理，确定所述直立区露头的空间定位数据。利用预选第二组设备对所述平躺区露头进行第二数据采集处理，确定所述平躺区露头的空间定位数据。利用预选第三组设备对所述地表浅层露头进行第三数据采集处理，确定所述地表浅层露头的空间定位数据。

光探测与测量(Ground-based light detection and ranging，Lidar)扫描仪的工作原理是利用激光双程旅行时测距计算高程，结合激光激发仪坐标，通过激光束对露头的露头面进行逐点逐层扫描，对露头上的采样点进行空间定位。该设备通常放置于地表一支架上，仅能对前方物体进行扫描，因此，可以用于对整个直立区露头进行扫描，无法用于对平躺区露头的上表面进行扫描，也无法用于对整个地表浅层露头进行扫描。

动态全球卫星定位***(RTK-GPS)可以包括一个基站和一个移动站，其工作原理是利用基站与卫星的交互，校正移动站的位置，可以用于对平躺区露头的采样点和典型界面进行空间定位，也可以用于对直立区露头的露头面上的标志点或预设标靶进行空间定位，还可以用于对地表浅层露头的地表测线位置进行空间定位。

探地雷达(Ground-penetrating radar，GPR)的工作原理是：所述GPR中的激发器激发出电磁波，所述GPR中的接收器接收所述电磁波。通过激发器和接收器的平移可以得到地表浅层露头的二维或三维数据体。利用所述GPR可以对地下约20米范围内的地质体的典型界面和采样点空间定位。

全景拍摄仪器(Gigapan)和无人驾驶飞机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)都是高分辨率照片采集仪器，可以用于控制照相机的转动或移动，以实现对位于地表以上的露头进行照片采集。其中，所述Gigapan通常放置于地表一支架上，可以用于对直立区露头的露头面进行拍摄。所述UAV可以用于在空中对平躺区露头的露头面进行拍摄。

所述预选第一组设备可以包括：Lidar扫描仪、Gigapan和RTK-GPS。所述预选第二组设备可以包括：RTK-GPS和UAV。所述预选第三组设备可以包括：RTK-GPS和GPR。

所述利用预选第一组设备对所述直立区露头进行第一数据采集处理，确定所述直立区露头的空间定位数据，具体可以包括：获取所述直立区露头的露头面的尺寸信息；根据所述直立区露头的露头面尺寸信息，可以分别设定所述Lidar扫描仪的扫描次数和重叠范围，以及设定所述Gigapan的扫描次数和重叠范围。基于所述Lidar扫描仪的扫描次数和重叠范围对所述直立区露头进行扫描操作，可以得到所述直立区露头的扫描数据；基于所述Gigapan的扫描次数和重叠范围对所述直立区露头进行扫描操作，可以得到所述直立区露头的照片信息；利用所述RTK-GPS对所述直立区露头的露头面上至少三个预设标志点进行空间定位，可以得到所述预设标志点的位置信息；可以将所述直立区露头的扫描数据、所述直立区露头的照片信息以及所述预设标志点的位置信息，作为所述直立区露头的空间定位数据。

所述至少三个预设标志点可以不在同一个平面上。所述预设标志点可以是所述直立区露头的露头面上具有标识作用的岩石。

进一步地，所述采集所述直立区露头的扫描数据过程中，所述Lidar扫描仪的相邻两次扫描的露头区域可以有重叠。所述采集所述直立区露头的照片信息过程中，相邻两个照片可以有重叠。所述预设标志点可以表示所述直立区露头的露头面上具有标识作用的控制点。

所述利用预选第二组设备对所述平躺区露头进行第二数据采集处理，确定所述平躺区露头的空间定位数据，可以包括：利用所述RTK-GPS对所述平躺区露头上多个预设标靶进行空间定位，可以得到所述预设标靶的标靶位置信息；可以获取所述平躺区露头的地质信息点，利用所述RTK-GPS对所述平躺区露头的地质信息点进行空间定位，可以得到所述平躺区露头的地质信息点的位置信息；利用所述UAV对所述平躺区露头进行拍摄操作，可以得到所述平躺区露头的照片信息；可以将所述预设标靶的标靶位置信息、所述平躺区露头的地质信息点的位置信息和所述平躺区露头的照片信息，作为所述平躺区露头的空间定位数据。所述平躺区露头的地质信息点可以包括：所述平躺区露头的取样点、岩相界面点、层序界面点和断点。

所述预设标靶可以是所述平躺区露头的露头面上预先设置的具有标识作用的标靶。

进一步地，可以通过露头地质勘探的方式，获取所述平躺区露头的地质信息点。

所述利用预选第三组设备对所述地表浅层露头进行第三数据采集处理，确定所述地表浅层露头的空间定位数据，可以包括：可以设定所述地表浅层露头的地表测线范围和地表测线间隔；利用所述RTK-GPS对所述地表浅层露头的地表测线位置进行空间定位，可以得到所述地表测线位置信息；根据所述地表浅层露头的地表测线范围和地表测线间隔，利用所述GPR对所述地表浅层露头进行探测操作，可以得到所述地表浅层露头的地层位置信息；可以将所述地表测线位置信息和所述地层位置信息，作为所述地表浅层露头的空间定位数据。

步骤S104：基于所述直立区露头的空间定位数据确定所述直立区露头的三维数据体，基于所述平躺区露头的空间定位数据确定所述平躺区露头的三维数据体，以及基于所述地表浅层露头的空间定位数据确定所述地表浅层露头的三维数据体。

具体地，所述基于直立区露头的空间定位数据确定所述直立区露头的三维数据体，可以包括：可以对所述直立区露头的空间定位数据中直立区露头的扫描数据进行第一拼接处理；可以对所述直立区露头的空间定位数据中直立区露头的照片信息进行第二拼接处理；基于所述直立区露头的空间定位数据中预设标志点的位置信息、所述第一拼接处理后的扫描数据和所述第二拼接处理后的照片信息，可以确定所述直立区露头的三维数据体。所述直立区露头的三维数据体的坐标系与所述RTK-GPS的坐标系相同。

在一种实施方式中，所述第一拼接处理，可以包括：针对所述直立区露头的扫描数据，可以基于其相邻两次扫描的露头重叠区域中三个特征点的扫描数据进行拼接处理。

在一种实施方式中，所述第二拼接处理，可以包括：针对所述直立区露头的照片信息，可以基于其相邻两次拍摄的照片中重叠的照片信息进行拼接处理。

所述基于平躺区露头的空间定位数据确定所述平躺区露头的三维数据体，可以包括：可以对所述平躺区露头的空间定位数据中平躺区露头的照片信息进行第三拼接处理；基于所述平躺区露头的空间定位数据中预设标靶的标靶位置信息和所述第三拼接处理后的照片信息，可以确定所述平躺区露头的三维数据体。所述平躺区露头的三维数据体的坐标系与所述RTK-GPS的坐标系相同。

在一种实施方式中，所述第三拼接处理，可以包括：针对所述平躺区露头的照片信息，可以基于其相邻两次拍摄的照片中重叠的照片信息进行拼接处理。

所述地表浅层露头的空间定位数据是利用GPR直接得到的，可以直接将所述地表浅层露头的空间定位数据作为所述地表浅层露头的三维数据体。

步骤S105：基于所述目的露头的地质信息、所述直立区露头的三维数据体、所述平躺区露头的三维数据体和所述地表浅层露头的三维数据体，确定所述目的露头的三维数字露头地质模型。

具体地，基于所述目的露头的地质信息中直立区露头的地质信息，可以对所述直立区露头的三维数据体进行第一地质标定处理，可以确定所述直立区露头的三维数字露头地质数据。基于所述目的露头的地质信息中平躺区露头的地质信息，可以对所述平躺区露头的三维数据体进行第二地质标定处理，可以确定所述平躺区露头的三维数字露头地质数据。基于所述目的露头的地质信息中地表浅层露头的地质信息，可以对所述地表浅层露头的三维数据体进行第三地质标定处理，可以确定所述地表浅层露头的三维数字露头地质数据。基于所述直立区露头的三维数字露头地质数据、所述平躺区露头的三维数字露头地质数据和所述地表浅层露头的三维数字露头地质数据，可以确定所述目的露头的三维数字露头地质模型。

进一步地，所述基于目的露头的地质信息中直立区露头的地质信息，对所述直立区露头的三维数据体进行第一地质标定处理，确定所述直立区露头的三维数字露头地质数据，可以包括：基于所述直立区露头的地质信息中断层位置信息和层面产状信息，对所述直立区露头的三维数据体进行追踪解释处理，可以确定所述直立区露头的三维数字露头地质数据。

进一步地，所述基于目的露头的地质信息中平躺区露头的地质信息，对所述平躺区露头的三维数据体进行第二地质标定处理，确定所述平躺区露头的三维数字露头地质数据，可以包括：基于所述平躺区露头的地质信息中断点位置信息和层面位置信息，对所述平躺区露头的三维数据体进行汇编处理，可以确定所述平躺区露头的三维数字露头地质数据。

进一步地，所述基于所述目的露头的地质信息中地表浅层露头的地质信息，对所述地表浅层露头的三维数据体进行第三地质标定处理，确定所述地表浅层露头的三维数字露头地质数据，可以包括：基于所述地表浅层露头的地质信息中岩相界面信息、层序界面信息和岩相尖灭点位置信息，对所述地表浅层露头的三维数据体进行层面结构解释处理，可以确定所述地表浅层露头的三维数字露头地质数据。

进一步地，所述基于直立区露头的三维数字露头地质数据、平躺区露头的三维数字露头地质数据和地表浅层露头的三维数字露头地质数据，确定所述目的露头的三维数字露头地质模型，可以包括：将所述直立区露头的三维数字露头地质数据、所述平躺区露头的三维数字露头地质数据和所述地表浅层露头的三维数字露头地质数据进行层面线整合处理，可以确定所述目的露头的三维数字露头地质模型。

所述确定三维数字露头地质模型的方法实施例，根据目的露头中不同类型的露头区域，例如直立区露头、平躺区露头以及地表浅层露头，选取相应的设备对其进行数据采集。针对出露条件比较复杂的露头，采用本申请方法不仅可以采集目的露头中直立区露头的空间定位数据，还可以采集目的露头中平躺区露头和地表浅层露头的空间定位数据，可以保证所采集的目的露头的空间定位数据的完整性，进而可以提高所确定的三维数字露头地质模型的可靠性。

图2是本申请确定三维数字露头地质模型的***实施例的组成结构图。如图2所示，所述确定三维数字露头地质模型的***，可以包括：露头划分模块100、地质信息确定模块200、空间定位数据确定装置300、三维数据体确定模块400和露头地质模型确定模块500。

所述露头划分模块100，可以用于获取目的露头的地形特征信息，根据所述地形特征信息，可以将所述目的露头划分为至少一个直立区露头、至少一个平躺区露头，以及地表浅层露头。

所述地质信息确定模块200，可以用于确定所述目的露头的地质信息。

所述空间定位数据确定装置300，可以包括：预选第一组设备、预选第二组设备和预选第三组设备；所述预选第一组设备可以用于对所述直立区露头进行第一数据采集处理，可以确定所述直立区露头的空间定位数据；所述预选第二组设备可以用于对所述平躺区露头进行第二数据采集处理，可以确定所述平躺区露头的空间定位数据；所述预选第三组设备可以用于对所述地表浅层露头进行第三数据采集处理，可以确定所述地表浅层露头的空间定位数据。

所述三维数据体确定模块400，可以用于基于所述直立区露头的空间定位数据确定所述直立区露头的三维数据体，基于所述平躺区露头的空间定位数据可以确定所述平躺区露头的三维数据体，以及基于所述地表浅层露头的空间定位数据可以确定所述地表浅层露头的三维数据体。

所述露头地质模型确定模块500，可以用于基于所述目的露头的地质信息、所述直立区露头的三维数据体、所述平躺区露头的三维数据体和所述地表浅层露头的三维数据体，确定所述目的露头的三维数字露头地质模型。

图3是本申请确定三维数字露头地质模型的***实施例中地质信息确定模块的组成结构图。如图3所示，图2中地质信息确定模块200，包括：岩相类型特征信息获取模块210、小层划分模块220、样品信息确定模块230、实测地质剖面信息确定模块240和侧向追踪处理模块250。

所述岩相类型特征信息获取模块210，可以用于获取所述目的露头的岩相类型特征信息。

所述小层划分确定模块220，可以用于根据所述岩相类型特征信息，将所述目的露头划分为多个小层，以及确定各个小层的厚度。

所述样品信息确定模块230，可以用于在每个所述小层上至少选取一个样品，确定所述样品的孔隙度和渗透率。

所述实测地质剖面信息确定模块240，可以用于基于所述样品的孔隙度和渗透率，以及所述各个小层的厚度，确定所述目的露头的实测地质剖面信息。

所述侧向追踪处理模块250，可以用于基于所述地质剖面数据，在所述小层上进行侧向追踪处理，可以确定所述目的露头的地质信息。

所述确定三维数字露头地质模型的***实施例与所述确定三维数字露头地质模型的方法实施例相对应，可以保证所采集的目的露头的空间定位数据的完整性，进而可以提高所确定的三维数字露头地质模型的可靠性。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字***“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的***、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请可用于众多通用或专用的计算机***环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器***、基于微处理器的***、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何***或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (12)

1.一种确定三维数字露头地质模型的方法，其特征在于，包括：

获取目的露头的地形特征信息，根据所述地形特征信息，将所述目的露头划分为至少一个直立区露头、至少一个平躺区露头，以及地表浅层露头；

确定所述目的露头的地质信息；

利用预选第一组设备对所述直立区露头进行第一数据采集处理，确定所述直立区露头的空间定位数据；利用预选第二组设备对所述平躺区露头进行第二数据采集处理，确定所述平躺区露头的空间定位数据；利用预选第三组设备对所述地表浅层露头进行第三数据采集处理，确定所述地表浅层露头的空间定位数据；

基于所述直立区露头的空间定位数据确定所述直立区露头的三维数据体，基于所述平躺区露头的空间定位数据确定所述平躺区露头的三维数据体，以及基于所述地表浅层露头的空间定位数据确定所述地表浅层露头的三维数据体；

基于所述目的露头的地质信息、所述直立区露头的三维数据体、所述平躺区露头的三维数据体和所述地表浅层露头的三维数据体，确定所述目的露头的三维数字露头地质模型。

2.根据权利要求1所述的一种确定三维数字露头地质模型的方法，其特征在于，对所述目的露头进行地质剖面实测，确定所述目的露头的地质信息。

3.根据权利要求2所述的一种确定三维数字露头地质模型的方法，其特征在于，所述对目的露头进行地质剖面实测，获取所述目的露头的地质信息，包括：

获取所述目的露头的岩相类型特征信息；

根据所述岩相类型特征信息，将所述目的露头划分为多个小层，以及确定各个小层的厚度；

在每个所述小层上至少选取一个样品，确定所述样品的孔隙度和渗透率；

基于所述样品的孔隙度和渗透率，以及所述各个小层的厚度，确定所述目的露头的实测地质剖面信息；

基于所述实测地质剖面信息，在所述小层上进行侧向追踪处理，确定所述目的露头的地质信息。

4.根据权利要求1所述的一种确定三维数字露头地质模型的方法，其特征在于，所述地质信息包括：所述目的露头的岩相界面信息、层序界面信息、岩相尖灭点位置信息、断点位置信息以及层面产状信息。

5.根据权利要求1所述的一种确定三维数字露头地质模型的方法，其特征在于，所述预选第一组设备包括：光探测与测量扫描仪、全景拍摄仪器和动态全球卫星定位***。

6.根据权利要求5所述的一种确定三维数字露头地质模型的方法，其特征在于，所述利用预选第一组设备对所述直立区露头进行第一数据采集处理，确定所述直立区露头的空间定位数据，包括：

获取所述直立区露头的露头面的尺寸信息；

根据所述直立区露头的露头面尺寸信息，分别设定所述光探测与测量扫描仪的扫描次数和重叠范围，以及设定所述全景拍摄仪器的扫描次数和重叠范围；

基于所述光探测与测量扫描仪的扫描次数和重叠范围对所述直立区露头进行扫描操作，得到所述直立区露头的扫描数据；

基于所述全景拍摄仪器的扫描次数和重叠范围对所述直立区露头进行扫描操作，得到所述直立区露头的照片信息；

利用所述动态全球卫星定位***对所述直立区露头的露头面上至少三个预设标志点进行空间定位，得到所述预设标志点的位置信息；

将所述直立区露头的扫描数据、所述直立区露头的照片信息以及所述预设标志点的位置信息，作为所述直立区露头的空间定位数据。

7.根据权利要求1所述的一种确定三维数字露头地质模型的方法，其特征在于，所述预选第二组设备包括：动态全球卫星定位***和无人驾驶飞机。

8.根据权利要求7所述的一种确定三维数字露头地质模型的方法，其特征在于，所述利用预选第二组设备对所述平躺区露头进行第二数据采集处理，确定所述平躺区露头的空间定位数据，包括：

利用所述动态全球卫星定位***对所述平躺区露头上多个预设标靶进行空间定位，得到所述预设标靶的标靶位置信息；

获取所述平躺区露头的地质信息点，利用所述动态全球卫星定位***对所述平躺区露头的地质信息点进行空间定位，得到所述平躺区露头的地质信息点的位置信息；

利用所述无人驾驶飞机对所述平躺区露头进行拍摄操作，得到所述平躺区露头的照片信息；

将所述预设标靶的标靶位置信息、所述平躺区露头的地质信息点的位置信息和所述平躺区露头的照片信息，作为所述平躺区露头的空间定位数据。

9.根据权利要求1所述的一种确定三维数字露头地质模型的方法，其特征在于，所述预选第三组设备包括：动态全球卫星定位***和探地雷达。

10.根据权利要求9所述的一种确定三维数字露头地质模型的方法，其特征在于，所述利用预选第三组设备对所述地表浅层露头进行第三数据采集处理，确定所述地表浅层露头的空间定位数据，包括：

设定所述地表浅层露头的地表测线范围和地表测线间隔；

利用所述动态全球卫星定位***对所述地表浅层露头的地表测线位置进行空间定位，得到所述地表测线位置信息；

根据所述地表浅层露头的地表测线范围和地表测线间隔，利用所述探地雷达对所述地表浅层露头进行探测操作，得到所述地表浅层露头的地层位置信息；

将所述地表测线位置信息和所述地层位置信息，作为所述地表浅层露头的空间定位数据。

11.一种确定三维数字露头地质模型的***，其特征在于，所述***包括：露头划分模块、地质信息确定模块、空间定位数据确定装置、三维数据体确定模块和露头地质模型确定模块；其中，

所述露头划分模块，用于获取目的露头的地形特征信息，根据所述地形特征信息，将所述目的露头划分为至少一个直立区露头、至少一个平躺区露头，以及地表浅层露头；

所述地质信息确定模块，用于确定所述目的露头的地质信息；

所述空间定位数据确定装置，包括：预选第一组设备、预选第二组设备和预选第三组设备；所述预选第一组设备用于对所述直立区露头进行第一数据采集处理，确定所述直立区露头的空间定位数据；所述预选第二组设备用于对所述平躺区露头进行第二数据采集处理，确定所述平躺区露头的空间定位数据；所述预选第三组设备用于对所述地表浅层露头进行第三数据采集处理，确定所述地表浅层露头的空间定位数据；

所述三维数据体确定模块，用于基于所述直立区露头的空间定位数据确定所述直立区露头的三维数据体，基于所述平躺区露头的空间定位数据确定所述平躺区露头的三维数据体，以及基于所述地表浅层露头的空间定位数据确定所述地表浅层露头的三维数据体；

所述露头地质模型确定模块，用于基于所述目的露头的地质信息、所述直立区露头的三维数据体、所述平躺区露头的三维数据体和所述地表浅层露头的三维数据体，确定所述目的露头的三维数字露头地质模型。

12.根据权利要求11所述的一种确定三维数字露头地质模型的***，其特征在于，所述地质信息确定模块，包括：岩相类型特征信息获取模块、小层划分模块、样品信息确定模块、实测地质剖面信息确定模块和侧向追踪处理模块；其中，

所述岩相类型特征信息获取模块，用于获取所述目的露头的岩相类型特征信息；

所述小层划分确定模块，用于根据所述岩相类型特征信息，将所述目的露头划分为多个小层，以及确定各个小层的厚度；

所述样品信息确定模块，用于在每个所述小层上至少选取一个样品，确定所述样品的孔隙度和渗透率；

所述实测地质剖面信息确定模块，用于基于所述样品的孔隙度和渗透率，以及所述各个小层的厚度，确定所述目的露头的实测地质剖面信息；

所述侧向追踪处理模块，用于基于所述地质剖面数据，在所述小层上进行侧向追踪处理，确定所述目的露头的地质信息。