CN108256130A - 一种地质钻孔空间轨迹还原方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铀矿地质研究与铀资源区域评价技术领域，具体涉及一种地质钻孔空间轨迹还原方法。本发明的方法包括以下步骤：综合地质图三维转换；勘探线剖面图空间定位，利用两点坐标转换对勘探线平面投影图进行三维转换得到转换后的勘探线平面投影图，利用两点坐标转换对勘探线纵向投影图进行三维转换得到转换后的勘探线纵向投影图；还原钻孔轨迹。本发明的方法能够获取钻孔的空间形态，准确获取地层位置及见矿位置，最大化还原勘探工程部署。

Description

一种地质钻孔空间轨迹还原方法
技术领域
本发明属于铀矿地质研究与铀资源区域评价技术领域，具体涉及一种地质钻孔空间轨迹还原方法。
背景技术
20世纪90年代以来三维地质建模已受到广泛重视，相比传统的信息显示方式，三维可视化成果更加直观、灵活、接受性强，有利于发现以往依赖二维可视化成果难以获取的信息。
钻孔揭露的地层位置、见矿位置等是三维地质建模的重要数据支撑。而20世纪90年代之前，大部分勘探工作并未留存原始测斜记录，无法正确获取地层位置及见矿位置，影响建模效果。
提取钻孔轨迹对建立真实的三维模型具有重大意义，因此亟需一种钻孔轨迹还原方法，用于还原钻孔空间形态、准确获取地层位置及见矿位置，为三维地质建模提供数据支撑。
发明内容
本发明需要解决的技术问题为：提出一种地质钻孔空间轨迹还原方法，用于还原钻孔空间形态，为三维地质建模提供数据支撑。
本发明的技术方案如下所述：
一种地质钻孔空间轨迹还原方法，包括以下步骤：步骤S1：综合地质图三维转换；步骤S2：勘探线剖面图空间定位；步骤S3：还原钻孔轨迹。
步骤1包括以下操作：
利用两点坐标转换对综合地质图进行三维转换：选取综合地质图内两个格网对角点，依据这两个格网对角点的综合地质图显示坐标和综合地质图标注的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数，将综合地质图转换至三维坐标系内；所述三维坐标系，包括遵从右手螺旋定则的X轴、Y轴、Z轴，其中X轴、Y轴处于水平方向，Z轴处于竖直方向。
步骤2包括以下操作：
对于每一条勘探线，勘探线剖面图均包括勘探线平面投影图和勘探线纵向投影图；
步骤S21：利用两点坐标转换对勘探线平面投影图进行三维转换得到转换后的勘探线平面投影图
选取勘探线平面投影图两个格网对角点，依据这两个格网对角点的勘探线平面投影图显示坐标和勘探线平面投影图标注的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数，将勘探线平面投影图转换至步骤S1所述三维坐标系内；
步骤S22：利用两点坐标转换对勘探线纵向投影图进行三维转换得到转换后的勘探线纵向投影图
步骤S221：勘探线纵向投影图选取两根格网线，在两个格网线上分别任取一点，依据这两个点的勘探线纵向投影图显示坐标和勘探线纵向投影图标注的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数，将勘探线纵向投影图转换至步骤S1所述三维坐标系内；
步骤S222：对步骤S221得到的转换至三维坐标系内的勘探线纵向投影图，对换Y轴、Z轴数值；
步骤S223：对步骤S222得到的对调Y轴、Z轴数值之后的转换至三维坐标系内的勘探线纵向投影图，在水平方向上选取两根格网线，每根格网线上选取任意一点，分别记录上述两点点A、点B的X轴、Y轴坐标值(XA，YA)和(XB，YB)，其中，XA、XB均须处于步骤S21得到的转换至三维坐标系内的勘探线平面投影图X值范围内；对步骤S1得到的转换至三维坐标系内的综合地质图，获取该勘探线与坐标(XA，YA)对应格网线的交点点C和该勘探线与坐标(XB，YB)对应格网线的交点点D，分别记录上述两点点C、点D的X轴、Y轴坐标值(XC，YC)和(XD，YD)，对点C、点D进行两点坐标转换：依据点A、点B在原始未经三维转换的勘探线纵向剖面图显示坐标和三维空间下其对应格网线交点点C、点D的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数。
步骤3包括以下操作：
依据步骤S21得到的转换后的勘探线平面投影图和步骤S22得到的转换后的勘探线纵向投影图，即能够确定钻孔投影线；依据钻孔投影线角度，推算DTM面并计算DTM交线；所述DTM交线，即为钻孔轨迹线。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种地质钻孔空间轨迹还原方法，能够获取钻孔的空间形态，准确获取地层位置及见矿位置，最大化还原勘探工程部署；
(2)本发明的一种地质钻孔空间轨迹还原方法，操作方便，不仅能够为三维地质建模提供数据支撑，对于矿山开采设计、矿山模拟预测、钻孔选址等工程作业也具有重要意义。
附图说明
图1为本发明的一种地质钻孔空间轨迹还原方法流程图；
图2为采用本发明的方法还原得到的矿床钻孔轨迹图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明的一种地质钻孔空间轨迹还原方法进行详细说明。
如图1所示，本发明的一种地质钻孔空间轨迹还原方法，包括以下步骤：
步骤S1：综合地质图三维转换
利用两点坐标转换对综合地质图进行三维转换：选取综合地质图内两个格网对角点，依据这两个格网对角点的综合地质图显示坐标和综合地质图标注的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数，将综合地质图转换至三维坐标系内。计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数、Y轴移动参数的具体方法为本领域技术人员公知常识。
所述三维坐标系，包括遵从右手螺旋定则的X轴、Y轴、Z轴，其中X轴、Y轴处于水平方向，Z轴处于竖直方向。
由于综合地质图仅涉及水平方向数据，因此转换至三维坐标系内的综合地质图仅涉及X轴、Y轴数据。
步骤S2：勘探线剖面图空间定位
对于每一条勘探线，勘探线剖面图均包括勘探线平面投影图和勘探线纵向投影图。
步骤S21：利用两点坐标转换对勘探线平面投影图进行三维转换得到转换后的勘探线平面投影图
选取勘探线平面投影图两个格网对角点，依据这两个格网对角点的勘探线平面投影图显示坐标和勘探线平面投影图标注的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数，将勘探线平面投影图转换至步骤S1所述三维坐标系内。由于勘探线平面投影图仅涉及水平方向数据，因此转换至三维坐标系内的勘探线平面投影图仅涉及X轴、Y轴数据。
步骤S22：利用两点坐标转换对勘探线纵向投影图进行三维转换得到转换后的勘探线纵向投影图
步骤S221：勘探线纵向投影图选取两根格网线，在两个格网线上分别任取一点，依据这两个点的勘探线纵向投影图显示坐标和勘探线纵向投影图标注的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数，将勘探线纵向投影图转换至步骤S1所述三维坐标系内。由于勘探线纵向投影图仅涉及竖直方向数据，因此转换至三维坐标系内的勘探线纵向投影图仅涉及Y轴、Z轴数据。
由于未进行两点坐标转换前的勘探线纵向投影图处于平面二维坐标系，其Z值在二维坐标系下对应Y值，此次转换仅涉及勘探线纵向投影图Z轴数据，X轴数据暂不转换均用0代替，水平方向数据的转换见步骤S223。
步骤S222：对步骤S221得到的转换至三维坐标系内的勘探线纵向投影图，对换Y轴、Z轴数值。
步骤S223：对步骤S222得到的对调Y轴、Z轴数值之后的转换至三维坐标系内的勘探线纵向投影图，在水平方向上选取两根格网线，每根格网线上选取任意一点，分别记录上述两点点A、点B的X轴、Y轴坐标值(XA，YA)和(XB，YB)，其中，XA、XB均须处于步骤S21得到的转换至三维坐标系内的勘探线平面投影图X值范围内；对步骤S1得到的转换至三维坐标系内的综合地质图，获取该勘探线与坐标(XA，YA)对应格网线的交点点C和该勘探线与坐标(XB，YB)对应格网线的交点点D，分别记录上述两点点C、点D的X轴、Y轴坐标值(XC，YC)和(XD，YD)，对点C、点D进行两点坐标转换：依据点A、点B在原始未经三维转换的勘探线纵向剖面图显示坐标和三维空间下其对应格网线交点点C、点D的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数。
步骤S3：还原钻孔轨迹
依据步骤S21得到的转换后的勘探线平面投影图和步骤S22得到的转换后的勘探线纵向投影图，即能确定钻孔投影线。依据钻孔投影线角度，采用现有技术推算DTM面并计算DTM交线。所述DTM交线，即为图2所示钻孔轨迹线。推算投影面、计算DTM交线可批量操作，用以可加快数据提取速度，提高工作效益。
实施例1
以相山矿田船坑矿床为例，本实施例中的地质钻孔空间轨迹还原方法包括以下步骤：
步骤S1：综合地质图三维转换
选取相山矿田船坑矿床综合地质图内两个格网对角点，即工作区范围，依据其显示坐标(90400，48800)、(90400，48800)和依次对应的真实坐标(390400，3048800)、(391600，3050800)，确定参数并转换。
步骤S2：勘探线剖面图空间定位
以船坑矿床47号勘探线剖面图为例，进行步骤S21和步骤S22操作。
步骤S21：利用两点坐标转换对勘探线平面投影图进行三维转换得到转换后的勘探线平面投影图
步骤S22：利用两点坐标转换对勘探线纵向投影图进行三维转换得到转换后的勘探线纵向投影图
船坑矿床47号勘探线剖面图高程范围-10～230m，选取两个格网对角点，用两点坐标转换对勘探线纵向投影图进行三维转换得到转换后的勘探线纵向投影图。
步骤S3：还原钻孔轨迹
依据步骤S21得到的转换后的勘探线平面投影图和步骤S22得到的转换后的勘探线纵向投影图，选取钻孔ZK47-7的钻孔线，外推方位角分别为90°和0°，外推DTM面，计算交线，即钻孔空间轨迹线。
对船坑矿床所有剖面进行三维转换，分剖面计算空间轨迹线，获取整个船坑矿床的钻孔空间分布。

Claims (4)

1.一种地质钻孔空间轨迹还原方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：综合地质图三维转换；
步骤S2：勘探线剖面图空间定位；
步骤S3：还原钻孔轨迹。
2.根据权利要求1所述的地质钻孔空间轨迹还原方法，其特征在于：步骤1包括以下操作：利用两点坐标转换对综合地质图进行三维转换：选取综合地质图内两个格网对角点，依据这两个格网对角点的综合地质图显示坐标和综合地质图标注的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数，将综合地质图转换至三维坐标系内；所述三维坐标系，包括遵从右手螺旋定则的X轴、Y轴、Z轴，其中X轴、Y轴处于水平方向，Z轴处于竖直方向。
3.根据权利要求2所述的地质钻孔空间轨迹还原方法，其特征在于：步骤2包括以下操作：
对于每一条勘探线，勘探线剖面图均包括勘探线平面投影图和勘探线纵向投影图；
步骤S21：利用两点坐标转换对勘探线平面投影图进行三维转换得到转换后的勘探线平面投影图
选取勘探线平面投影图两个格网对角点，依据这两个格网对角点的勘探线平面投影图显示坐标和勘探线平面投影图标注的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数，将勘探线平面投影图转换至步骤S1所述三维坐标系内；
步骤S22：利用两点坐标转换对勘探线纵向投影图进行三维转换得到转换后的勘探线纵向投影图
步骤S221：勘探线纵向投影图选取两根格网线，在两个格网线上分别任取一点，依据这两个点的勘探线纵向投影图显示坐标和勘探线纵向投影图标注的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数，将勘探线纵向投影图转换至步骤S1所述三维坐标系内；
步骤S222：对步骤S221得到的转换至三维坐标系内的勘探线纵向投影图，对换Y轴、Z轴数值；
步骤S223：对步骤S222得到的对调Y轴、Z轴数值之后的转换至三维坐标系内的勘探线纵向投影图，在水平方向上选取两根格网线，每根格网线上选取任意一点，分别记录上述两点点A、点B的X轴、Y轴坐标值(XA，YA)和(XB，YB)，其中，XA、XB均须处于步骤S21得到的转换至三维坐标系内的勘探线平面投影图X值范围内；对步骤S1得到的转换至三维坐标系内的综合地质图，获取该勘探线与坐标(XA，YA)对应格网线的交点点C和该勘探线与坐标(XB，YB)对应格网线的交点点D，分别记录上述两点点C、点D的X轴、Y轴坐标值(XC，YC)和(XD，YD)，对点C、点D进行两点坐标转换：依据点A、点B在原始未经三维转换的勘探线纵向剖面图显示坐标和三维空间下其对应格网线交点点C、点D的真实坐标，计算缩放参数、旋转参数、X轴移动参数和Y轴移动参数。
4.根据权利要求3所述的地质钻孔空间轨迹还原方法，其特征在于：步骤2包括以下操作：步骤3包括以下操作：依据步骤S21得到的转换后的勘探线平面投影图和步骤S22得到的转换后的勘探线纵向投影图，即能够确定钻孔投影线；依据钻孔投影线角度，推算DTM面并计算DTM交线；所述DTM交线，即为钻孔轨迹线。
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