CN112233239A - 一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法及系统，所述方法包括：获取t时刻第一钻孔数据集；所述第一钻孔数据集包括n个原始钻孔数据；基于闭环投影技术对所述第一钻孔数据集进行插值处理，得到第二钻孔数据集；所述第二钻孔数据集包括n个所述原始钻孔数据和m个插值钻孔数据；基于所述第二钻孔数据集进行三维重构，得到第一三维地质模型；在t+1时刻重复上述过程，得到第二三维地质模型；基于所述第一三维地质模型和所述第二三维地质模型对t时刻至t+1时刻内的施工效果进行评价。本发明以可视化的方式对施工效果进行动态评价，从而可以实现施工设计的实时调整，有利于后续施工的高效开展。

Description

一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法及系统
技术领域
本发明涉及可视化效果评价技术领域，特别是涉及一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法及系统。
背景技术
变电站工程的地质勘察常采用钻探、坑探、物探等手段获取地质数据，然后用钻孔柱状图、平面图、剖面图及数据分析图表等二维方式展示地下空间的形态，并对岩土层的空间分布特征进行推测。但是二维的地质图件难以直观、全面地反映地质信息，且岩土层的空间分布形态也只能储存在地质勘察人员的头脑中，不便于被结构设计、工程建设等领域的人员直观认识和有效利用。此外，由于受实际条件的限制，地质勘察的精度始终是有限的，使得地质问题存在很多未知性与不确定性，需要地质勘察人员利用有限的信息进行分析与推测，稀少数据的三维地质模型难以适应复杂的地质分析与推测，并且随着工程施工，三维地质模型缺少动态更新机制，无法指导施工设计。
而在非常规油气开采领域，由于非常规油气储层致密，渗透率极低，使用传统开采手段无法直接开采，通常采用水平井与水力压裂等技术，对岩石储层进行储层压裂改造，增加人造裂缝网络，为油气析出创造有效运移通道，这样才能提高致密油气的开采率，实现经济有效开采。而想要实现经济合理的压裂改造效果则需要充分了解储层信息，而三维地质建模技术的发展为解决这一问题提供了有效的手段。三维地质建模是指运用计算机技术，在虚拟三维环境下，将空间信息管理、地质解译、空间分析与预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来，并用于地质分析的技术。
因此，变电站工程及非常规油气开采及其他地下施工过程均需要进行施工设计，并且施工完成后需要对施工效果进行评价，从而指导下一步的设计施工。例如，在压裂设计、施工及压后的生产阶段，能否对这些压裂过程做出客观评价将最终决定整个施工质量的优劣乃至其成效，因此压裂效果评价工作十分重要。基于此，亟需一种可实现动态建模反馈的可视化评价方法，从而可以实现施工设计的实时调整，将有利于施工的高效开展。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法及系统，以最简单直观的方式展现施工效果，对现场施工人员无理论水平要求，并且通过三维模型的动态反馈更新，不断以可视化的方式对大区块施工效果进行动态评价，从而可以实现施工设计的实时调整，有利于后续施工的高效开展。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法，包括：
获取t时刻第一钻孔数据集；所述第一钻孔数据集包括n个原始钻孔数据；
基于闭环投影技术对所述第一钻孔数据集进行插值处理，得到第二钻孔数据集；所述第二钻孔数据集包括n个所述原始钻孔数据和m个插值钻孔数据；
基于所述第二钻孔数据集进行三维重构，得到第一三维地质模型；
在t+1时刻重复上述过程，得到第二三维地质模型；
基于所述第一三维地质模型和所述第二三维地质模型对t时刻至t+1时刻内的施工效果进行评价。
优选地，所述基于闭环投影技术对所述第一钻孔数据集进行插值处理，得到第二钻孔数据，包括：
将所述第一钻孔数据集通过俯视图进行二维表达，得到第一俯视图；
根据所述第一俯视图进行边界点连线，得到闭环轮廓图；所述边界点为处于边界的所述钻孔数据；
将所述闭环轮廓图进行三维表达得到k个平面；
令i＝1；
将各所述原始钻孔数据投影到第i个所述平面上，得到第i个所述平面的二维钻孔数据；
对第i个所述平面的所述二维钻孔数据进行插值处理得到第i个所述平面的所述插值钻孔数据；
判断i是否大于或等于k；若是，则输出所述第二钻孔数据集；若否；则令i＝i+1，并返回至步骤“将各所述钻孔数据投影到第i个所述平面上，得到第i个所述平面的二维钻孔数据”。
优选地，所述插值处理为代数插值方法。
优选地于，所述基于所述第二钻孔数据集进行三维重构，得到第一三维地质模型，包括：
将各所述插值钻孔数据在所述第一俯视图进行二维还原，得到第二俯视图；
将所述第二俯视图进行三维表示，得到三维差值数据集；
根据所述三维差值数据集得到所述第一三维地质模型。
优选地，所述根据所述三维差值数据集得到所述第一三维地质模型，包括：
基于Kriging插值的方法对所述三维差值数据集进行插值处理得到初始三维地质模型；
基于BSP矢量剪切方法对所述初始三维地质模型进行边界裁剪得到所述第一三维地质模型。
本发明还提供了一种基于动态三维建模反馈的可视化评价系统，包括：
数据获取模块，用于获取t时刻第一钻孔数据集；所述第一钻孔数据集包括n个原始钻孔数据；
数据插值模块，用于基于闭环投影技术对所述第一钻孔数据集进行插值处理，得到第二钻孔数据集；所述第二钻孔数据集包括n个所述原始钻孔数据和m个插值钻孔数据；
模型构建模块，用于基于所述第二钻孔数据集进行三维重构，得到第一三维地质模型；
循环执行模块，用于在t+1时刻重复上述过程，得到第二三维地质模型；
评价模块，用于基于所述第一三维地质模型和所述第二三维地质模型对t时刻至t+1时刻内的施工效果进行评价。
优选地，所述数据插值模块包括：
二维表达单元，用于将所述第一钻孔数据集通过俯视图进行二维表达，得到第一俯视图；
闭环轮廓单元，用于根据所述第一俯视图进行边界点连线，得到闭环轮廓图；所述边界点为处于边界的所述钻孔数据；
第一三维表达单元，用于将所述闭环轮廓图进行三维表达得到k个平面；
初始化单元，用于令i＝1；
数据投影单元，用于将各所述原始钻孔数据投影到第i个所述平面上，得到第i个所述平面的二维钻孔数据；
数据差值单元，用于对第i个所述平面的所述二维钻孔数据进行插值处理得到第i个所述平面的所述插值钻孔数据；
判断单元，用于判断i是否大于或等于k；若是，则输出所述第二钻孔数据集；若否；则令i＝i+1，并返回至所述数据投影单元。
优选地，所述插值处理为代数插值方法。
优选地，所述模型构建模块包括：
数据还原单元，用于将各所述插值钻孔数据在所述第一俯视图进行二维还原，得到第二俯视图；
第二三维表达单元，用于将所述第二俯视图进行三维表示，得到三维差值数据集；
模型构建单元，用于根据所述三维差值数据集得到所述第一三维地质模型。
优选地，所述模型构建单元包括：
三维插值子单元，用于基于Kriging插值的方法对所述三维差值数据集进行插值处理得到初始三维地质模型；
裁剪子单元，用于基于BSP矢量剪切方法对所述初始三维地质模型进行边界裁剪得到所述第一三维地质模型。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明涉及一种一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法及系统，所述方法包括：获取t时刻第一钻孔数据集；所述第一钻孔数据集包括n个原始钻孔数据；基于闭环投影技术对所述第一钻孔数据集进行插值处理，得到第二钻孔数据集；所述第二钻孔数据集包括n个所述原始钻孔数据和m个插值钻孔数据；基于所述第二钻孔数据集进行三维重构，得到第一三维地质模型；在t+1时刻重复上述过程，得到第二三维地质模型；基于所述第一三维地质模型和所述第二三维地质模型对t时刻至t+1时刻内的施工效果进行评价。本发明以可视化的方式对施工效果进行动态评价，从而可以实现施工设计的实时调整，有利于后续施工的高效开展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明基于动态三维建模反馈的可视化评价方法流程图；
图2为本发明基于动态三维建模反馈的可视化评价系统结构图；
图3为本发明原始钻孔数据示意图；
图4为本发明第一俯视图示意图；
图5为本发明闭环轮廓图示意图；
图6为本发明三维表达平面示意图；
图7为本发明第一个平面的投影示意图；
图8为本发明第一个平面插值之后的平面钻孔数据示意图。
符号说明：1-数据获取模块，2-数据插值模块，3-模型构建模块，4-循环执行模块，5-评价模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法及系统，通过三维模型的动态反馈更新，对施工效果进行动态评价，从而可以实现施工设计的实时调整，有利于后续施工的高效开展。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明基于动态三维建模反馈的可视化评价方法流程图，如图1所示，本发明提供了一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法，包括：
步骤S1，获取t时刻第一钻孔数据集；所述第一钻孔数据集包括n个原始钻孔数据。
步骤S2，基于闭环投影技术对所述第一钻孔数据集进行插值处理，得到第二钻孔数据集；所述第二钻孔数据集包括n个所述原始钻孔数据和m个插值钻孔数据。
具体地，所述步骤S2包括：
将所述第一钻孔数据集通过俯视图进行二维表达，得到第一俯视图。
根据所述第一俯视图进行边界点连线，得到闭环轮廓图。所述边界点为处于边界的所述钻孔数据。
将所述闭环轮廓图进行三维表达得到k个平面。
令i＝1。
将各所述原始钻孔数据投影到第i个所述平面上，得到第i个所述平面的二维钻孔数据。
对第i个所述平面的所述二维钻孔数据进行插值处理得到第i个所述平面的所述插值钻孔数据。优选地，采用代数插值方法进行插值处理；具体使用牛顿插值公式来进行插值处理。
判断i是否大于或等于k；若是，则输出所述第二钻孔数据集；若否；则令i＝i+1，并返回至步骤“将各所述钻孔数据投影到第i个所述平面上，得到第i个所述平面的二维钻孔数据”。
步骤S3，基于所述第二钻孔数据集进行三维重构，得到第一三维地质模型。
作为一种可选的实施方式，本发明所述步骤S3包括：
将各所述插值钻孔数据在所述第一俯视图进行二维还原，得到第二俯视图。
将所述第二俯视图进行三维表示，得到三维差值数据集。
根据所述三维差值数据集得到所述第一三维地质模型。
进一步地，所述根据所述三维差值数据集得到所述第一三维地质模型，包括：
基于Kriging插值的方法对所述三维差值数据集进行插值处理得到初始三维地质模型。
基于BSP矢量剪切方法对所述初始三维地质模型进行边界裁剪得到所述第一三维地质模型。
步骤S4，在t+1时刻重复上述过程，得到第二三维地质模型。
步骤S5，基于所述第一三维地质模型和所述第二三维地质模型对t时刻至t+1时刻内的施工效果进行评价。
下述以水力压裂可视化动态评价为例进行详细说明：
设定有9个原始钻孔。
获取t时刻9个原始钻孔的数据，得到9个原始钻孔数据。如图3所示。将各个原始钻孔数据通过俯视图进行二维表达，得到第一俯视图，如图4所示。根据所述第一俯视图进行边界点连线，得到闭环轮廓图，如图5所示。将所述闭环轮廓图进行三维表达得到7个平面，如图6所示。对于第一个平面，将各原始钻孔数据投影到第一个平面上，得到第一个平面投影的二维原始钻孔数据，如图7所示。对第一个平面的二维原始钻孔数据进行插值处理得到第一个平面的插值钻孔数据，第一个平面包括的原始钻孔数据和插值钻孔数据如图8所示，途中新增钻孔代表的就是插值钻孔数据。对于第二、第三、第四、第五、第六、第七个平面均进行投影和插值处理，总共得到15个插值钻孔数据。
将15个插值钻孔数据在第一俯视图上进行二维还原，得到第二俯视图，将第二俯视图进行三位表示，得到24个钻孔数据，其中9个原始钻孔数据，15个插值钻孔数据，基于Kriging插值的方法对24个钻孔数据在三维空间上进行插值处理得到一个初始三维地质模型，基于二叉空间分割(Binary Space Partioning，简称BSP)矢量剪切方法对初始三维地质模型进行裁剪得到需求的三维地质模型。
在t+1时刻重复上述过程，也得到一个需求的三维地质模型，根据t时刻的三维地质模型和t+1时刻的三维地质模型就可以对t时刻至t+1时刻的压裂效果进行评价，得到一个评价结果，从而就可以确定是否需要再进行压裂处理，如果要再进行压裂处理，通过两个三位地质模型和评价结果就可以得到需要什么样的压裂工艺，从而指导压裂设计，直到压裂完成。
图2为本发明基于动态三维建模反馈的可视化评价系统结构图，如图2所示，本发明提供了一种基于动态三维建模反馈的可视化评价系统，包括：数据获取模块1、数据插值模块2、模型构建模块3、循环执行模块4和评价模块5。
所述数据获取模块1用于获取t时刻第一钻孔数据集；所述第一钻孔数据集包括n个原始钻孔数据。
所述数据插值模块2用于基于闭环投影技术对所述第一钻孔数据集进行插值处理，得到第二钻孔数据集；所述第二钻孔数据集包括n个所述原始钻孔数据和m个插值钻孔数据。
所述模型构建模块3用于基于所述第二钻孔数据集进行三维重构，得到第一三维地质模型。
所述循环执行模块4用于在t+1时刻重复上述过程，得到第二三维地质模型。
所述评价模块5用于基于所述第一三维地质模型和所述第二三维地质模型对t时刻至t+1时刻内的施工效果进行评价。
作为一种可选的实施方式，本发明所述数据插值模块2包括：二维表达单元、闭环轮廓单元、第一三维表达单元、初始化单元、数据投影单元、数据差值单元和判断单元。
所述二维表达单元用于将所述第一钻孔数据集通过俯视图进行二维表达，得到第一俯视图。
所述闭环轮廓单元用于根据所述第一俯视图进行边界点连线，得到闭环轮廓图；所述边界点为处于边界的所述钻孔数据。
所述第一三维表达单元用于将所述闭环轮廓图进行三维表达得到k个平面。
所述初始化单元用于令i＝1。
所述数据投影单元用于将各所述原始钻孔数据投影到第i个所述平面上，得到第i个所述平面的二维钻孔数据。
所述数据差值单元用于对第i个所述平面的所述二维钻孔数据进行插值处理得到第i个所述平面的所述插值钻孔数据。
所述判断单元用于判断i是否大于或等于k；若是，则输出所述第二钻孔数据集；若否；则令i＝i+1，并返回至所述数据投影单元。
作为一种可选的实施方式，本发明所述插值处理为代数插值方法。
作为一种可选的实施方式，本发明所述模型构建模块3包括：数据还原单元、第二三维表达单元和模型构建单元。
所述数据还原单元用于将各所述插值钻孔数据在所述第一俯视图进行二维还原，得到第二俯视图。
所述第二三维表达单元用于将所述第二俯视图进行三维表示，得到三维差值数据集。
所述模型构建单元用于根据所述三维差值数据集得到所述第一三维地质模型。
作为一种可选的实施方式，本发明所述模型构建单元包括：三维插值子单元和裁剪子单元
所述三维插值子单元用于基于Kriging插值的方法对所述三维差值数据集进行插值处理得到初始三维地质模型。
所述裁剪子单元用于基于BSP矢量剪切方法对所述初始三维地质模型进行边界裁剪得到所述第一三维地质模型。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法，其特征在于，包括：
获取t时刻第一钻孔数据集；所述第一钻孔数据集包括n个原始钻孔数据；
基于闭环投影技术对所述第一钻孔数据集进行插值处理，得到第二钻孔数据集；所述第二钻孔数据集包括n个所述原始钻孔数据和m个插值钻孔数据；
基于所述第二钻孔数据集进行三维重构，得到第一三维地质模型；
在t+1时刻重复上述过程，得到第二三维地质模型；
基于所述第一三维地质模型和所述第二三维地质模型对t时刻至t+1时刻内的施工效果进行评价。
2.根据权利要求1所述的一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法，其特征在于，所述基于闭环投影技术对所述第一钻孔数据集进行插值处理，得到第二钻孔数据，包括：
将所述第一钻孔数据集通过俯视图进行二维表达，得到第一俯视图；
根据所述第一俯视图进行边界点连线，得到闭环轮廓图；所述边界点为处于边界的所述钻孔数据；
将所述闭环轮廓图进行三维表达得到k个平面；
令i＝1；
将各所述原始钻孔数据投影到第i个所述平面上，得到第i个所述平面的二维钻孔数据；
对第i个所述平面的所述二维钻孔数据进行插值处理得到第i个所述平面的所述插值钻孔数据；
判断i是否大于或等于k；若是，则输出所述第二钻孔数据集；若否；则令i＝i+1，并返回至步骤“将各所述钻孔数据投影到第i个所述平面上，得到第i个所述平面的二维钻孔数据”。
3.根据权利要求1所述的一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法，其特征在于，所述插值处理为代数插值方法。
4.根据权利要求2所述的一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法，其特征在于，所述基于所述第二钻孔数据集进行三维重构，得到第一三维地质模型，包括：
将各所述插值钻孔数据在所述第一俯视图进行二维还原，得到第二俯视图；
将所述第二俯视图进行三维表示，得到三维差值数据集；
根据所述三维差值数据集得到所述第一三维地质模型。
5.根据权利要求4所述的一种基于动态三维建模反馈的可视化评价方法，其特征在于，所述根据所述三维差值数据集得到所述第一三维地质模型，包括：
基于Kriging插值的方法对所述三维差值数据集进行插值处理得到初始三维地质模型；
基于BSP矢量剪切方法对所述初始三维地质模型进行边界裁剪得到所述第一三维地质模型。
6.一种基于动态三维建模反馈的可视化评价系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取t时刻第一钻孔数据集；所述第一钻孔数据集包括n个原始钻孔数据；
数据插值模块，用于基于闭环投影技术对所述第一钻孔数据集进行插值处理，得到第二钻孔数据集；所述第二钻孔数据集包括n个所述原始钻孔数据和m个插值钻孔数据；
模型构建模块，用于基于所述第二钻孔数据集进行三维重构，得到第一三维地质模型；
循环执行模块，用于在t+1时刻重复上述过程，得到第二三维地质模型；
评价模块，用于基于所述第一三维地质模型和所述第二三维地质模型对t时刻至t+1时刻内的施工效果进行评价。
7.根据权利要求6所述的一种基于动态三维建模反馈的可视化评价系统，其特征在于，所述数据插值模块包括：
二维表达单元，用于将所述第一钻孔数据集通过俯视图进行二维表达，得到第一俯视图；
闭环轮廓单元，用于根据所述第一俯视图进行边界点连线，得到闭环轮廓图；所述边界点为处于边界的所述钻孔数据；
第一三维表达单元，用于将所述闭环轮廓图进行三维表达得到k个平面；
初始化单元，用于令i＝1；
数据投影单元，用于将各所述原始钻孔数据投影到第i个所述平面上，得到第i个所述平面的二维钻孔数据；
数据差值单元，用于对第i个所述平面的所述二维钻孔数据进行插值处理得到第i个所述平面的所述插值钻孔数据；
判断单元，用于判断i是否大于或等于k；若是，则输出所述第二钻孔数据集；若否；则令i＝i+1，并返回至所述数据投影单元。
8.根据权利要求6所述的一种基于动态三维建模反馈的可视化评价系统，其特征在于，所述插值处理为代数插值方法。
9.根据权利要求7所述的一种基于动态三维建模反馈的可视化评价系统，其特征在于，所述模型构建模块包括：
数据还原单元，用于将各所述插值钻孔数据在所述第一俯视图进行二维还原，得到第二俯视图；
第二三维表达单元，用于将所述第二俯视图进行三维表示，得到三维差值数据集；
模型构建单元，用于根据所述三维差值数据集得到所述第一三维地质模型。
10.根据权利要求9所述的一种基于动态三维建模反馈的可视化评价系统，其特征在于，所述模型构建单元包括：
三维插值子单元，用于基于Kriging插值的方法对所述三维差值数据集进行插值处理得到初始三维地质模型；
裁剪子单元，用于基于BSP矢量剪切方法对所述初始三维地质模型进行边界裁剪得到所述第一三维地质模型。
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