CN112465964B - 基于地质灾害地下岩层剖面分析方法 - Google Patents

基于地质灾害地下岩层剖面分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开基于地质灾害地下岩层剖面分析方法。该方法包括步骤如下：S1：制作shapefile点格式文件；S2：地质地层数据存储；S3：岩溶地层数据存储；S4：勘探工程点位图层和钻孔记录点图层导入；S5：空间分析运算。本发明无需人工进行绘制，完全实现自动化分析；用户可在任意处简单绘制一条切面线，采用B/S架构实现相应分析算法和服务，即可获得地下岩层剖面图，方便快捷。

Description

基于地质灾害地下岩层剖面分析方法
技术领域
本发明涉及电子地理信息处理技术领域，尤其涉及基于地质灾害地下岩层剖面分析方法。
背景技术
地质体建模对于了解地下岩性和地质特征具有重要意义。由于区域性的地质体建模范围大，数据庞杂，建立地质体模型较为复杂。
目前，地质灾害地下岩层剖面分析按照数据来源可分两类：
第一类是基于钻孔数据建模，即直接将钻孔相关数据导入建模工具，自动生成地质体模型。该方法适用于大比例尺下的地质体建模，当在小比例尺下时，建模精度及准确度不高；
第二类基于剖面数据建模，即利用钻孔、物探等资料及专家知识布置、描绘剖面，再利用剖面建立地质体模型，模型的精度取决于布置剖面的数量，该方法不能较好的利用剖面线以外的地质数据，而且建模工作量较大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足而提供基于地质灾害地下岩层剖面分析方法。该基于地质灾害地下岩层剖面分析方法仅需用户可在任意处简单绘制一条切面线，采用B/S架构实现相应分析算法和服务，即可获得地下岩层剖面图，方便快捷。
本发明的技术方案如下：
基于地质灾害地下岩层剖面分析方法，该方法包括步骤如下：
S1：制作shapefile点格式文件：将勘探工程点位图层和钻孔记录点图层利用ArcGIS桌面桌面软件制作成支持(x,y,z)三个坐标轴的shapefile点格式文件，(x,y)用来表示在二维地平面上的经度和纬度坐标位置，z轴表示基于地球基准海平面的高度；
S2：地质地层数据存储：根据钻孔取样后数据，分析后的结果记录为地质地层结果记录表，并存储在PostgreSQL数据库表中；
S3：岩溶地层数据存储：将岩溶地层数据进行标准化后，存储在PostgreSQL数据库表中；
S4：勘探工程点位图层和钻孔记录点图层导入：将勘探工程点位图层和钻孔记录点图层导入到PostgreSQL数据库表中；
S5：空间分析运算：利用标准SQL及其PostGIS空间分析扩展函数支持进行空间分析运算，最后将地下岩层剖面图显示于显示器上并标示出各字段的数据。
上述步骤S5具体包括如下步骤：
S51：从Cesium三维地球上，利用其画线API接口，在勘探工程范围内绘制一条任意剖面线，依次输入多个分隔点，分别为起点、第2点、第3点……终点，从而构成一条剖面线；
S52：将剖面线的坐标转用WKT规范表达并通过HTTP请求传输到服务器进行分析处理，服务器接收到该条剖面线后，将沿着线的起点，按照每隔一段距离取一个点来跟钻孔表进行最短距离计算，以得到一个对应的钻孔记录样本数据，依次类推，直到计算到剖面线的最后一个分隔点；
S53：根据上述步骤方式，依次将所有钻孔下的所有地质层数据全部运算出来，然后将所有结果表按照相互间的关联关系，进行综合拼接。
上述步骤S51中针对剖面线上的分隔点，分布与钻孔记录表中的每一个钻孔坐标位置进行平面直线距离计算，将所有钻孔记录按计算后的直线距离从小到大排序，最后取出第一条钻孔记录，即是距离该分隔点直线距离最短的钻孔记录。
上述字段包括钻孔编号、地质时代、地质成因、孔口标高、底层标高、底层深度、分层厚度、分层序号、岩土编号、岩土类别、岩土名称以及颜色等。
本发明的有益效果：
1.无需人工进行绘制，完全实现自动化分析；
2.用户可在任意处简单绘制一条切面线，采用B/S架构实现相应分析算法和服务，即可获得地下岩层剖面图，方便快捷。
附图说明
图1为本发明基于地质灾害地下岩层剖面图；
图2为本发明基于地质灾害地下岩层剖面图。
具体实施方式
为了更好的说明本发明，现结合实施例及附图作进一步的说明。
如图1所示，基于地质灾害地下岩层剖面分析方法，该方法包括步骤如下：
制作shapefile点格式文件：将勘探工程点位图层和钻孔记录点图层利用ArcGIS桌面桌面软件制作成支持(x,y,z)三个坐标轴的shapefile点格式文件，(x,y)用来表示在二维地平面上的经度和纬度坐标位置，z轴表示基于地球基准海平面的高度；勘探工程点位图层字段表如表1如示；
表1：勘探工程点位图层字段表
Figure BDA0002758589610000031
勘探工程点位图层字段说明如下：
gcmc:勘探工程名称。
钻孔记录点图层字段表如表表2所示。
表2：钻孔记录点图层字段表
Figure BDA0002758589610000041
钻孔记录点图层字段说明如下：
gcmc：勘探工程名称；
dirllcode：钻孔编号；
kkbg：孔口标高；
zksd：钻孔深度；
jgrq：钻孔类型；
jgrq：竣工日期；
zbxn：x坐标；
zbye：y坐标。
地质地层数据存储：根据钻孔取样后数据，分析后的结果记录为地质地层结果记录表，并存储在PostgreSQL数据库表中；并取名为geologLevel，如表3所示。
表3：地质地层记录表
Figure BDA0002758589610000051
地质地层记录表字段说明：
dirllcode：钻孔编号；
dzsd：地质时代；
dzcy：地质成因；
cdsd：底层深度；
cdbg：底层标高；
fchd：分层厚度；
fcxh：分层序号；
ytbh：岩土编号；
ytlm：岩土类别。
岩溶地层数据存储：将岩溶地层数据进行标准化后，存储在PostgreSQL数据库表中；并取名为karstStandard，如表4所示。
表4为岩溶地层标准数据表
Figure BDA0002758589610000052
Figure BDA0002758589610000061
岩溶地层标准表字段说明：
dzsd：地质时代；
dzcy：地质成因；
ytlm：岩土类别；
color：岩土颜色(用RGB值表示)。
勘探工程点位图层和钻孔记录点图层导入：将勘探工程点位图层和钻孔记录点图层导入到PostgreSQL数据库表中；将勘探工程点位图层和钻孔记录点图层导入到PostgreSQL数据库后的两个表名分别为drillProject和drillRecord；地质地层记录表和岩溶地层标准数据表的两个表名分别为geologLevel和karstStandard。
空间分析运算：利用标准SQL及其PostGIS空间分析扩展函数支持进行空间分析运算，最后将地下岩层剖面图显示于显示器上并标示出各字段的数据。
空间分析运算步骤上具体步骤如下：
从Cesium三维地球上，利用其画线API接口，在勘探工程范围内绘制一条任意剖面线，依次输入多个分隔点，分别为起点、第2点、第3点……终点，从而构成一条剖面线；本实施例中设输入的是一条直线，坐标点为[114.02 22.54，114.04 22.54]；
将剖面线的坐标转用WKT规范表达并通过HTTP请求传输到服务器进行分析处理，服务器接收到该条剖面线后，将沿着线的起点，按照每隔一段距离取一个点来跟钻孔表进行最短距离计算，以得到一个对应的钻孔记录样本数据，依次类推，直到计算到剖面线的最后一个分隔点。
具体的，将上述步骤中的直线坐标[114.02 22.54，114.04 22.54]转用WKT规范表达，即LINESTRING(114.02 22.54,114.04 22.54)，并通过HTTP请求传输到服务器接口进行分析处理；服务器接收到该条剖面线后，将沿着剖面线的起点，按照每隔1米取一个点来跟drillRecord进行最短距离计算，以得到一个对应的钻孔记录样本数据；依次类推，直到计算到剖面线的最后一个断点。
经过上述空间运算，即可找到离起点坐标最近的一个钻孔记录，具体信息包含：工程名称(gcmc)、钻孔编号(drillCode)、孔口标高(kkbg)、钻孔深度(zksd)关键信息。根据钻孔编号(drillCode)去地质地层(geologLevel)表中关联查询并找出相关的地质信息，具体的，用最短距离钻孔结果记录中的钻孔编号去地质底层表中记录逐条比对，如果drillCode列相同，则符合要求的地质，如表5如下：
表5符合某钻孔编号的地质信息
Figure BDA0002758589610000071
表5中结果表明，钻孔Z131K1编号对应有四种图层，分别为人工填土、粉质粘土、粉质粘土和微风化灰岩。
最后，依次将所有钻孔下的所有地质层数据全部运算出来，然后将所有结果表按照相互间的关联关系，进行综合拼接。得出表6的两个钻孔的最终结果信息表。
图1：表6 Z131K1和Z131K2两个钻孔的最终结果信息表
drillcode dzsd dzcy kkbg cdba cdsd fchd fcxh ytbh ytlm ytmc color
Z131K1 Q ml 24.12 20.12 4 4 0 1-1 人工填土 人工填土 142162162
Z131K1 Q al+pl 24.12 19.12 5 1 1 1-2 粉质粘土 粉质粘土 255255179
Z131K1 Q dl+el 24.12 12.32 11.6 6.6 2 1-3 粉质粘土 粉质粘土 255211127
Z131K1 C l 24.12 6.52 17.6 6 3 2-1 微风化灰岩 微风化灰岩 227227227
drillcode dzsd dzcy kkbg cdbg cdsd fchd fcxh ytbh ytlm ytmc color
Z131K2 Q ml 24.12 20.12 4 4 0 1-1 人工填土 人工填土 142162162
Z131K2 Q al+pl 24.12 19.12 5 1 1 1-2 粉质粘土 粉质粘土 255255179
Z131K2 Q dl+el 24.12 12.32 11.6 6.6 2 1-3 粉质粘土 粉质粘土 255211127
Z131K2 C l 24.12 6.52 17.6 6 3 2-1 微风化灰岩 微风化灰岩 227227227
具体的，钻孔记录表以drillcode字段为联接关系，跟地质地层记录表进行拼接；地质地层记录表以ytbh字段为联接关系，跟岩溶地层标准数据表进行拼接，最终拼接后的结果表所含有的字段有：钻孔编号(dirllcode)、地质时代(dzsd)、地质成因(dzcy)、孔口标高(kkbg)、底层标高(cdgb)、底层深度(cdsd)、分层厚度(fchd)、分层序号(fcxh)、岩土编号(ytbh)、岩土类别(ytlm)、岩土名称(ytmc)、color(颜色RGB代码)
其中几个主要字段的含义如下：
孔口标高(kkbg)：基于大地海平面的标高；
底层标高(cdbg)：基于大地海平面的标高；
底层深度(cdsd)：基于孔口处的相对深度；
分层厚度(fchd)：当前土层的厚度；
底层深度(cdsd)＝孔口标高(kkbg)-底层标高(cdgb)；
分层厚度(fchd)＝当前行底层深度(cdsd)-上一行底层深度(cdsd)；//第一行时减0。
图1为各字段在图中的含义，图2为最终成像后的剖面效果示意图。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.基于地质灾害地下岩层剖面分析方法，其特征在于：该方法包括步骤如下：
S1：制作shapefile点格式文件：将勘探工程点位图层和钻孔记录点图层利用ArcGIS桌面桌面软件制作成支持(x,y,z)三个坐标轴的shapefile点格式文件，(x,y)用来表示在二维地平面上的经度和纬度坐标位置，z轴表示基于地球基准海平面的高度；
S2：地质地层数据存储：根据钻孔取样后数据，分析后的结果记录为地质地层结果记录表，并存储在PostgreSQL数据库表中；
S3：岩溶地层数据存储：将岩溶地层数据进行标准化后，存储在PostgreSQL数据库表中；
S4：勘探工程点位图层和钻孔记录点图层导入：将勘探工程点位图层和钻孔记录点图层导入到PostgreSQL数据库表中；
S5：空间分析运算：利用标准SQL及其PostGIS空间分析扩展函数支持进行空间分析运算，最后将地下岩层剖面图显示于显示器上并标示出各字段的数据；
所述步骤S5具体包括如下步骤：
S51：从Cesium三维地球上，利用其画线API接口，在勘探工程范围内绘制一条任意剖面线，依次输入多个分隔点，分别为起点、第2点、第3点……终点，从而构成一条剖面线；
S52：将剖面线的坐标转用WKT规范表达并通过HTTP请求传输到服务器进行分析处理，服务器接收到该条剖面线后，将沿着线的起点，按照每隔一段距离取一个点来跟钻孔表进行最短距离计算，以得到一个对应的钻孔记录样本数据，依次类推，直到计算到剖面线的最后一个分隔点；
S53：根据上述步骤方式，依次将所有钻孔下的所有地质层数据全部运算出来，然后将所有结果表按照相互间的关联关系，进行综合拼接。
2.根据权利要求1所述基于地质灾害地下岩层剖面分析方法：其特征在于：所述步骤S51中针对剖面线上的分隔点，分布与钻孔记录表中的每一个钻孔坐标位置进行平面直线距离计算，将所有钻孔记录按计算后的直线距离从小到大排序，最后取出第一条钻孔记录，即是距离该分隔点直线距离最短的钻孔记录。
3.根据权利要求1所述基于地质灾害地下岩层剖面分析方法：其特征在于：所述字段包括钻孔编号、地质时代、地质成因、孔口标高、底层标高、底层深度、分层厚度、分层序号、岩土编号、岩土类别、岩土名称以及颜色。
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