CN117934767A - 一种三维地质剖面生成方法、装置和地质信息建模系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维地质剖面生成方法、装置和地质信息建模系统，属于岩土工程技术领域，所述方法包括：确定三维地质模型中待生成的目标剖面所包含的多个钻孔，每个钻孔均包含多个地层；针对任意两个钻孔P和Q，将钻孔P的第1个地层P1的顶部与钻孔Q的第1个地层Q1的顶部相连，并判断P1和Q1的大小；根据钻孔P的第i个地层Pi大于钻孔Q的第j个地层Qj的大小确定Pi的顶部/底部与Qj顶部/底部的连接方式，将Pi或其下一层与Qj或其下一层比较层序大小，重复该过程直至其中一个钻孔已连接至最底部的地层；将该钻孔的最底部与另一钻孔的剩余土层分界点依次相连以获取目标剖面。本发明在面对复杂的地质情境时，能够有效地生成准确剖面图。

Description

一种三维地质剖面生成方法、装置和地质信息建模系统

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，更具体地，涉及一种三维地质剖面生成方法、装置和地质信息建模系统。

背景技术

近年来，地下工程地质信息建模软件已成为岩土工程领域的重要工具。它们被用于地下工程项目的三维地质建模与分析，涵盖钻孔、地形、水文以及地层等地质对象，提供面向点-线-面-体的交互式建模功能，提供地质对象智能推断与分析功能。这些软件在地基与基础工程、地铁和隧道工程、地下水资源管理等领域发挥着关键作用。在地下工程地质信息建模软件中，生成剖面是一项至关重要的功能。它能够允许岩土工程师以直观的方式查看地下地质结构。这对于理解地下岩层、地下水位、断层、岩土特性等地质特征非常有帮助。软件生成的地质剖面，有助于岩土工程师确定土壤承载能力、地下水位、地下岩层的分布和强度等，从而指导基础设计和工程规划。地质剖面还可用于评估地下风险，如土壤沉降、地下水涌出、断层活动等。

实际工程中，地质的剖面情况往往是较为复杂的。原因在于地质条件是多种多样的，包括不同类型的岩层、岩土性质的变化、断层、岩层的倾角和地下水位等因素。其中，地层尖灭现象是导致地质剖面复杂性的一种重要现象，它为地质勘探和工程设计带来了挑战。地层尖灭现象通常发生在沉积岩层的边界或交界处，在一个地质层的尽头，这个地层会逐渐变薄，并最终消失，这种逐渐变薄并逐渐消失的过程被称为尖灭。地层尖灭通常是由于沉积环境的变化或沉积物输送的改变引起的。这些变化可能包括沉积物供给减少、沉积环境的变化（例如，从陆地到海洋）或地貌演化等。

在目前的三维地质建模软件中，对于在生成剖面的过程中如何进行自动连线的研究较少。在这些少数研究中，通常是在某个钻孔中缺少地层时，在该钻孔中增加虚拟地层控制点，然而虚拟地层控制点实际上并不能体现出非钻孔位置的地层边界形状。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种三维地质剖面生成方法、装置和地质信息建模系统，其目的在于，充分考虑了复杂地质场景，能够有效地生成准确的地质剖面图，提高了三维地质模型的真实性和可靠性，由此解决现有地质建模方法生成的三维地质剖面图不够准确的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种三维地质剖面生成方法，包括：

S1：确定三维地质模型中待生成的目标剖面所包含的多个钻孔，每个钻孔均包含多个地层；

S2：针对任意两个钻孔P和钻孔Q，将钻孔P的第一个地层P1的顶部与钻孔Q的第一个地层Q1的顶部相连，并判断P1和Q1的大小；

S3：根据钻孔P的第i个地层Pi大于钻孔Q的第j个地层Qj的大小确定Pi的顶部/底部与Qj顶部/底部的连接方式，并将Pi或其下一层与Qj或其下一层比较层序大小，并确定比较大小的两个地层顶部/底部的连接方式，重复该过程直至其中一个钻孔已连接至最底部的地层；i∈[1，M]，j∈[1，N]，M为钻孔P的地层总数；N为钻孔Q的地层总数；

S4：将所述其中一个钻孔的最底部与另一钻孔的剩余土层分界点依次相连，以获取所述目标剖面。

在其中一个实施例中，所述S3包括：

若钻孔P的第i个地层Pi大于钻孔Q的第j个地层Qj，则将Pi的顶部与Qj的底部相连，然后Pi保持不变并与Qj的下一层比较地层之间层序的大小。

在其中一个实施例中，所述S3还包括：若钻孔P的第i个地层Pi等于钻孔Q的第j个地层Qj，则Pi的底部与Qj的底部相连，然后Pi的下一层与Qj的下一层比较地层之间层序的大小。

在其中一个实施例中，所述S3还包括：若钻孔P的第i个地层Pi小于钻孔Q的第j个地层Qj，则Pi的底部与Qj的顶部相连，然后Qj保持不变并与Pi的下一层比较地层之间层序的大小。

在其中一个实施例中，每个钻孔均包含多个地层，每个地层均用x-y-z表示，x、y、z分别为主层、亚层、次亚层。

在其中一个实施例中，比较钻孔P的地层和钻孔Q的地层时先比较x、再比较y、最后比较z来决定地层之间层序的大小。

在其中一个实施例中，所述S4包括：将所述其中一个钻孔的最底部与另一钻孔的剩余土层分界点依次相连，完成地质剖面的连层后，根据预设的尖灭比对地层的尖灭点进行调整，得到所述目标剖面。

按照本发明的另一方面，提供了一种三维地质剖面生成装置，包括：

确定模块，用于确定三维地质模型中待生成的目标剖面所包含的多个钻孔，每个钻孔均包含多个地层；

判断模块，用于针对任意两个钻孔P和钻孔Q，将钻孔P的第一个地层P1的顶部与钻孔Q的第一个地层Q1的顶部相连，并判断P1和Q1的大小；

连接模块，用于根据钻孔P的第i个地层Pi大于钻孔Q的第j个地层Qj的大小确定Pi的顶部/底部与Qj顶部/底部的连接方式，并将Pi或其下一层与Qj或其下一层比较层序大小，并确定比较大小的两个地层顶部/底部的连接方式，重复该过程直至其中一个钻孔已连接至最底部的地层；i∈[1，M]，j∈[1，N]，M为钻孔P的地层总数；N为钻孔Q的地层总数；

生成模块，用于将所述其中一个钻孔的最底部与另一钻孔的剩余土层分界点依次相连，以获取所述目标剖面。

按照本发明的另一方面，提供了一种地质信息建模系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

按照本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果。

（1）本发明提供了一种三维地质剖面生成方法，充分考虑了复杂地质情况下的三维地质信息建模软件中剖面图的自动生成。在面对复杂的地质情境时，能够有效地生成准确的剖面图，提高了模型的真实性和可靠性。通过对两个钻孔之间的地层进行层序大小的比较，该方法能够在连接地层时考虑到地层的层序关系，使生成的剖面更符合实际地质结构。通过综合考虑地层的层序大小比较确定连接地层的方式，能够在生成地质剖面时考虑多个因素，提高了生成结果的准确性和可用性。通过自动化处理地质剖面的生成过程，减少了人工干预的需求，提高了效率。

（2）本发明还提供了对地层尖灭点进行自动调整的功能，或者允许工程师手动进行调整。这进一步增强了生成的剖面的灵活性和适应性，以满足不同需求和场景。

附图说明

图1为本发明实施例提供的三维地质剖面生成方法的流程图。

图2a为本发明实施例提供的三维地质剖面生成方法中目标剖面所包含的钻孔P和钻孔Q。

图2b为连接P1与Q1的顶部示意图。

图3为得到第一层土层1-0-0的示意图。

图4为得到第二层土层2-0-0的示意图。

图5为得到第三层土层3-0-0的示意图。

图6为得到第四层土层1-0-0的示意图。

图7为得到第五层土层3-0-0的示意图。

图8为得到第六层土层4-0-0的示意图。

图9为得到第七层土层2-0-0的示意图。

图10为得到第八层土层5-0-0的示意图。

图11为得到第九层土层6-0-0的示意图。

图12为根据尖灭比0.5对地层的尖灭点进行自动调整的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明提供了一种三维地质剖面生成方法，包括：S1：确定三维地质模型中待生成的目标剖面所包含的多个钻孔，每个钻孔均包含多个地层。S2：针对任意两个钻孔P和钻孔Q，如图2a所示，将钻孔P的第一个地层P1的顶部与钻孔Q的第一个地层Q1的顶部相连，如图2b所示，并判断P1和Q1的大小。S3：根据钻孔P的第i个地层Pi大于钻孔Q的第j个地层Qj的大小确定Pi的顶部/底部与Qj顶部/底部的连接方式，并将Pi或其下一层与Qj或其下一层比较层序大小，并确定比较大小的两个地层顶部/底部的连接方式，重复该过程直至其中一个钻孔已连接至最底部的地层。i∈[1，M]，j∈[1，N]，M为钻孔P的地层总数。N为钻孔Q的地层总数。S4：将其中一个钻孔的最底部与另一钻孔的剩余土层分界点依次相连，以获取目标剖面。

在其中一个实施例中，S3包括：若钻孔P的第i个地层Pi大于钻孔Q的第j个地层Qj，则将Pi的顶部与Qj的底部相连，然后Pi保持不变并与Qj的下一层比较地层之间层序的大小。

在其中一个实施例中，S3还包括：若钻孔P的第i个地层Pi等于钻孔Q的第j个地层Qj，则Pi的底部与Qj的底部相连，然后Pi的下一层与Qj的下一层比较地层之间层序的大小。

在其中一个实施例中，S3还包括：若钻孔P的第i个地层Pi小于钻孔Q的第j个地层Qj，则Pi的底部与Qj的顶部相连，然后Qj保持不变并与Pi的下一层比较地层之间层序的大小。

本实施例中S3包括如下步骤：

1）在三维地质模型中选择目标剖面所包含的钻孔P和Q，如图2a所示。

2）将P1与Q1的顶部相连，如图2b所示。

3）比较P1和Q1的层序大小。由于P1<Q1，将P1底部与Q1顶部相连，得到第一层土层1-0-0，如图3所示。

4）比较P2和Q1的层序大小。由于P2<Q1，将P2底部与Q1顶部相连，得到第二层土层2-0-0，如图4所示。

5）比较P3和Q1的层序大小。由于P3=Q1，将P3底部与Q1底部相连，得到第三层土层3-0-0，如图5所示。

6）比较P4和Q2的层序大小。由于P4<Q2，将P4底部与Q2顶部相连，得到第四层土层1-0-0，如图6所示。

7）比较P5和Q2的层序大小。由于P5<Q2，将P5底部与Q2顶部相连，得到第五层土层3-0-0，如图6所示。

8）比较P6和Q2的层序大小。由于P6=Q2，将P6底部与Q2底部相连，得到第六层土层4-0-0，如图7所示。

9）比较P7和Q3的层序大小。由于P7<Q3，将P7底部与Q3顶部相连，得到第七层土层2-0-0，如图8所示。

10）比较P7和Q3的层序大小。由于P7<Q3，将P7底部与Q3顶部相连，得到第七层土层2-0-0，如图9所示。

在其中一个实施例中，每个钻孔均包含多个地层，每个地层均用x-y-z表示，x、y、z分别为主层、亚层、次亚层。

在其中一个实施例中，比较钻孔P的地层和钻孔Q的地层时先比较x、再比较y、最后比较z来决定地层之间层序的大小。

在其中一个实施例中，S4包括：将其中一个钻孔的最底部与另一钻孔的剩余土层分界点依次相连，完成地质剖面的连层后，根据预设的尖灭比对地层的尖灭点进行调整，得到目标剖面。

具体的，由于钻孔P已连接至最底部，则将钻孔P的最底部与钻孔Q的剩余土层分界点依次相连，分别得到第八层土层5-0-0（如图10所示）和第九层土层6-0-0，如图11所示。若预设的尖灭比为0.5，则对地层的尖灭点进行自动调整，如图12所示。

在其中一个实施例中，提供了一种三维地质剖面生成装置，包括：确定模块、判断模块、连接模块和生成模块。确定模块，用于确定三维地质模型中待生成的目标剖面所包含的多个钻孔，每个钻孔均包含多个地层。判断模块，用于针对任意两个钻孔P和钻孔Q，将钻孔P的第一个地层P1的顶部与钻孔Q的第一个地层Q1的顶部相连，并判断P1和Q1的大小。连接模块，用于根据钻孔P的第i个地层Pi大于钻孔Q的第j个地层Qj的大小确定Pi的顶部/底部与Qj顶部/底部的连接方式，并将Pi或其下一层与Qj或其下一层比较层序大小，并确定比较大小的两个地层顶部/底部的连接方式，重复该过程直至其中一个钻孔已连接至最底部的地层。i∈[1，M]，j∈[1，N]，M为钻孔P的地层总数。N为钻孔Q的地层总数。生成模块，用于将其中一个钻孔的最底部与另一钻孔的剩余土层分界点依次相连，以获取目标剖面。

在其中一个实施例中，提供了一种地质信息建模系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

在其中一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三维地质剖面生成方法，其特征在于，包括：

S1：确定三维地质模型中待生成的目标剖面所包含的多个钻孔，每个钻孔均包含多个地层；

S2：针对任意两个钻孔P和钻孔Q，将钻孔P的第一个地层P1的顶部与钻孔Q的第一个地层Q1的顶部相连，并判断P1和Q1的大小；

S3：根据钻孔P的第i个地层Pi大于钻孔Q的第j个地层Qj的大小确定Pi的顶部/底部与Qj顶部/底部的连接方式，并将Pi或其下一层与Qj或其下一层比较层序大小，并确定比较大小的两个地层顶部/底部的连接方式，重复该过程直至其中一个钻孔已连接至最底部的地层；i∈[1，M]，j∈[1，N]，M为钻孔P的地层总数；N为钻孔Q的地层总数；

S4：将所述其中一个钻孔的最底部与另一钻孔的剩余土层分界点依次相连，以获取所述目标剖面。

2.如权利要求1所述的三维地质剖面生成方法，其特征在于，所述S3包括：

若钻孔P的第i个地层Pi大于钻孔Q的第j个地层Qj，则将Pi的顶部与Qj的底部相连，然后Pi保持不变并与Qj的下一层比较地层之间层序的大小。

3.如权利要求2所述的三维地质剖面生成方法，其特征在于，所述S3还包括：

若钻孔P的第i个地层Pi等于钻孔Q的第j个地层Qj，则Pi的底部与Qj的底部相连，然后Pi的下一层与Qj的下一层比较地层之间层序的大小。

4.如权利要求3所述的三维地质剖面生成方法，其特征在于，所述S3还包括：

若钻孔P的第i个地层Pi小于钻孔Q的第j个地层Qj，则Pi的底部与Qj的顶部相连，然后Qj保持不变并与Pi的下一层比较地层之间层序的大小。

5.如权利要求1所述的三维地质剖面生成方法，其特征在于，每个钻孔均包含多个地层，每个地层均用x-y-z表示，x、y、z分别表示主层、亚层、次亚层。

6.如权利要求5所述的三维地质剖面生成方法，其特征在于，比较钻孔P的地层和钻孔Q的地层时先比较x、再比较y、最后比较z来决定地层之间层序的大小。

7.如权利要求1所述的三维地质剖面生成方法，其特征在于，所述S4包括：将所述其中一个钻孔的最底部与另一钻孔的剩余土层分界点依次相连，完成地质剖面的连层后，根据预设的尖灭比对地层的尖灭点进行调整，得到所述目标剖面。

8.一种三维地质剖面生成装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定三维地质模型中待生成的目标剖面所包含的多个钻孔，每个钻孔均包含多个地层；

判断模块，用于针对任意两个钻孔P和钻孔Q，将钻孔P的第一个地层P1的顶部与钻孔Q的第一个地层Q1的顶部相连，并判断P1和Q1的大小；

连接模块，用于根据钻孔P的第i个地层Pi大于钻孔Q的第j个地层Qj的大小确定Pi的顶部/底部与Qj顶部/底部的连接方式，并将Pi或其下一层与Qj或其下一层比较层序大小，并确定比较大小的两个地层顶部/底部的连接方式，重复该过程直至其中一个钻孔已连接至最底部的地层；i∈[1，M]，j∈[1，N]，M为钻孔P的地层总数；N为钻孔Q的地层总数；

生成模块，用于将所述其中一个钻孔的最底部与另一钻孔的剩余土层分界点依次相连，以获取所述目标剖面。

9.一种地质信息建模系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。