基于稀疏鉆孔點的三維地質(zhì)建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煤礦地質(zhì)的三維地質(zhì)建模方法，特別是一種基于稀疏鉆孔點的三 維地質(zhì)建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 地質(zhì)體的真三維建模成為地質(zhì)研宄的熱門領(lǐng)域，尤其是礦山地質(zhì)體。基于鉆孔數(shù) 據(jù)的三維地質(zhì)建模技術(shù)最為常見，三維地質(zhì)建模較為直接、有效、完整的反映了地質(zhì)地層信 息。但是，由于歷史原因，傳統(tǒng)的鉆孔數(shù)據(jù)相對稀少且勘探的目的迥異，三維地質(zhì)建模的數(shù) 據(jù)質(zhì)量不足，而重新設(shè)計勘探鉆孔又耗時耗資過多，所以現(xiàn)有稀疏鉆孔點的建模不能滿足 礦山地質(zhì)體研宄的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是要提供一種基于稀疏鉆孔點的三維地質(zhì)建模方法，解決現(xiàn)有稀疏 鉆孔點的建模不能滿足礦山地質(zhì)體研宄的需要的問題。
[0004] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：該三維地質(zhì)建模方法：
[0005] 1、構(gòu)建鉆孔數(shù)據(jù)庫，提取相應(yīng)底層信息，產(chǎn)生完整鉆層與不完整鉆層的對比圖，并 規(guī)劃在缺失的鉆孔下縱向虛擬延伸，具體是使用設(shè)定點的插值算法；
[0006] 2、基于勘探線剖面圖，地質(zhì)勘探線剖面圖是地質(zhì)勘探線剖面空間要素按一定比 例尺的縮影，是現(xiàn)有最常見的礦區(qū)勘探資料之一，根據(jù)地質(zhì)工程人員研宄地層走勢的勘探 資料，設(shè)定橫向虛擬鉆孔的標(biāo)記點，并以此坐標(biāo)作為插值的輸入?yún)?shù)形成整個鉆孔；
[0007] 3、根據(jù)實測和虛擬的鉆孔，利用地質(zhì)工程人員的地質(zhì)學(xué)知識劃分地層，然后關(guān)聯(lián) 各層所屬的鉆孔鉆層，然后選取插值算法形成一定粒度的地層模型，進而組成整個地質(zhì)體 豐旲型；
[0008] 4、針對以上構(gòu)建的模型，運用交叉檢驗作為一種統(tǒng)計思路檢驗?zāi)Ｐ偷木_度，
[0010] 其中，為通過模型預(yù)測的結(jié)果，yi為用標(biāo)準(zhǔn)方法測定的結(jié)果，y^為yi的平均值， M為建模用的樣品數(shù)；交叉驗證均方根誤差（RMSECV)和預(yù)測均方根誤差（RMSEP)也是一個 整體評價指標(biāo)，是檢驗?zāi)Ｐ头€(wěn)定性的一個統(tǒng)計指標(biāo)；當(dāng)RMSEP遠(yuǎn)大于RMSECV時，建模樣品的 代表性差、模型信息擬和不夠或過擬和；當(dāng)RMSEP遠(yuǎn)小于RMSECV時，驗證樣品代表性差；
[0011] 5、以某一地層的等值線圖為參照，對比模型的相應(yīng)地層數(shù)據(jù)，統(tǒng)計相似性，并結(jié)合 步驟4中的結(jié)果，推斷相應(yīng)位置是否具有突變構(gòu)造，如果有則修正模型的源數(shù)據(jù)區(qū)，并進行 相同步驟的再次驗證，直到模型修改到合理的可信度區(qū)間。
[0012] 上述方案針對處理稀疏鉆孔點造成的數(shù)據(jù)質(zhì)量不足，進而模型可信度低的問題， 采用兩種思維進行處理，一種是基于正向思維，即通過利用非鉆孔數(shù)據(jù)或者利用合理的虛 擬和插值方法彌補源數(shù)據(jù)不足；另外一種是基于反向思維，即在構(gòu)建好的模型上通過交叉 檢驗或者異構(gòu)數(shù)據(jù)源的統(tǒng)計思路去修正模型，以提高建模質(zhì)量。解決了現(xiàn)有稀疏鉆孔點的 建模不能滿足礦山地質(zhì)體研宄的需要的問題，達(dá)到了本發(fā)明的目的。
[0013] 主要優(yōu)點如下：
[0014] 1.模型構(gòu)建過程在稀疏鉆孔點的大背景下，做到了融入其他非鉆孔資料，并通過 一定方式合理地虛擬了缺失鉆孔數(shù)據(jù)。
[0015] 2.針對可能構(gòu)建模型的誤差，不依賴舊有的勘探資料，提出了基于統(tǒng)計的判別突 變構(gòu)造方法，使模型的構(gòu)建質(zhì)量提升。
【附圖說明】：
[0016] 圖1是本發(fā)明的完整鉆層與不完整鉆層對比圖。
[0017] 圖2是本發(fā)明的橫向鉆孔擴展示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1 :該三維地質(zhì)建模方法：
[0019] 1、構(gòu)建鉆孔數(shù)據(jù)庫，提取相應(yīng)底層信息，產(chǎn)生完整鉆層與不完整鉆層的對比圖，并 規(guī)劃在缺失的鉆孔下縱向虛擬延伸，具體是使用設(shè)定點的插值算法；
[0020] 2、基于勘探線剖面圖，地質(zhì)勘探線剖面圖是地質(zhì)勘探線剖面空間要素按一定比 例尺的縮影，是現(xiàn)有最常見的礦區(qū)勘探資料之一，根據(jù)地質(zhì)工程人員研宄地層走勢的勘探 資料，設(shè)定橫向虛擬鉆孔的標(biāo)記點，并以此坐標(biāo)作為插值的輸入?yún)?shù)形成整個鉆孔；
[0021] 3、根據(jù)實測和虛擬的鉆孔，利用地質(zhì)工程人員的地質(zhì)學(xué)知識劃分地層，然后關(guān)聯(lián) 各層所屬的鉆孔鉆層，然后選取插值算法形成一定粒度的地層模型，進而組成成整個地質(zhì) 體模型；
[0022] 4、針對以上構(gòu)建的模型，運用交叉檢驗作為一種統(tǒng)計思路檢驗?zāi)Ｐ偷木_度，
[0024] 其中，為通過模型預(yù)測的結(jié)果，yi為用標(biāo)準(zhǔn)方法測定的結(jié)果，y^為yi的平均值， M為建模用的樣品數(shù)；交叉驗證均方根誤差（RMSECV)和預(yù)測均方根誤差（RMSEP)也是一個 整體評價指標(biāo)，是檢驗?zāi)Ｐ头€(wěn)定性的一個統(tǒng)計指標(biāo)；當(dāng)RMSEP遠(yuǎn)大于RMSECV時，建模樣品的 代表性差、模型信息擬和不夠或過擬和；當(dāng)RMSEP遠(yuǎn)小于RMSECV時，驗證樣品代表性差；
[0025] 5、以某一地層的等值線圖為參照，對比模型的相應(yīng)地層數(shù)據(jù)，統(tǒng)計相似性，并結(jié)合 步驟4中的結(jié)果，推斷相應(yīng)位置是否具有突變構(gòu)造，如果有則修正模型的源數(shù)據(jù)區(qū)，并進行 相同步驟的再次驗證，直到模型修改到合理的可信度區(qū)間。
[0026] 在采用該方法時，先要對鉆孔數(shù)據(jù)庫信息進行整理。基于整理的信息設(shè)定需要縱 向虛擬延長的鉆孔，并根據(jù)剖面數(shù)據(jù)和地層數(shù)據(jù)，設(shè)計橫向的虛擬鉆孔。最后基于交叉或者 非鉆孔資料，用基于統(tǒng)計的突變地質(zhì)構(gòu)造的判別不斷修正完善模型的可信度低的區(qū)域。
[0027] 圖1為完整鉆層與不完整鉆層對比圖；圖中梯形線是最深地層數(shù)（左刻度），呈遞 增（因為數(shù)據(jù)集是以層數(shù)排序的）。鋸齒線為其最深下底到整個模型下界的距離差（右刻 度），整體呈下降趨勢。最下一行數(shù)值（下刻度）是鉆孔的標(biāo)識號，即每個鉆孔有最深層數(shù) 和下界距離兩個數(shù)據(jù)。
[0028] 圖2為橫向鉆孔擴展示意；圖中方點為各地層與鉆孔的交叉點，或者說標(biāo)記點。虛 垂線為虛擬鉆孔，實垂線為實際鉆孔，A點是預(yù)估的地層分界點，作為虛擬鉆孔的插值信息 輸入點。
【主權(quán)項】
1. 一種基于稀疏鉆孔點的三維地質(zhì)建模方法，其特征是： (1) 、構(gòu)建鉆孔數(shù)據(jù)庫，提取相應(yīng)底層信息，產(chǎn)生完整鉆層與不完整鉆層的對比圖，并規(guī) 劃在缺失的鉆孔下縱向虛擬延伸，具體是使用設(shè)定點的插值算法； (2) 、基于勘探線剖面圖，地質(zhì)勘探線剖面圖是地質(zhì)勘探線剖面空間要素按一定比例 尺的縮影，是現(xiàn)有最常見的礦區(qū)勘探資料之一，根據(jù)地質(zhì)工程人員研宄地層走勢的勘探資 料，設(shè)定橫向虛擬鉆孔的標(biāo)記點，并以此坐標(biāo)作為插值的輸入?yún)?shù)形成整個鉆孔； (3) 、根據(jù)實測和虛擬的鉆孔，利用地質(zhì)工程人員的地質(zhì)學(xué)知識劃分地層，然后關(guān)聯(lián)各 層所屬的鉆孔鉆層，然后選取插值算法形成一定粒度的地層模型，進而組成成整個地質(zhì)體 模型。 (4) 、針對以上構(gòu)建的模型，運用交叉檢驗作為一種統(tǒng)計思路檢驗?zāi)Ｐ偷木_度，其中，λ為通過模型預(yù)測的結(jié)果，Yi為用標(biāo)準(zhǔn)方法測定的結(jié)果，y ">為y i的平均值，M為 建模用的樣品數(shù)；交叉驗證均方根誤差（RMSECV)和預(yù)測均方根誤差（RMSEP)也是一個整體 評價指標(biāo)，是檢驗?zāi)Ｐ头€(wěn)定性的一個統(tǒng)計指標(biāo)；當(dāng)RMSEP遠(yuǎn)大于RMSECV時，建模樣品的代表 性差、模型信息擬和不夠或過擬和；當(dāng)RMSEP遠(yuǎn)小于RMSECV時，驗證樣品代表性差； (5) 、以某一地層的等值線圖為參照，對比模型的相應(yīng)地層數(shù)據(jù)，統(tǒng)計相似性，并結(jié)合步 驟4中的結(jié)果，推斷相應(yīng)位置是否具有突變構(gòu)造，如果有則修正模型的源數(shù)據(jù)區(qū)，并進行相 同步驟的再次驗證，直到模型修改到合理的可信度區(qū)間。
【專利摘要】一種基于稀疏鉆孔點的三維地質(zhì)建模方法，屬于煤礦地質(zhì)的三維地質(zhì)建模方法。建模方法：1、構(gòu)建鉆孔數(shù)據(jù)庫，提取相應(yīng)底層信息，產(chǎn)生完整鉆層與不完整鉆層的對比圖，使用固定點的插值算法；2、基于勘探線剖面圖，根據(jù)地層走勢的勘探資料，設(shè)定橫向虛擬鉆孔的標(biāo)記點，并以此坐標(biāo)作為插值的輸入?yún)?shù)形成整個鉆孔；3.根據(jù)已構(gòu)建的模型，運用交叉檢驗作為一種統(tǒng)計思路檢驗?zāi)Ｐ偷木_度；4.以某一地層的等值線圖為參照，對比模型的相應(yīng)地層數(shù)據(jù)，統(tǒng)計相似性，直到模型修改到合理的可信度區(qū)間。模型構(gòu)建過程在稀疏鉆孔點的大背景下，做到了融入其他非鉆孔資料，虛擬缺失鉆孔數(shù)據(jù)，針對可能構(gòu)建模型的誤差，判別突變構(gòu)造方法，使模型的構(gòu)建質(zhì)量提升。
【IPC分類】G06T17/05
【公開號】CN104899928
【申請?zhí)枴緾N201510254716
【發(fā)明人】陳偉, 王惠, 蔡斌, 王珂
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月18日