[发明专利]三维水平地质剖面图制作方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维水平地质剖面图所包含的地质工程信息，制作方法以及其用途，具体的说是一种三维水平地质剖面图制作方法及其用途。三维水平地质剖面图用于能源矿产地质与工程地质制图，工程地质和能源矿产地质中地质勘察中地质勘察成果的表达，与岩土工程相关的设计、分析、施工中的勘察成果的表达和能源矿产相关的设计、开采、修复中的勘察成果的表达。

背景技术

目前，还没有体系化的水平地质剖面图技术，也没有体系化的水平地质剖面应用于能源矿产地质与工程地质制图。能源矿产地质与工程地质制图存在以下几个问题：

1.只存在体系化的二维竖直地质剖面技术。竖直地质剖面只能描述某个竖直面上的地层分布，无法有效反映不同标高水平面上的整体地质分布，不能对工程勘察、设计、分析、施工和能源矿产勘探、设计、开采、修复等提供全面有效的技术支撑。

2.现有的二维工程地质竖直剖面，仅仅只基于该剖面所经过的两端钻孔来进行分析；且钻孔两端中间的地层分布与钻孔之间的距离无关，故实质上只是两个钻孔之间的趋势地层分布；交叉工程地质竖直剖面往往存在二义性。

3.工程设计人员只能根据地质勘察数据掌握大概地质情况，不能全面、准确、清晰、直观的解析地质体水平面上的情况，面对巨量繁复的数据，导致工程技术人员掌握的地质情况，与实际地质地层情况形成较大的偏差和漏误，不利于工程勘察、设计、施工、监测、运营和能源矿产勘探、设计、开采、修复等过程中的科学化、保质保量、和经济性。

4.现有工程勘察设计或能源矿产开发过程中，也零星出现工程技术人员针对特殊的应用需求，通过人工交互来构建示意性的水平地质剖面；只是这种水平地质剖面的生产周期长、成本大，技术质量随意性大且缺乏体系化的技术质量保障，尚不是工程勘察、设计、施工、监测、运营和能源矿产勘探、设计、开采、修复等中的必须成果类型。

发明内容

本发明的目的在于克服在进行能源矿产地质与工程地质制图时的种种不足，提供一种三维水平地质剖面图制作方法及其用途。

一种三维水平地质剖面图制作方法，方法步骤如下：

1.依据能源矿产地质与工程地质相关技术规范要求，获取野外地质原始资料,包括而不局限于钻探地质资料、钻探点三维位置信息、地质物探信息，以及相关室内、室外试验资料。

2.依据能源矿产地质与工程地质相关技术规范要求，在步骤1相关原始资料的基础上确定综合分层和钻孔地质柱状图。

3.基于钻孔地质柱状图与钻孔的真实三维位置坐标信息，提取钻孔柱状图数据和当前工程勘察场区的相关地质属性数据，即提取地质背景参数，提取的具体过程如下：

输入、管理、提取标准化的满足勘察规范要求的钻孔数据、实验数据，以及用于三维地质建模的地层属性数据等数据；并在系统视窗中可视化表达上述数据，包括而不局限于钻孔柱状图、钻孔场区范围。

地质数据包括而不局限于年代地质背景、层积地质背景、坡积地质背景、海相层积地质背景、河床冲积地质背景、断裂构造地质等。

4.地质技术人员校核地质数据，并交互修改步骤3中的相关地质属性数据。

5.确定三维水平地质剖面所对应的标高以及在平面上的范围，提取数据，既导入关联数据，关联数据包括而不局限于建筑物轮廓线数据，或岩土工程设计方案所对应的矢量图形数据。

6.构建水平剖面，有两种构建方式：

第一种，①针对步骤5所确定的三维水平地质剖面所在的平面多边形，也即指定水平剖面所在多边形的坐标范围，根据提取的钻孔柱状图数据、地质数据和关联数据，离散化水平剖面为线边界拓扑集或离散点集，也即计算水平剖面多边形与一系列线段组的相交，得到每条相交平行线的两端点即为计算线分布数据；

其中，多边形：水平剖面顶点所组成；

组平行线：与y轴平行，间距为D的一组平行线和过多边形顶点与y轴平行的一组平行线的集合；

②构建线边界拓扑集中每条线或离散点集中每个点的地层分布模型，也即循环计算每条计算线的地质分布数据，从每条计算线第一个点，沿着计算方向按照一定距离进行迭代计算，记录每个点的地质属性，如果当前点的地质属性与上一个点的地质属性相同，说明未找到计算线的地质分界点，则继续沿着计算线方向按照指定距离往下计算，如果当前点的地质属性与上一个点的地质属性不同，则采用二分法，沿计算线反方向得到地质分界点，如此循环下去，得到整个水平剖面的地质分布数据；