[发明专利]一种基于空间聚类的地质断层识别方法

说明书

本发明提供一种基于空间聚类的地质断层识别的方法，涉及空间数据挖掘技术领域。一种基于空间聚类进行地质断层识别的方法，首先对勘测数据点进行三角面剖分，计算三角面的坡度，然后通过三角面之间的坡度变化对这些三角面进行空间聚类，坡度变化的大小反映地质连续的破坏程度，根据这些勘测数据点的所在三角面的分类情况，完成对位于不同断层面的勘测数据点划分，从而实现对断层自动识别。本发明提供的基于空间聚类进行地质断层识别的方法突破了现有断层识别方法存在的缺陷，能够对隐藏在大量的离散勘测数据中的断层进行高效的识别和解释。

技术领域

本发明涉及空间数据挖掘技术领域，尤其涉及一种基于空间聚类的地质断层识别方法。

背景技术

随着我国数字化和信息化进程的加快，产生了大量的地质勘探数据，同时也出现了“数据越丰富，知识越贫乏”的局面，急需对地质勘探数据深入挖掘进行研究。如何在浩瀚的空间数据和人们的知识渴求之间建立一个桥梁的确是一个巨大的挑战，而以聚类、分类等人工智能技术为基础的空间数据挖掘为迎接这个挑战提供了新的支撑技术。

面对不断积累的海量地质勘探数据，为了缩短解释周期，克服断层解释中的主观性，断层的自动或者半自动识别技术逐渐引起了广大学者和科研人员的关注。早期的断层识别方法采用的数据驱动策略，通过局部连续性约束方法来识别断层位置，自2000年以后，许多断层自动或半自动识别方法陆续被提了出来，其中比较著名的方法有：2001年Randen等人提出的“人工蚂蚁”方法来压制不连续属性体中的噪音；2003年Gibson等人提出使用相干体来衡量不连续性，进而使用确定的断层面模型通过最大可信度优先(highestconfidence first,HCF)提取策略提取断层面；2005年Dom和James使用融合了地质先验知识的信号处理技术实现断层自动提取(AFE)；2006年Won-ki Jeong等基于GPU使用交互式操作进行断层识别。Benjamin J等在2008年提出基于水平集(Level Sets)的交互式断层面计算方法。2010年，严哲博士研究了三维地震断层自动识别与智能解释。这些断层识别的方法均集中在对地震波的断层识别和解释及遥感图像的识别，均不适合应用于大量离散的勘测数据。

发明方法

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种基于空间聚类的地质断层识别方法，实现矿山勘测及大地勘测离散空间数据点中自动识别地质断层。

一种基于空间聚类的地质断层识别方法，包括以下步骤：

步骤1：输入勘测数据点集和勘测数据点的坡度变化阈值；

将存储勘测数据点的外部文件读入计算机内存，输入勘测数据点集S＝{P₁,P₂,…,P_i,…,P_n}和勘测数据点的坡度变化阈值α，其中，P_i为空间数据点，i∈[1,n]，n为空间数据点总数，P_i由空间三维坐标(x_i,y_i,z_i)构成，三维坐标(x_i,y_i,z_i)所在的三维坐标系的原点根据实际情况人为设定，三维坐标系的X轴和Y轴表示勘测数据点的水平方向信息，Z轴表示勘测数据点的竖直方向信息；通过编程语言编写的数据结构实现对勘测数据点集的存储、组织和管理；

步骤2：按Delaunay准则，从勘测数据点集S中选取三个数据点，生成第一个三角面，计算新生成的三角面的坡度，为三角面添加分类号，并将新生成的三角面加入到三角面集T中，三角面的分类号加入到分类号表C中；

步骤3：按Delaunay准则生成新的三角面，对三角面集T进行扩展，具体方法为：

步骤3.1：以三角面集T中原有的一个三角面为基础三角面，按Delaunay准则，使用勘测数据点集S中其余的数据点生成新的三角面；