[发明专利]一种基于空间聚类的地质断层识别方法

摘要

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。

主权项

1.一种基于空间聚类的地质断层识别方法，其特征在于：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,…,Pi,…,Pn}和勘测数据点的坡度变化阈值α，其中，Pi为空间数据点，i∈[1,n]，n为空间数据点总数，Pi由空间三维坐标(xi,yi,zi)构成，三维坐标(xi,yi,zi)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；步骤3.2：计算新生成的三角面的坡度，同时计算新生成的三角面的坡度变化值θ，并将坡度变化值θ与勘测数据点的坡度变化阈值α进行比较；如果新生成的三角面的坡度变化值θ大于勘测数据点的坡度变化阈值α，则新生产的三角面不属于三角面集T中的分类，为新生成的三角面添加新的分类号，并将新分类号加入到分类号表C中；如果新生成的三角面的坡度变化值θ小于等于勘测数据点的坡度变化阈值α，则新生产的三角面属于三角面集T中的分类，新生成的三角面的分类号与基础三角面的分类号相同；步骤3.3：将新生成的三角面加入到三角面集T中，对三角面集T进行扩展；步骤3.4：判断是否所有的勘测数据点已全部加入到三角面集T中，如果所有的勘测数据点已全部加入到了三角面集T中，则生成三角面集T＝{t1,t2,…,tk,…,tm}及分类号表C＝{1,2,…,N}，其中，tk为第k个三角面，m为最终生成的三角面集中三角面的总个数，N为总的分类号，然后执行步骤4，否则返回步骤3.1，以新生成的三角面为基础三角面，继续生成新的三角面，扩展三角面集T；步骤4：根据勘测数据点所在三角面的分类号，为勘测数据点集S中的点添加分类号，对勘测数据点集S中的数据点进行分类，具体方法为：勘测数据点集S＝{P1,P2,…,Pi,…,Pn}中的每个数据点至少作为三角面集T＝{t1,t2,…,tk,…,tm}中一个三角面的顶点，其分类由所在三角面的分类情况决定；如果勘测数据点所在的所有三角面的分类号均相同，则将该勘测点的分类号设置为所在三角面的分类号，分类号相同的勘测数据点为一类；如果勘测数据点所在的多个三角面有不同的分类号，则该勘测数据点处在断层分界面上，将该勘测数据点设置为分界点；步骤5：将聚类后的三角面集T和添加了分类号的勘测数据点集S输出，作为勘探钻孔断层识别结果，并将三角面集T和添加了分类号的勘测数据点集S存储在数据库中。