基于tin的被错断断层复原建模方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于TIN的被错断断层复原建模方法，包括以勘探线剖面图上断层数据建立断层的TIN模型，提取已经建立的断层TIN模型的相交线视为断层复原建模的标志线，微分标志线得到微分点并计算其复原向量，构造衰减函数模拟因待复原点远离标志线而距离增大造成复原向量模减小的衰减，计算TIN模型的所有顶点复原后的坐标，并将断层TIN模型的三角形表和更新后的顶点表导入软件进行可视化，完成复原建模。本发明能够将被后期断层(成矿后断层)错断或破坏的成矿期断层TIN模型进行复原，消除在被破坏空间下所获得的断层TIN模型存在的撕裂、扭曲等空间形变影响，更准确地表达成矿期断层的原始形态，为成矿期的断层三维形态分析和成矿信息提取提供正确的模型支撑。
【专利说明】基于TIN的被错断断层复原建模方法
【技术领域】
[0001]本发明属于隐伏矿体立体定量预测领域中断层三维建模方法，尤其涉及一种被错断断层复原建模的方法。
【背景技术】
[0002]三维地质建模理论日趋完善，因TIN(Triangulated Irregular Network,不规则三角网)模型的优点，基于TIN的地质体三维建模应用广泛。但在构造复杂的区域，多期断层先后活动，成矿后断层常常错断成矿期断层进而破坏成矿期断层形态及其周围环境(即成矿空间)，使当前即成矿后观测到的成矿期断层、成矿空间以及获取的成矿规律等存在一定程度的扭曲。显然，被错断的成矿期断层模型无法表现其原始形态，因此，直接利用被错断的成矿期断层模型，无法准确提取其成矿信息，这将影响隐伏矿体立体定量预测模型的建立。
【发明内容】
[0003]为了解决构造复杂区域出现成矿后断层错断成矿期断层(被错断了的成矿期断层，简称为被错断断层；相应地，错断了成矿期断层的成矿后断层，简称为错断断层)，造成无法准确提取成矿信息的技术问题，本发明提供一种可有效准确的恢复成矿空间模型的基于TIN的被错断断层复原建模方法。
[0004]为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种基于TIN的被错断断层复原建模方法，包括以下步骤:
[0005]步骤一:对全部勘探线剖面图上的被错断断层和错断断层进行数字化，获得被错断断层和错断断层的轨迹数据，然后在三维地质建模软件中，以轨迹数据为基础，将剖面之间的轨迹线连接起来，即建立被错断断层的TIN模型和错断断层的TIN模型，并导出这两个模型的数据，得到三角形表和顶点表；
[0006]步骤二:对被错断断层的TIN模型和错断断层的TIN模型进行布尔求交运算，提取被错断断层和错断断层的2条相交线，即为被错断断层复原建模的2条标志线；
[0007]步骤三:将标志线穿过所有勘探线剖面形成的交点作为该标志线的特征点，设勘探线剖面的数量为M个，则交点同样为M个，而2条标志线上在同一勘探线剖面上有2个特征点，这2个特征点构成特征点对，共有M对，所有的特征点对构成特征点对集合；
[0008]步骤四:以每条标志线上的每个特征点为分段标志，将两个相邻特征点之间的线段按照等长微分的方式微分成多段，得到微分点对集合；
[0009]步骤五:对于被错断断层的TIN模型所有顶点，以2条标志线上相对应的微分点组成的矢量作为复原向量；
[0010]步骤六:构造衰减函数来模拟因待复原点远离标志线而距离增大造成复原向量模减小的衰减，并求出衰减系数；
[0011]步骤七:根据步骤五中得到的复原向量和步骤六中得到的衰减系数求取TIN模型所有顶点的复原后坐标，并更新顶点表，原始的三角形表和更新后的顶点表联合组成的TIN模型为被错断断层的复原模型。
[0012]所述的方法，所述的步骤二中，通过TIN模型布尔求交运算，提取被错断断层和错断断层的2条相交线，即被错断断层复原建模的2条标志线，数学表达式为:
[0013]L = TniHTc
[0014]式中，Tn^P T。分别代表以TIN模型离散表达的被错断断层即主裂面和错断断层即切割面的TIN模型曲面，L为Tn^P T。的相交线即标志线，这样求得的标志线L有2条，用L1和L2分别表不。
[0015]所述的方法，所述的步骤三中，在每一勘探线剖面图上提取2条标志线的所有拐点组成有序的特征点，2条标志线上的特征点两两配对组成特征点对集合ApA2:
[0016]A1 = (Qm I m = O, I, 2，...，M-l}, A2 = {Qn | η = O, I, 2，..., M-l}
[0017]式中，A1和A2为特征点集合，m和η为特征点序号，M为标志线段数，Qffl和Qn为特征点。
[0018]所述的方法，所述的步骤四中，将标志线L1和L2的M段微分成N小段得到ΜΝ+1个微分点，得到微分点集合B1、B2:
[0019]B1 = (P1Jk = O, 1,2,...，MN}，B2 = {P2k | k = O, 1,2,...,MN}
[0020]式中，B1和B2为微分点集合，k为微分点序号，M为标志线段数，N为标志线每一段微分段数，Plk和P2k为微分点，且特征点集A1 e B1, A2 e B2。
[0021]所述的方法，所述的步骤五中，平移所有组成标志线的微分点来进行标志线的复原，平移的方向和距离即为复原向量R，标志线上微分APlk、P2k的复原后坐标用下面的等式来表示:
[0022]Clk2k — Plk+ (P2k_Pik) /2
[0023]C2klk — P2k+ (Pik_P2k) /2
[0024]式中，Clk2k表示集合B1中的点往L2 —侧平移后的坐标；(P2k-Plk) /2为集合B1中的点的复原向量；C2klk表示集合B2中的点往L1 一侧平移后的坐标；(Plk-P2k)/2为集合B2中的点的复原向量；
[0025]然后将TIN模型中三角形的任意顶点称之为待复原点，对于任意一待复原点P。，在搜索半径r范围之内，在集合B1或集合B2中找到η个微分点作为其复原的参照点即代表点，采用距离平方反比法加权η个代表点的复原向量，从而得到Ptl的复原向量互:
【权利要求】
1.一种基于TIN的被错断断层复原建模方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一:对全部勘探线剖面图上的被错断断层和错断断层进行数字化，获得被错断断层和错断断层的轨迹数据，然后在三维地质建模软件中，以轨迹数据为基础，将剖面之间的轨迹线连接起来，即建立被错断断层的TIN模型和错断断层的TIN模型，并导出这两个模型的数据，得到三角形表和顶点表； 步骤二:对被错断断层的TIN模型和错断断层的TIN模型进行布尔求交运算，提取被错断断层和错断断层的2条相交线，即为被错断断层复原建模的2条标志线； 步骤三:将标志线穿过所有勘探线剖面形成的交点作为该标志线的特征点，设勘探线剖面的数量为M个，则交点同样为M个，而2条标志线上在同一勘探线剖面上有2个特征点，这2个特征点构成特征点对，共有M对，所有的特征点对构成特征点对集合； 步骤四:以每条标志线上的每个特征点为分段标志，将两个相邻特征点之间的线段按照等长微分的方式微分成多段，得到微分点对集合； 步骤五:对于被错断断层的TIN模型所有顶点，以2条标志线上相对应的微分点组成的矢量作为复原向量； 步骤六:构造衰减函数来模拟因待复原点远离标志线而距离增大造成复原向量模减小的衰减，并求出衰减系 数； 步骤七:根据步骤五中得到的复原向量和步骤六中得到的衰减系数求取TIN模型所有顶点的复原后坐标，并更新顶点表，原始的三角形表和更新后的顶点表联合组成的TIN模型为被错断断层的复原模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤二中，通过TIN模型布尔求交运算，提取被错断断层和错断断层的2条相交线，即被错断断层复原建模的2条标志线，数学表达式为:
L = Tni n Tc 式中，Tn^P Τ。分别代表以TIN模型离散表达的被错断断层即主裂面和错断断层即切割面的TIN模型曲面，LS Tm和Τ。的相交线即标志线，这样求得的标志线L有2条，用L1和L2分别表不。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤三中，在每一勘探线剖面图上提取2条标志线的所有拐点组成有序的特征点，2条标志线上的特征点两两配对组成特征点对集合A、A2:
A1= (QmIm = O, I, 2,..., M-l}, A2 = {Qn| η = O, 1，2，...，M-1} 式中，A1和A2为特征点集合，m和η为特征点序号，M为标志线段数，Qm和Qn为特征点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤四中，将标志线L1和L2的M段微分成N小段得到ΜΝ+1个微分点，得到微分点集合B2:
B1= {Plk|k = 0，l，2，...，MN}，B2= {P2k|k = O，1，2，...，MN} 式中，B1和B2为微分点集合，k为微分点序号,M为标志线段数,N为标志线每一段微分段数，Plk和P2k为微分点，且特征点集A1 e B1, A2 e B20
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤五中，平移所有组成标志线的微分点来进行标志线的复原，平移的方向和距离即为复原向量R，标志线上微分APlk、P2k的复原后坐标用下面的等式来表示:Clk2k — Plk+ (P2k_Plk) /2
Gklk — P2k+ (Plk_P2k) /2 式中，Clk2k表示集合B1中的点往L2—侧平移后的坐标；(P2k-Plk)/2为集合B1中的点的复原向量；C2klk表示集合B2中的点往L1 一侧平移后的坐标；(Plk-P2k)/2为集合B2中的点的复原向量； 然后将TIN模型中三角形的任意顶点称之为待复原点，对于任意一待复原点Ptl,在搜索半径r范围之内，在集合B1或集合B2中找到η个微分点作为其复原的参照点即代表点，采用距离平方反比法加权η个代表点的复原向量，从而得到Ptl的复原向量R:
式中，Cli为Ptl到集合B1或集合B2中微分点Pli或P2i的欧氏距离，Ri为代表点的复原向量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步骤六中，通过距离平方反比法加权离代表点的距离来计算待衰减距离dw:
式中，di为Pci到集合B1或集合B2中代表点Pli或P2i的欧氏距离，η为代表点的个数； 然后计算距离衰减系数w:
式中，dr为裳减半径，dw为待裳减距尚。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的步骤七中，通过下列公式计算待复原点复原后坐标C1:
式中，Ctl为待复原点的复原前的坐标，R为对代表点进行距离平方反比加权得到的复原向量，w为距离衰减系数。
【文档编号】G06T17/05GK104077810SQ201410298258
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】毛先成, 陈进, 吴泽权 申请人:中南大学