地质剖面图三维空间信息提取方法和装置、存储介质与流程

1.本发明属于地质建模技术领域，具体涉及一种地质剖面图三维空间信息提取方法和装置、存储介质。


背景技术：

2.地质图是地质人员根据地质知识和经验进行地质信息综合表达的重要形式，其中地质剖面图是最常见的一种地质成果图。因地质剖面图承载的地质信息丰富(各类构造、地层、岩石类型、矿产及其几何形态、属性等信息)且易于获取，作为一种常用数据源用于三维地质建模。因此，如何将地质剖面图上承载和表达的二维的地质信息进行提取和使用，是三维地质建模的一项基础性工作。
3.常规的地质剖面图信息提取方法为：首先对目标地质点、线通过矢量化等方法进行二维空间意义上的提取，然后通过平移、旋转、坐标计算等对提取的目标点、线文件进行三维空间的转换使其具有真实三维空间坐标，然后使用转换后的数据参与三维地质建模。此类方法存在以下问题：(1)要求收集到的剖面图为矢量数据，而实际情况往往是收集的数据多为图片格式，因此需进行矢量化工作；(2)当三维地质建模涉及的剖面图数量巨大、地质要素复杂时，则存在工作量大、效率低，甚至精度不理想等问题；(3)无法对剖面图上包含的全部地质要素进行提取和使用而造成信息损失，从而影响三维地质建模的效率和精度。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是，提供一种地质剖面图三维空间信息提取方法和装置、存储介质，可以快速、准确的实现二维地质图的三维空间位置恢复，且能实现剖面图承载地质信息的全要素提取，为三维地质建模提供准确的数据支撑并提高建模效率。
5.为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
6.一种地质剖面图三维空间信息提取方法，包括：
7.步骤s1、获取地质剖面图；
8.步骤s2、对所述地质剖面图上的目标区域进行裁剪，将裁剪后图像按规则进行命名，同时将裁剪后图像的数据格式转换为标准数据格式；
9.步骤s3、根据所述地质剖面图的坐标信息，计算裁剪后图像的角点坐标；
10.步骤s4、根据所述裁剪后图像的角点坐标，将裁剪后图像标定在三维空间位置，建立三维地质剖面图；
11.步骤s5、在三维地质剖面图上提取地质信息。
12.作为优选，所述地质剖面图包含：剖面线走向、坐标信息。
13.作为优选，对地质剖面图上的目标区域进行裁剪的方式根据剖面线走向是否一致，分为目标区域整图裁剪和分区裁剪；当目标区域内剖面线走向一致时，采用整图裁剪方式，将目标区域作为一个整体的图像块进行裁剪；当目标区域剖面线走向不一致时，根据剖面线不同走向的拐点划分裁剪区域，进行分区裁剪。
14.作为优选，将裁剪后图像按空间位置关系规则进行命名。
15.作为优选，所述标准数据格式包括:bmp、jpeg、pbm、pgm、png、ppm、tiff、xbm、xpm。
16.本发明还提供一种地质剖面图三维空间信息提取装置，包括：
17.获取模块，用于获取地质剖面图；其中，所述地质剖面图包含：剖面线走向、坐标信息；
18.裁剪模块，用于对地质剖面图上的目标区域进行裁剪，将裁剪后图像按规则进行命名，同时将裁剪后图像的数据格式转换为标准数据格式；
19.计算模块，用于根据坐标信息，计算裁剪后图像的角点坐标；
20.建立模块，用于根据所述裁剪后图像的角点坐标，将裁剪后图像标定在三维空间位置，建立三维地质剖面图；
21.提取模块，用于在三维地质剖面图上提取地质信息。
22.作为优选，所述地质剖面图包含：剖面线走向、坐标信息。
23.作为优选，将裁剪后图像按空间位置关系规则进行命名。
24.作为优选，所述标准数据格式包括:bmp、jpeg、pbm、pgm、png、ppm、tiff、xbm、xpm。
25.本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现地质剖面图三维空间信息提取方法。
26.本发明对地质剖面图上的目标区域进行裁剪；根据地质剖面图的坐标信息，计算裁剪后图像的角点坐标；根据裁剪后图像的角点坐标，将裁剪后图像标定在三维空间位置，建立三维地质剖面图；在三维地质剖面图上提取地质信息。采用本发明的技术方案，可以快速、准确的实现二维地质图的三维空间位置恢复，且能实现剖面图承载地质信息的全要素提取，为三维地质建模提供准确的数据支撑并提高建模效率。
附图说明
27.图1为本发明地质剖面图三维空间信息提取方法流程框图；
28.图2为本发明图像裁剪和角点坐标计算示意图；
29.图3为利用本发明方法建立的图像空间位置标定后的三维地质剖面图；
30.图4为利用本发明方法提取的地质信息三维空间图；
31.图5为利用本发明方法建立的三维地质模型。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
34.实施例1：
35.如图1所示，本发明提供一种地质剖面图三维空间信息提取方法，包括以下步骤：
36.步骤s1、获取地质剖面图；其中，所述地质剖面图包含：剖面线走向、坐标信息；
37.步骤s2、对地质剖面图上的目标区域进行裁剪，将裁剪后图像按规则进行命名，同时将裁剪后图像的数据格式转换为标准数据格式；
38.步骤s3、根据坐标信息，计算裁剪后图像的角点坐标；
39.步骤s4、根据所述裁剪后图像的角点坐标，将裁剪后图像标定在三维空间位置，建立三维地质剖面图；
40.步骤s5、在三维地质剖面图上提取地质信息。
41.作为本实施例的一种实施方式，步骤s2中，对地质剖面图上的目标区域进行裁剪的方式根据剖面线走向是否一致，分为目标区域整图裁剪和分区(分段)裁剪；当目标区域内剖面线走向一致时，采用整图裁剪方式，既将目标区域作为一个整体的图像块进行裁剪；当目标区域剖面线走向不一致时，根据剖面线不同走向的拐点划分裁剪区域，进行分区(分段)裁剪；图像裁剪以矩形框形状进行裁剪；裁剪时需保证裁剪框精确，避免因裁剪不准确引起的空间误差。
42.作为本实施例的一种实施方式，步骤s2中，将裁剪后的图像按空间位置关系规则进行命名。命名时图像名称至少包含3个关键字段：area_section_image，其中，area代表区域或矿区的名称或编号，section代表剖面线名称或编号，image代表图像顺序号，当采用分区(分段)裁剪时，图像顺序号由左至右顺序编号。
43.作为本实施例的一种实施方式，步骤s2中，将裁剪后的图像数据格式转换为skua-gocad软件可识别的标准数据格式,所述标准数据格式包括:bmp、jpeg、pbm、pgm、png、ppm、tiff、xbm、xpm。
44.作为本实施例的一种实施方式，步骤s3中，计算裁剪后图像的角点坐标具体为：将裁剪图像的4个角点分别定义为：左下(x)、左上(v)、右上(w)、右下(u)；每个角点坐标格式为(x，y，z)，其中x、y为角点的水平位置坐标，z为角点在垂向深度域上的位置坐标。将计算完成的角点坐标整理成电子表格，供其他具有共同点或者共同边的相邻图像空间标定时使用，避免因重复计算而增加工作量，还可用于质量控制及精度验证。如图2所示，对图像角点坐标计算作进一步的说明：已知剖面图上钻孔坐标信息，图像以矩形框形状进行裁剪(虚线框所示)，根据空间位置分析对裁剪后的图像的4个角点(x、u、v、w)坐标分别进行计算：x点坐标为(x0，y0，z
0-ho)，u点坐标为(x0，y0，z1)，v点坐标为(x2，y2，z
0-ho)，w点坐标为(x2，y2，z1)。值得说明的是，角点坐标的计算应根据目标区域不同视具体情况进行计算。
45.作为本实施例的一种实施方式，步骤s4中通过skua-gocad软件实现，具体步骤包括：
46.(1)通过“import images—as 2d voxet”，将裁剪后的图像全部加载入软件；
47.(2)通过“voxet—tools—resize voxet with point”，对加载的图像进行4个角点坐标定义；
48.(3)完成图像空间位置标定，建立如图3所示的三维地质剖面图。
49.作为本实施例的一种实施方式，步骤s5，在建立完成的三维地质剖面图上，根据需求，基于skua-gocad软件的点、线相关功能模块对地层界线、岩性、断层目标地质点、线以及几何形态、属性进行提取，建立具有真实三维空间坐标信息的的点、线三维模型，如图4所示；结合其他地质资料和地质认识，采用确定性建模或随机建模方法，建立三维地质模型，
如图5所示。
50.实施例2：
51.本发明提供一种地质剖面图三维空间信息提取装置，包括：
52.获取模块，用于获取地质剖面图；其中，所述地质剖面图包含：剖面线走向、坐标信息；
53.裁剪模块，用于对地质剖面图上的目标区域进行裁剪，将裁剪后图像按规则进行命名，同时将裁剪后图像的数据格式转换为标准数据格式；
54.计算模块，用于根据坐标信息，计算裁剪后图像的角点坐标；
55.建立模块，用于根据所述裁剪后图像的角点坐标，将裁剪后图像标定在三维空间位置，建立三维地质剖面图；
56.提取模块，用于在三维地质剖面图上提取地质信息。
57.实施例3：
58.本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现地质剖面图三维空间信息提取方法。
59.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。