一种地层界线图层的自动化生成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地理信息技术与应用领域，具体涉及一种基于沉积和火山地层单位图层、变质地层单位图层、产状图层和断层图层，自动化生成地层界线图层的方法。
【背景技术】
[0002]在地质图空间数据库建设过程中，地层界线图层的制作是一项必不可少的工作。在中国地质调查局所制定的行业标准“数字化地质图图层及属性文件格式[DZ/T 0197-1997]”中，明确地对地层界线图层的属性数据做出了规定。
[0003]目前，地层界线图层的制作主要通过人工制作来实现。制作方法主要包括两方面工作:一是扫描并矢量化已有的地质图件得到地层界线，并对界线图元进行编辑，完成地层界线的提取;二是依据不同地层接触关系在地质图上的表现，人工识别接触关系并进行属性信息的录入。该制作方法不仅存在工作量大、人工识别效率低，而且易引入人为误差，如接触关系识别错误、属性信息错误、与相关地层单位图层界线不一致等缺点。
[0004]在地质图空间数据库建设过程中，着重制作的沉积和火山地层单位图层、变质地层单位图层中，已蕴含了相关地层界线位置和接触关系信息。其中，地层界线的位置在沉积和火山地层单位图层和变质地层单位图层中表现为具有相邻拓扑关系的两地层要素的公共边界。接触关系可以基于地层先后顺序、产状数据、断层数据等进行自动化识别。
【发明内容】
[0005]为此，本发明主要针对人工制作地层界线图层时出现的工作量大、识别效率低，以及易引入人为误差等问题，提出了一种基于沉积和火山地层单位图层、变质地层单位图层、产状图层和断层图层，进行自动化生成地层界线图层的方法。
[0006]本发明的技术方案是:
[0007]—种地层界线图层的自动化生成方法，包括如下步骤:(I)基于沉积、火山地层界线图层和变质地层单位图层，搜寻出图层中所有邻接地层，构建地层邻接关系图(StratumAdjacency Relat1n Graph，简称SARG) ； (2)基于地层邻接关系图提取相邻地层的公共边界，生成地层界线；(3)基于断层图层，识别断层接触关系；(4)基于产状图层，识别基本接触关系，完成地层界线图层的自动化生成。
[0008]所述步骤(I)的具体步骤如下:
[0009]步骤11:加载沉积和火山地层单位图层、变质地层单位图层数据，并将相应的地层面要素读入集合S= {Sl I i = I，2，…，n}，n为地层面要素的个数；
[00?0]步骤12:读出每个地层面要素Si的顶点集Vi= {Pj I j = l，2，...，m}，其中Pj表示构成地层面要素81的顶点，m为顶点的个数;并对每个地层面要素81的顶点集^进行如下的预处理:
[0011 ] d)将顶点集Vi中的点Pj按顺时针排序；
[0012]e)判断每个顶点集Vi中是否存在Pi = Pm，S卩首节点等于尾节点，若存在，则跳转下一步
[0013]c)，对顶点集^进行处理;否则，跳转步骤13;
[00?4] f)删除顶点集Vi的尾节点Pm，保证首尾不相接，即Vi = {P j I j = I，2，…，m-1};
[0015]步骤13:对图层中地层面要素的邻接关系进行初判:若地层面要素?的顶点集^的最小外接矩形Ra和要素Sb的顶点集Vb的最小外接矩形Rb有交点，则跳转步骤14;否则，跳转步骤16;其中，a为循环变量，a e [ I，η-1 ]，初值为I; b为循环变量，b e [a+l，n]，初值为a+1;
[0016]步骤14:对两地层面要素sjPsb的邻接关系进行细判，具体过程如下:
[0017]d)计算顶点集Va和Vb的公共点集T= {pi，p2，...，pk}汰为公共点的个数，并记录T中点在顶点集中序号，记为N= {m,m,...，nk}；
[0018]e)若公共点集T中点的个数2，则跳转下一步c);否则，跳转步骤16;
[0019]f)判断公共点序号集N内是否存在连续的点号nt，nt+1满足Int — nt+1|=l，若存在，即地层面要素SdPs2存在邻接关系，则跳转步骤15;否则，跳转步骤16;
[0020]步骤15:构建地层邻接关系图的边d:计算顶点集^与^的重心点CjPCb，点CjPCb作为地层邻接关系图的顶点，连接点CjPCb作为地层邻接关系图的边d;
[0021]步骤16:若循环变量&>11-1，则输出541^={(11，(12，...(^}，《为地层邻接关系图SARG的边的总个数;否则，循环变量b加I，此时若b Sn，则直接跳转步骤13;否则循环变量a加I，循环变量b = a+l，再跳转步骤13。
[0022]所述步骤(2)的具体步骤如下:
[0023]步骤21:读取SARG= {H...dw}中第i条边di，i为循环变量，初值为I;
[0024]步骤22:求出地层面要素Sa和Sb的顶点集Va= {pi，p2，...，Pm}和Vb= {qi，q2，...，qn}，m、n分别为地层面要素Sa、Sb的顶点个数，并对顶点集vjPvb进行如下的预处理:
[0025]d)将顶点集Va= {ρι，ρ2，...，Pm}和Vb={qi，q2，...，qn}中的点均按顺时针排序；
[0026]e)判断顶点集Va和Vb是否同时满足Pi = Pm与qi = qn，即首节点等于尾节点；若满足，则跳转步骤23;否则，对不符合条件的顶点集^或^，执行下一步c);
[0027]f)对顶点集Va或Vb继续添加第一个点pi或qi，保证首尾相接；
[0028]步骤23:计算顶点集Va和Vb的公共点集T={tl，t2，...，tj}，j为公共点的个数，并记录公共点集T中各点分别在顶点集VdPVb中的序号，分别记为QdPQb;
[0029]步骤24:公共点集T的分段处理，分段处理步骤如下:
[0030]d)设k为循环变量，ke[l，j-l]，初值为I;读取序号仏中第k个点号i’、第k+Ι个点号j’；同样，读取序号Qb中第k个点号ii’、第k+Ι个点号jj’，若同时满足|i’一 j’|=l且ii’一 jj’ 1=1，则点号i’和点号j’、以及点号ii’和点号jj’所对应的两点属于同一段公共边界；
[0031]e)循环变量k加I，gk<j，继续执行上一步a)直至公共点集T分段结束，并依次将属于同一段边界的点构成边e，得到公共边界Ea/b={el，e2，..，em，}，m’表示公共边界的段数;如果m’ >2，执行下一步c);否则跳转步骤25;
[0032]f)依次两两比较构成边et的最后点坐标tL(x，y)与构成边&+1的第一个点坐标tF(x，y)，te[l，m’]，若存在tL(x，y)=tF(x，y)，贝lJ将边et与et+l合并，边et与et+l属于同一段公共边界；
[0033]步骤25:循环变量i加I，若w，循环执行步骤21-24，得到整个图层的地层界线集合E= {Ea/b,Ec/d,...}，其中Ea/b，Ec；/d分别代表邻接地层s￡^sb、邻接地层S。与Sd间的地层界线。
[0034]所述步骤(3)的具体步骤如下:
[0035]步骤31:加载断层图层数据，并以断层图层中的断层线F=U1,f2，...，fm}为中心轴线，以距离参数d生成断层缓冲区Fb;
[0036]步骤32:提取与断层数据中断层线F=U1,f2，...，fm}相交的地层邻接关系图的边集合D=M^d2,...，dn}，n为地层邻接关系图与断层线F相交的条数；
[0037]步骤33:搜寻边集合D中边CU所对应的地层面要素Sa与地层面要素Sb间的地层界线Ea/b={ei，e2，...，em}，其中i为循环变量，ie[l，n]，初值为I;
[0038]步骤34:判断断层接触:若Ea/b={ei，e2，...，em}的某段界线ej在断层缓冲区Fb内，则界线W两侧地层间的接触关系即为断层接触关系；
[0039]步骤35:循环变量i加I，若iSn，则重复执行步骤33、34，直至图层中所有的断层接触提取完毕。
[0040]所述步骤(4)的具体步骤如下:
[0041]步骤41:基于地层岩性信息，区分侵入体与非侵入体;将每个地层的区分结果记录到沉积和火山