[发明专利]一种水平岩层构造地貌的自动识别方法

权利要求书

1.一种水平岩层构造地貌自动化识别的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将矢量地形地质图的岩层面要素转换为岩层界线线要素；

该步骤具体包括：

(1-1)将矢量地形地质图数据读入岩层面要素集合A＝{a_i1|i1＝1,2,...,n_a}，将等高线数据读入等高线集合E＝{e_i2|i2＝1,2,...,n_e}，设置判定标准差的阈值Y1和Y2，长度阈值Len和判定整个岩层是否水平的阈值F；其中，a_i1为包含rockid属性的岩层面要素，n_a为岩层面要素的个数，e_i2为等高线，n_e为等高线的条数，Y1≥Y2，F∈[0.75,1]；

(1-2)将岩层面要素集合离散化为线要素集合：读取岩层边界并预处理，从而将A转换为岩层界线线要素集合L₁＝{l_i|i＝1,2,...,n_l}，l_i为岩层界线线要素，包含界线左岩层要素rockid1和界线右岩层要素rockid2两个属性，n_l为岩层界线的条数；

(2)将岩层界线线要素转换为离散的点，生成离散点集合；

该步骤具体为：依次读取L₁中的每个岩层界线线要素l_i，将l_i中的每个节点坐标记录到集合p_i＝{(x_ij,y_ij)|j＝1,2,..,len_i}，其中，(x_ij,y_ij)表示l_i的第j个节点坐标，len_i表示l_i所包含节点的个数；最终生成所有岩层界线离散后的点集合P＝{p_i|i＝1,2,..,n_l}；

(3)基于等高线插值生成数字高程模型的基础上，进行离散点高程赋值并计算每条岩层界线所对应点集合的高程属性值；

该步骤具体包括：

(3-1)将矢量的等高线离散化为数据点，然后采用IDW插值方法内插生成数字高程模型DEM；

(3-2)点集合P中点的高程信息的获取：根据DEM，逐一读取点集合P中节点的坐标信息，将节点的坐标值换算成DEM的栅格行列号其中：

式中，为栅格数据的行列号；X,Y为点集合P中节点的横、纵坐标值；X₀,Y₀为栅格数据的起始坐标，size表示栅格大小；

(3-3)根据获取相应的栅格值，并将栅格值作为相应点的高程属性值记录，则将P转换为具有高程属性值的点集合Q＝{q_i|i＝1,2,..,n_l}，其中，q_i＝{(x_ij,y_ij,d_ij)|j＝1,2,..,len_i}，d_ij为q_i的第j个点的高程属性值；

(4)基于二分法，根据高程属性值迭代筛选出符合判别阈值的水平岩层界线；

该步骤具体包括：

(4-1)分别计算Q的子集q_i的高程属性列的标准差S_i和q_i的长度length_i，其中，

式中，表示q_i平均高程属性值；

(4-2)根据计算结果进行如下判断操作：

1)若S_i＞Y1，则q_i所代表的岩层界线不水平，跳至步骤(4-3)；

2)若S_i≤Y2，q_i转换为空间线要素，和其所属的岩层界线一并存储到集合L₂，跳至步骤(4-3)；

3)若Y2＜S_i≤Y1，且length_i＜Len,跳至步骤(4-3)；

4)若Y2＜S_i≤Y1，且length_i≥Len，采用以下公式将集合q_i分为子集合q_i1和子集合q_i2，并返回执行步骤(4-1)；

(4-3)将判别为水平岩层界线的相邻子集合并；

(4-4)读取Q的下一个子集，重复步骤(4-1)，直至i取尽1,2,..,n_l，处理完所有的子集，最后生成水平岩层界线集合L₂＝{lh_i3|i3＝1,2,...,n_lh}，lh_i3为水平岩层界线，n_lh为水平岩层界线的条数；

(5)根据水平岩层界线的属性值，匹配上、下岩层界线，生成水平岩层面状要素。

2.根据权利要求1所述的水平岩层构造地貌自动化识别的方法，其特征在于：步骤(5)具体包括以下步骤：

(5-1)读取岩层面要素集合A的一个元素a_i1，用rn_i1表示a_i1的rockid属性：

1)遍历L₂中所有水平岩层界线，将rockid1属性等于rn_i1的水平岩层界线记录到集合N1_i1中；

2)遍历L₂中所有水平岩层界线，将rockid2属性等于rn_i1的水平岩层界线记录到集合N2_i1中；

3)根据公式计算得到f_i，其中，M表示N1_i1和N2_i1中所有水平岩层界线所包含的节点数，N表示岩层面a_i1所包含的节点数；

4)若N1_i1和N2_i1都不为空且f_i≥F，说明a_i1是水平岩层要素；否则，a_i1是非水平岩层要素；

(5-2)重复步骤(5-1)，直到处理完A中所有元素；

(5-3)将识别出的水平岩层面要素另存为新图层，即为水平岩层构造地貌。