[发明专利]一种基于测量坐标或三维场景的地质产状获取方法

说明书

本发明涉及一种基于测量坐标或三维场景的地质产状获取方法，即利用非共线三点构成一个平面的原理，结合地质产状定义，构建由非共线三点的三维坐标确定地质产状的方法。该方法可由地质人员现场测量同一地质界面上的三个非共线点三维坐标后获取，也可基于三维场景，通过地质判译出地质界面后读取其中三个点的三维坐标后获取。本发明通过精确的坐标测量，结合三维几何理论，得到的地质界面走向和倾向误差一般不超过1°，相对于传统的人工罗盘量测或其它现场量测方法精度大大提升，可为地质界面产状稳定区域的地质预测提供坚实保障，并带来较大经济效益。

技术领域

本发明属于地质勘察技术领域，尤其涉及一种基于测量坐标或三维场景的地质产状获取方法。

背景技术

地质界面产状是开展地质平、剖面图绘制和地质预测的基础，传统的方法主要是基于地质罗盘在现场通过手工测量获得，该方法的量测误差与现场实测者的个人经验、认真程度和操作规范性等有关，一般情况下，对于中、陡倾地质界面，地质罗盘的测量误差在走向（倾向）上可达到10°左右，倾角上可达到1°左右，对于缓倾地质界面，走向（倾向）测量误差可达20°甚至以上，倾角误差可达2°左右甚至以上。在勘探量一定的情况下，如果地质界面量测误差过大，地质平、剖面图和地质预测的质量不高，将为后续设计带来较大的不确定性。近年来虽在地质产状量测设备上有一定改进，但仍难以在量测精度上实现根本性的提高。

发明内容

本发明解决的技术问题在于针对现有地质产状量测人为误差过大的现状，提供一种基于测量坐标或三维场景的地质产状获取方法，它从最基本的三维几何理论出发，适应计算机技术的发展，将冗繁的数据计算过程交由计算机处理后得到明显精确地成果，具有较好的推广价值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于测量坐标或三维场景的地质产状获取方法，其特征在于包括以下步骤：

1）基于现场地质测绘成果或三维仿真场景中进行遥感解译完成地层、构造等地质界面判译；

2）通过实地测量或三维场景获取地质界面上的非共线三点X、Y、Z坐标；

3）结合三维几何理论，基于非共线三点的三维坐标计算地质界面产状；

4）对同一地质界面不同点位计算的地质产状开展统计分析。

采用三维场景获取坐标时，其特征在于，步骤2）的具体步骤为：2.1）结合地形和影像构建三维场景；2.3）在三维场景中读取同一地质界面上的非共线三点的三维坐标。

步骤3）的具体制作步骤为：3.1）计算三个点之间的坐标差值，即△X2-△X1、△Y2-△Y1、△Z2-△Z1、△X3-△X1、△Y3-△Y1及△Z3-△Z1；3.2）计算平面法向量；3.3）定义Z轴向上为正值；3.4）依据法向量计算平面倾角；3.5）计算向Z轴投影垂面的法向量；3.6）计算投影直线向量；3.7）计算投影直线向量相对于X轴正向的增量角；3.8）根据增量角确定走向方向；3.9）由走向（或倾向）和倾角确定地质界面产状。

步骤4）的具体制作步骤为：4.1）对同一地质界面选取不同的非共线三点分别计算地质产状；4.2）采用统计学方法计算不同点位下地质产状的均值和标准差；4.3）当地质界面在不同区域差异过大时，采用分区域统计方法得到单一区域的地质产状均值和标准差；4.4）根据统计结果，得出地质界面某一区域的单一产状或一定范围的产状，作为地质绘图和预测的基础。

本发明基于测量坐标或三维场景，结合三维几何理论，通过计算机计算和统计中间过程，得到了明显精确的地质产状，应用到工程地质勘察工作中，可以很好的弥补现有技术存在的不足：

1）传统地质界面产状量测手段受人为操作因素影响大，误差较大，本发明的方法通过现场实测的同一地质界面上非共线三点三维坐标，结合三维几何理论，可直接计算地质界面产状，可基本消除传统人工地质罗盘量测产生的测量误差；