基于稀疏点云曲面重构的复杂地质构造建模方法研究

发布时间：2017-07-01 07:23

  本文关键词：基于稀疏点云曲面重构的复杂地质构造建模方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：构造地质建模在油气资源勘探中发挥重要作用。构造建模以构造解释数据为基础,通过地质曲面拟合,形成以层面和断面为内边界的地质格架模型,为描述地质特征、层序建模、岩性建模、油藏描述等提供基本约束框架。从计算机图形学上来讲,地质曲面拟合是一个点云曲面重构问题。与现有的点云曲面重构不同,构造解释数据具有稀疏性和复杂性特点,稀疏性是指构造解释数据在空间分布上严重不均,在种子剖面方向相对密集,而在其他方向分布很稀疏;复杂性是指由于断裂构造和倒转构造的存在,导致地质曲面在XOY平面上投影存在重叠区域。本文针对复杂地质构造模型构建存在的上述两方面问题开展研究,提出了基于逻辑邻域的稀疏点云曲面重构方法和基于投影平面的复杂地质构造建模方法,主要工作如下：(1)提出了基于逻辑邻域的稀疏点云曲面重构方法。在地质领域内的原始点云数分布严重不均匀,即沿着测线方向上原始种子点数据分布相对密集,而其他方向上的种子点非常稀疏。相对于传统的物理邻域的曲面重构方法而言,通过基于逻辑邻域的搜索方法由于Delaunay三角网的连接,使得搜索出来的种子点分布在待插值点的各个方向,能够准确描述地质曲面的空间形态,所以插值效果比较准确,曲面拟合效果良好。(2)提出了基于投影平面的复杂地质构造建模方法。将原始种子点数据垂直投影到某个平面上,在该投影平面上构建出Delaunay三角网拓扑结构,最后通过种子点与投影点的一一对应关系恢复出空间三角网,完成复杂地质曲面重构。其中将投影平面的选取问题转化为最优化数学模型,研究了两种方法可以得到投影平面的有效范围,然后在此基础上转换为凸优化问题并进行求解。在生成地质层位模型后,最后对侧面进行封闭得到三维地质封闭块状模型,即完成了复杂地质构造建模。综上所述,在地质领域内,通过基于逻辑邻域的稀疏点云曲面重构方法能够较好的解决原始种子点数据稀疏性的问题,拟合出了曲面效果良好；而对于复杂地质的构造建模方法,本文提出了基于投影平面的思想并取得了不错了效果,为复杂地质构造建模提供了一种新的解决思路。
【关键词】：稀疏性 复杂地质 曲面重构 构造建模
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM911.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 研究背景及意义13
• 1.2 研究现状13-19
• 1.2.1 点云曲面重构14-18
• 1.2.2 复杂地质构造建模18-19
• 1.3 本文主要工作与贡献19
• 1.4 论文章节安排19-21
• 第二章 地质曲面重构理论基础21-34
• 2.1 地质曲面重构理论基础21-26
• 2.1.1 常见的复杂地质构造21-23
• 2.1.2 地质勘探数据的特点23-25
• 2.1.3 稀疏点云曲面重构25-26
• 2.2 约束Delaunay三角网简介26-33
• 2.2.1 三角网剖分介绍26-27
• 2.2.2 Delaunay三角网剖分介绍27-30
• 2.2.3 约束Delaunay三角网剖分介绍30-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第三章 基于逻辑邻域的稀疏点云曲面重构34-43
• 3.1 问题描述34-36
• 3.2 传统物理邻域的曲面重构方法36-38
• 3.2.1 物理邻域的曲面重构过程36-38
• 3.2.2 物理邻域的曲面重构方法的不足38
• 3.3 基于逻辑邻域的曲面重构方法38-41
• 3.3.1 逻辑邻域的曲面重构过程38-40
• 3.3.2 逻辑邻域的曲面重构方法的优势40-41
• 3.4 仿真对比分析41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 基于投影平面的复杂地质构造建模43-63
• 4.1 问题描述43
• 4.2 投影平面及最优化模型的建立43-50
• 4.2.1 复杂地质构造介绍43-45
• 4.2.2 投影平面的建立45-47
• 4.2.3 最优化模型的建立47-50
• 4.3 投影平面有效范围的求解50-54
• 4.3.1 三点相邻法51-52
• 4.3.2 基于投影坐标顺序约束的方法52-54
• 4.4 凸优化问题的转换54-62
• 4.4.1 极小化极大值问题的转换54-55
• 4.4.2 凸优化问题的转换55-57
• 4.4.3 凸优化问题的求解57-60
• 4.4.4 复杂地质构造建模60-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 总结与展望63-65
• 5.1 工作总结63-64
• 5.2 工作展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70
• 硕士研究生期间取得的研究成果70

【参考文献】

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本文编号：505020