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混合ABC-Stacking机器学习的钻孔数据地层三维隐式建模方法
1
作者 邓怡徽 邹艳红 李延申 《成都理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1020-1034,共15页
地层三维模型能够直观、准确地反映场地地下空间地质结构特征,对于地下空间的开发利用具有重要意义。然而,有限的钻孔地质勘探数据使得构建精细地层三维模型困难。本文提出了一种基于钻孔数据的混合堆叠(Stacking)机器学习策略,在少量... 地层三维模型能够直观、准确地反映场地地下空间地质结构特征,对于地下空间的开发利用具有重要意义。然而,有限的钻孔地质勘探数据使得构建精细地层三维模型困难。本文提出了一种基于钻孔数据的混合堆叠(Stacking)机器学习策略,在少量钻孔数据基础上构建虚拟钻孔网络数据集,开展地层三维隐式建模。首先采用人工蜂群算法(artificial bee colony algorithm,ABC)从常见的几种机器学习算法中构建优化的Stacking集成学习模型,学习已有钻孔数据的地层分类分布特征,构建虚拟钻孔的地层分类数据集;然后基于径向基隐函数建模方法构建地层三维模型;最后引入地质剖面重合度定量指标进行模型评价分析。实例结果显示,Stacking集成学习模型在测试集上的F1分数和准确率分别达到88%和89%。相比单一机器学习模型,.混合ABC-Stacking机器学习模型在地层分类预测中具有更高的分类准确性,表明此方法能够有效提高局部地层分类的精细程度。构建的地层三维模型剖面与实际勘探剖面图地层重合度平均达78.38%,进一步证实了此方法的有效性,为地下结构三维精细建模提供思路。 展开更多
关键词 地层三维建模 Stacking集成策略 隐式建模 机器学习 人工蜂群算法
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基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法研究 被引量：26
2
作者 郭艳军 潘懋 +4 位作者 王喆 王颖 吴自兴 屈红刚 明镜 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2009年第2期23-26,共4页
提出基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法,解决了单纯基于钻孔数据建模方法中无法控制钻孔间复杂的地质现象等问题。在该方法中,还利用道格拉斯-普克(Douglas-Poiker)矢量曲线抽稀算法对交叉折剖面中的矢量地层曲线进行了处... 提出基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法,解决了单纯基于钻孔数据建模方法中无法控制钻孔间复杂的地质现象等问题。在该方法中,还利用道格拉斯-普克(Douglas-Poiker)矢量曲线抽稀算法对交叉折剖面中的矢量地层曲线进行了处理,消去了光滑曲线上对模型质量无影响的密集顶点,避免了在剖面线处Delaunay三角剖分出现过多非正三角形,从而提高了整个模型的精度。在"杭州市城市地质信息管理与服务系统"中应用该方法取得较好的效果。 展开更多
关键词 三维地层建模 钻孔 交叉折剖面 道格拉斯-普克 DELAUNAY三角剖分
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基于广义三棱柱体元的三维地层建模方法 被引量：34
3
作者 车德福 陈学习 +1 位作者 吴立新 徐磊 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2006年第1期36-38,共3页
为了解决基于广义三棱柱(GTP)的三维地层模型自动建模问题,提出了一种三维地层构造知识推理规则和建模方法。该方法结合钻孔数据特点和地层分布规律,首先以孔口数据生成地表面不规则三角网(TIN),然后根据地层构造知识推理规则,将TIN中... 为了解决基于广义三棱柱(GTP)的三维地层模型自动建模问题,提出了一种三维地层构造知识推理规则和建模方法。该方法结合钻孔数据特点和地层分布规律,首先以孔口数据生成地表面不规则三角网(TIN),然后根据地层构造知识推理规则,将TIN中的三角形逐个沿钻孔向下扩展生成GTP,建立三维地层模型,能够解决包括尖灭、分叉和断层等在内的复杂地层构造推理和自动建模。该方法对基于GTP的三维地层建模具有一定的参考价值和指导意义。 展开更多
关键词 三维地层建模 不规则三角网 广义三棱柱 知识推理规则 断层建模
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基于DEM三维地层建模及一体化显示 被引量：10
4
作者 乔金海 潘懋 +2 位作者 金毅 李兆亮 赵增玉 《地理与地理信息科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2011年第2期34-37,共4页
目前三维地层表面建模方法构建的三维地层模型上表面粗糙,与地形不一致。在分析当前建模方法缺陷的基础上,基于多层DEM建模思想,提出了利用DEM修正主TIN的建模方法;该方法可保证模型与地形的空间一致性,实现模型与地理数据的一体化显示... 目前三维地层表面建模方法构建的三维地层模型上表面粗糙,与地形不一致。在分析当前建模方法缺陷的基础上,基于多层DEM建模思想,提出了利用DEM修正主TIN的建模方法;该方法可保证模型与地形的空间一致性,实现模型与地理数据的一体化显示。并提出了利用虚拟钻孔进行剖面图离散化处理,将建模数据源统一为钻孔数据,从而将剖面图融入实际建模流程,解决了单一钻孔数据导致建模结果不精确及模型无法修正的问题,也简化了多源数据导致建模方法复杂的问题。最后以合肥市某区为例,展示了该方法的实现过程及建模效果。 展开更多
关键词 DEM 剖面图 三维地层建模 一体化显示
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复杂三维地层建模及快速射线追踪的研究与实现 被引量：10
5
作者 邓飞 王瑞 +1 位作者 王美平 周熙襄 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期113-118,共6页
利用射线法进行三维正演模拟,需要建立三维地层模型,并进行三维射线追踪。然而三维地层建模,特别是复杂模型的构造通常比较困难,为此提出了一种利用二维地质剖面构建三维地层模型的算法,该方法以用户编辑的二维地质剖面作为原始资料,自... 利用射线法进行三维正演模拟,需要建立三维地层模型,并进行三维射线追踪。然而三维地层建模,特别是复杂模型的构造通常比较困难,为此提出了一种利用二维地质剖面构建三维地层模型的算法,该方法以用户编辑的二维地质剖面作为原始资料,自动构造初始模型,经细化处理后输出光滑、细腻、合理的三角网格模型,有效地解决了复杂地层建模的问题。离散的三角网格可以描述复杂的地质构造,但是由于包含大量三角形,使得射线追踪效率比较低。因此介绍了利用空间包围盒在三角网模型上进行快速射线追踪的方法,利用该方法可以在复杂模型上快速完成上万条射线的射线追踪,追踪速度快而且精度高,具有很强的实用价值。 展开更多
关键词 三维地层建模 地层重构 插值 细分 快速射线追踪 空间包围盒
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河流侵淤作用下三维地层模型的构建 被引量：12
6
作者 朱良峰 潘信 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第S1期65-68,共4页
基于钻孔数据的多层DEM构模技术是构建沉积环境下三维地层模型的有效方法,但该方法对在河流的侵蚀和淤积交替作用下形成的地层建模效果并不理想。针对这种缺陷,对传统的建模流程加以改进,充分考虑到河流侵蚀作用对地层的切割影响,在建... 基于钻孔数据的多层DEM构模技术是构建沉积环境下三维地层模型的有效方法,但该方法对在河流的侵蚀和淤积交替作用下形成的地层建模效果并不理想。针对这种缺陷,对传统的建模流程加以改进,充分考虑到河流侵蚀作用对地层的切割影响,在建模的过程中对地层层面进行了两次插值与高程调整,使在钻孔附近地层的尖灭处理更为自然与合理。应用实例表明,该方法的建模结果非常接近于实际地层分布情况,从而验证了该方法的可靠性。 展开更多
关键词 三维地层建模 河流侵淤作用 沉积顺序 钻孔
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基于水平集的复杂三维地层模型建模及在地下工程中的应用研究 被引量：6
7
作者 夏艳华 白世伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1445-1450,共6页
由于地质体存在断层、尖灭、出露等复杂地质现象,在三维地层建模时,为了表达这些现象,无论是面模型还是体模型或混合模型,都存在空间分割或曲面求交线的问题。由于地质体拓扑关系的复杂性、数据误差以及计算机精度问题,使得这些模型在... 由于地质体存在断层、尖灭、出露等复杂地质现象,在三维地层建模时,为了表达这些现象,无论是面模型还是体模型或混合模型,都存在空间分割或曲面求交线的问题。由于地质体拓扑关系的复杂性、数据误差以及计算机精度问题,使得这些模型在实际建模过程中常常失效。运用水平集理论可以有效解决这一问题,水平集用隐函数表达曲面(或超曲面),可以实现复杂地质体的表达及并、交、差等拓扑运算。在三维地层建模中,插值生成各种地质界面后,用水平集表达这些地质界面,利用水平理论完成各种复杂的拓扑操作,建立以水平集表达的三维地层模型。在此基础上,插入水平集表达的各种工程活动界面,利用水平集理论进行拓扑操作,可构建各种工程活动后的地层模型。再利用Marching cube算法抽取各种地质界面或工程活动界面,构建可用于实时可视化或用于工程评估(如有限元计算)等的NMTINF-BR地层模型或工程活动后的NMTINF-BR地层模型。 展开更多
关键词 三维地层建模 地质界面 水平集 MARCHING CUBE算法 NMTINF-BR模型
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矿山钻孔数据三维地层建模与可视化 被引量：14
8
作者 杨文环 尹璐 孙久运 《金属矿山》 CAS 北大核心 2015年第10期130-134,共5页
三维地层建模与可视化是三维地理信息系统(Geological Information System,GIS)在地学中的重要应用,能够直观展现各类复杂的地质信息,对于实际地质分析大有帮助。为此,提出了一种基于引入四面体格网(Tetrahedral Network,TEN)的广义三棱... 三维地层建模与可视化是三维地理信息系统(Geological Information System,GIS)在地学中的重要应用,能够直观展现各类复杂的地质信息,对于实际地质分析大有帮助。为此,提出了一种基于引入四面体格网(Tetrahedral Network,TEN)的广义三棱柱(Generalized Tri-prism,GTP)模型的三维地层模型构建方法。该方法使用钻孔数据进行三维地层建模,首先以钻孔孔口数据生成地表面不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN),然后根据地层空间分布顺序,将TIN中的三角形逐个沿钻孔向下扩展生成GTP体元模型,建立三维地层模型并对其进行四面体剖分,最后使用可视化工具包(Visualization Toolkit,VTK)开发出三维地层可视化系统,实现了地层模型的三维显示及属性查询,距离、角度量测与剖切等空间分析功能。某矿山钻孔数据试验结果表明:基于引入TEN的GTP模型有助于解决空间实体剖切问题,将VTK应用于实现三维地层可视化是可行的,在可视化性能与空间分析操作等方面均有着良好的效果,对于提高矿山地质分析、地质建模与可视化效率有一定的参考价值。 展开更多
关键词 三维地层建模 可视化 钻孔数据 四面体格网 广义三棱柱 不规则三角网 可视化工具包
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基于三维建模的煤矿瓦斯抽采钻孔设计 被引量：10
9
作者 徐乃忠 涂敏 韩磊 《煤炭工程》 北大核心 2013年第4期128-130,共3页
文章阐述了煤矿地层体建模方法,建立了钻孔数据库和三维地层模型,分析了煤矿巷道三维建模方法和巷道三维模型数据库的建立,利用工程数据和地测数据建立了三维巷道,并基于3DMAX软件平台开发了煤矿瓦斯抽采钻孔三维设计软件,该软件减轻了... 文章阐述了煤矿地层体建模方法,建立了钻孔数据库和三维地层模型,分析了煤矿巷道三维建模方法和巷道三维模型数据库的建立,利用工程数据和地测数据建立了三维巷道,并基于3DMAX软件平台开发了煤矿瓦斯抽采钻孔三维设计软件,该软件减轻了工程设计人员的工作量,提高了劳动效率,为快速、准确绘制瓦斯抽采钻孔并优化钻孔设计提供了一种方法。 展开更多
关键词 三维地层建模 三维巷道建模 瓦斯抽采 钻孔三维设计
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