地質(zhì)曲面重構(gòu)方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】提供一種地質(zhì)曲面重構(gòu)方法及設(shè)備。所述方法包括：a)將基于采集到的地質(zhì)數(shù)據(jù)生成的三維的空間散點(diǎn)沿Z軸方向投影到二維平面，以獲得各空間散點(diǎn)在二維平面上的投影點(diǎn)；b)在由所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)建立N重矩形網(wǎng)格拓?fù)?；c)根據(jù)各投影點(diǎn)的屬性值對(duì)N重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞闹辽僖粋€(gè)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，以獲得至少一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值；d)根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值計(jì)算未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值；e)根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，通過有限差分求解格式對(duì)幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值；f)獲得由N重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞乃芯W(wǎng)格點(diǎn)及其屬性值表示的地質(zhì)曲面。
【專利說明】地質(zhì)曲面重構(gòu)方法及設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地球物理勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地講，涉及一種地質(zhì)曲面重構(gòu)方法及 設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 曲面可視化重構(gòu)是油氣等礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)、地質(zhì)構(gòu)造和各種數(shù)據(jù)場(chǎng)分布特征研究等 最為直接的研究手段。隨著各種三維空間數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是地球物理探測(cè) 技術(shù)的發(fā)展使包含被測(cè)物體更多細(xì)節(jié)的地質(zhì)數(shù)據(jù)的獲取成為可能，地質(zhì)勘探結(jié)果大多用一 些離散的、不規(guī)則分布的數(shù)據(jù)點(diǎn)來反映，基于這些地質(zhì)數(shù)據(jù)的三維地質(zhì)建模技術(shù)已成為綜 合地質(zhì)解釋工作的發(fā)展方向。
[0003] 為了通過這些離散的地質(zhì)數(shù)據(jù)建立起區(qū)域性連續(xù)的整體模型，需要利用插值、逼 近等曲面構(gòu)造方法。曲面插值（Surface Interpolation)方法是嚴(yán)格通過給定的數(shù)據(jù)點(diǎn)來 構(gòu)造曲面，并根據(jù)原始數(shù)據(jù)點(diǎn)的值來插補(bǔ)空白區(qū)的值而不改變?cè)紨?shù)據(jù)點(diǎn)的值。而曲面逼 近（Surface Approximation)方法則是利用相對(duì)簡單的數(shù)學(xué)曲面來近似地構(gòu)造復(fù)雜的地 質(zhì)曲面，根據(jù)一定的數(shù)學(xué)準(zhǔn)則使所給出的數(shù)學(xué)曲面最大限度地逼近地質(zhì)曲面。運(yùn)用較多的 插值和擬合方法包括：按近點(diǎn)距離加權(quán)平均法、按方位取點(diǎn)加權(quán)法、雙線性插值法、移動(dòng)曲 面插值法、二元三點(diǎn)插值法、三角剖分方法、克里金（Kriging)插值法和三次樣條函數(shù)擬合 法、趨勢(shì)面擬合法、加權(quán)最小二乘擬合法等方法。
[0004] 但由于地質(zhì)數(shù)據(jù)包含層位數(shù)據(jù)、斷層數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)量較大，且由于受到斷層約束， 邊界條件較為復(fù)雜，目前所使用的曲面重構(gòu)方式的重構(gòu)過程較為復(fù)雜（例如，需要進(jìn)行復(fù) 雜的參數(shù)計(jì)算）、重構(gòu)時(shí)間長，并且得到的地質(zhì)曲面往往不能令人滿意（例如，需要對(duì)得到 的地質(zhì)曲面進(jìn)行平滑處理）。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的示例性實(shí)施例在于提供一種地質(zhì)曲面重構(gòu)方法及設(shè)備，其能夠得到更真 實(shí)、更高質(zhì)量的光滑地質(zhì)曲面，且重構(gòu)過程簡便、能夠?qū)崿F(xiàn)快速重構(gòu)。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種地質(zhì)曲面重構(gòu)方法，包括：a)將基于采集到的地 質(zhì)數(shù)據(jù)生成的三維的空間散點(diǎn)沿Z軸方向投影到二維平面，以獲得各空間散點(diǎn)在二維平面 上的投影點(diǎn)，其中，各空間散點(diǎn)的投影點(diǎn)的屬性值為所述空間散點(diǎn)沿Z軸方向的坐標(biāo)的值； b)在由所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)建立N重矩形網(wǎng)格拓?fù)?，其中，N為大于0的整數(shù)，且所述 區(qū)域越大，N越大；c)根據(jù)各投影點(diǎn)的屬性值對(duì)N重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞闹辽僖粋€(gè)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插 值計(jì)算，以獲得至少一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值，其中，所述至少一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)作為已知網(wǎng)格點(diǎn)，未 獲得屬性值的網(wǎng)格點(diǎn)作為未知網(wǎng)格點(diǎn)；d)根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值計(jì)算未知網(wǎng)格點(diǎn)的初 始屬性值；e)根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，通過有限差分求解格 式對(duì)幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值；f)獲得由N重矩形網(wǎng)格 拓?fù)涞乃芯W(wǎng)格點(diǎn)及其屬性值表示的地質(zhì)曲面。
[0007] 可選地，步驟c)包括：按照從一重網(wǎng)格點(diǎn)至N重網(wǎng)格點(diǎn)的順序，依次對(duì)N重矩形網(wǎng) 格拓?fù)涞拿恐鼐W(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，其中，當(dāng)對(duì)i重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算時(shí)，如果所述i重 網(wǎng)格點(diǎn)所在的i重網(wǎng)格中存在投影點(diǎn)，則根據(jù)存在的投影點(diǎn)的屬性值對(duì)所述i重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn) 行插值計(jì)算，其中，i為大于〇小于等于N的整數(shù)。
[0008] 可選地，在步驟c)中，通過加權(quán)距離反比插值法或克里金插值法根據(jù)存在的投影 點(diǎn)的屬性值對(duì)所述i重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算。
[0009] 可選地，步驟d)包括：Dl)根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值對(duì)至少一個(gè)未知網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行 插值計(jì)算，以獲得所述至少一個(gè)未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值；D2)針對(duì)未通過步驟Dl)進(jìn)行插 值計(jì)算的未知網(wǎng)格點(diǎn)，將距離所述未知網(wǎng)格點(diǎn)最近的網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值或初始屬性值的平均 值作為所述未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值。
[0010] 可選地，步驟Dl)包括：D11)根據(jù)斷層多邊形約束將所述由所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū) 域劃分為多個(gè)子區(qū)域；D12)對(duì)至少一個(gè)子區(qū)域內(nèi)的未知網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，以獲得所述 至少一個(gè)子區(qū)域內(nèi)的未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值。
[0011] 可選地，在步驟D12)中：對(duì)所述子區(qū)域內(nèi)具有3個(gè)以上已知網(wǎng)格點(diǎn)的行進(jìn)行B樣 條曲線插值，以獲得所述行上的未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值；對(duì)所述子區(qū)域內(nèi)具有3個(gè)以上 已知網(wǎng)格點(diǎn)的列進(jìn)行B樣條曲線插值，以獲得所述列上的未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，其中， 如果對(duì)所述子區(qū)域內(nèi)的未知網(wǎng)格點(diǎn)所在的行和列分別進(jìn)行了 B樣條曲線插值，則將所述未 知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值更新為分別獲得的所述未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值的平均值。
[0012] 可選地，N = 2,所述幾何偏微分方程為四階幾何偏微分方程，步驟e)包括：El)根 據(jù)一重已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和一重未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，在第一預(yù)設(shè)條件下通過有限 差分求解格式對(duì)四階幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得一重未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值；E2) 分別針對(duì)各一重網(wǎng)格中的二重未知網(wǎng)格點(diǎn)，根據(jù)所述一重網(wǎng)格中的二重已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性 值和二重未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，在第二預(yù)設(shè)條件下通過有限差分求解格式對(duì)四階幾何 偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得所述一重網(wǎng)格中的二重未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值；E3)根據(jù) 所有已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和通過步驟El)和E2)獲得的未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值，在第三預(yù)設(shè) 條件下通過有限差分求解格式對(duì)四階幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以更新所有未知網(wǎng)格 點(diǎn)的屬性值。
[0013] 可選地，所述第一預(yù)設(shè)條件為迭代次數(shù)達(dá)到第一預(yù)設(shè)迭代次數(shù)，或本次迭代求解 得到的各一重未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值與上次迭代求解得到的各一重未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值的 平均誤差小于等于第一預(yù)設(shè)誤差閾值，所述第二預(yù)設(shè)條件為迭代次數(shù)達(dá)到第二預(yù)設(shè)迭代次 數(shù)，或本次迭代求解得到的各二重未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值與上次迭代求解得到的各二重未知 網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值的平均誤差小于等于第二預(yù)設(shè)誤差閾值，所述第三預(yù)設(shè)條件為迭代次數(shù)達(dá) 到第三預(yù)設(shè)迭代次數(shù)，或本次迭代求解得到的各未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值與上次迭代求解得到 的各未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值的平均誤差小于等于第三預(yù)設(shè)誤差閾值。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種地質(zhì)曲面重構(gòu)設(shè)備，包括：投影裝置，將基于采 集到的地質(zhì)數(shù)據(jù)生成的三維的空間散點(diǎn)沿Z軸方向投影到二維平面，以獲得各空間散點(diǎn)在 二維平面上的投影點(diǎn)，其中，各空間散點(diǎn)的投影點(diǎn)的屬性值為所述空間散點(diǎn)沿Z軸方向的 坐標(biāo)的值；網(wǎng)格拓?fù)浣⒀b置，在由所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)建立N重矩形網(wǎng)格拓?fù)洌?中，N為大于0的整數(shù)，且所述區(qū)域越大，N越大；網(wǎng)格點(diǎn)插值裝置，根據(jù)各投影點(diǎn)的屬性值 對(duì)N重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞闹辽僖粋€(gè)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，以獲得至少一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值， 其中，所述至少一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)作為已知網(wǎng)格點(diǎn)，未獲得屬性值的網(wǎng)格點(diǎn)作為未知網(wǎng)格點(diǎn)；初始 屬性值計(jì)算裝置，根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值計(jì)算未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值；迭代裝置，根據(jù) 已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，通過有限差分求解格式對(duì)幾何偏微分方 程進(jìn)行迭代求解，以獲得未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值；地質(zhì)曲面表示裝置，獲得由N重矩形網(wǎng)格拓 撲的所有網(wǎng)格點(diǎn)及其屬性值表示的地質(zhì)曲面。
[0015] 可選地，N = 2,所述幾何偏微分方程為四階幾何偏微分方程，迭代裝置包括：一 重網(wǎng)格點(diǎn)迭代單元，根據(jù)一重已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和一重未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，在第 一預(yù)設(shè)條件下通過有限差分求解格式對(duì)四階幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得一重未 知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值；二重網(wǎng)格點(diǎn)迭代單元，分別針對(duì)各一重網(wǎng)格中的二重未知網(wǎng)格點(diǎn)，根據(jù) 所述一重網(wǎng)格中的二重已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和二重未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，在第二預(yù)設(shè) 條件下通過有限差分求解格式對(duì)四階幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得所述一重網(wǎng)格 中的二重未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值；全局迭代單元，根據(jù)所有已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和通過一重 網(wǎng)格點(diǎn)迭代單元和二重網(wǎng)格點(diǎn)迭代單元獲得的未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值，在第三預(yù)設(shè)條件下通 過有限差分求解格式對(duì)四階幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以更新所有未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性 值。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的地質(zhì)曲面重構(gòu)方法及設(shè)備，可以得到更真實(shí)、更高質(zhì) 量的光滑地質(zhì)曲面，且重構(gòu)過程簡便、能夠?qū)崿F(xiàn)快速重構(gòu)。
[0017] 將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明總體構(gòu)思另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)，還有一部 分通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施而得知。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 通過下面結(jié)合示例性地示出實(shí)施例的附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明示例性實(shí)施例的上 述和其他目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中：
[0019] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的地質(zhì)曲面重構(gòu)方法的流程圖；
[0020] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的二重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞氖纠?br> [0021] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值對(duì)至少一個(gè)未知 網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算的方法的流程圖；
[0022] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的通過有限差分求解格式對(duì)幾何偏微分方程 進(jìn)行迭代求解來獲得未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值的方法的流程圖；
[0023] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的地質(zhì)曲面重構(gòu)設(shè)備的框圖；
[0024] 圖6示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的插值單元的框圖；
[0025] 圖7示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的迭代裝置的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 現(xiàn)將詳細(xì)參照本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo) 號(hào)始終指的是相同的部件。以下將通過參照附圖來說明所述實(shí)施例，以便解釋本發(fā)明。
[0027] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的地質(zhì)曲面重構(gòu)方法的流程圖。
[0028] 如圖1所示，在步驟S100,將基于采集到的地質(zhì)數(shù)據(jù)生成的三維的空間散點(diǎn)沿Z軸 方向投影到二維平面，以獲得各空間散點(diǎn)在二維平面上的投影點(diǎn)。各空間散點(diǎn)的投影點(diǎn)的 屬性值為該空間散點(diǎn)沿Z軸方向的坐標(biāo)的值。
[0029] 具體說來，將三維的各空間散點(diǎn)（x，y，z)沿Z軸方向投影到二維平面，以獲得該空 間散點(diǎn)的投影點(diǎn)（u，V)，且獲得的投影點(diǎn)的屬性值為該空間散點(diǎn)的z值，應(yīng)該理解，u = X， V = y。
[0030] 在步驟S200,在由所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)建立N重矩形網(wǎng)格拓?fù)洹?br> [0031] N為大于0的整數(shù)，且所述區(qū)域越大，N越大。例如，如果所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域較 小，則可只建立一重或二重矩形網(wǎng)格拓?fù)?，如果所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域較大，則可建立二重 以上的矩形網(wǎng)格拓?fù)洹?br> [0032] 以二重矩形網(wǎng)格拓?fù)錇槔?，可先在所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)建立一重網(wǎng)格拓?fù)洌?以通過一重網(wǎng)格控制整體曲面的形態(tài)和趨勢(shì)，然后在各一重網(wǎng)格內(nèi)建立二重網(wǎng)格，以將各 一重網(wǎng)格劃分為更小的區(qū)域，通過分區(qū)域構(gòu)造曲面，使構(gòu)造的曲面更精細(xì)和準(zhǔn)確。也因此， N越大，網(wǎng)格越密，構(gòu)造的曲面越精細(xì)和準(zhǔn)確。圖2示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的二重矩 形網(wǎng)格拓?fù)涞牟焕?，參照?qǐng)D2,由實(shí)線圍成的4個(gè)網(wǎng)格表不一重網(wǎng)格，實(shí)心網(wǎng)格點(diǎn)表不一重 網(wǎng)格點(diǎn)；在各一重網(wǎng)格內(nèi)部由虛線圍成的網(wǎng)格、或虛線和實(shí)線圍成的網(wǎng)格表示二重網(wǎng)格,空 心網(wǎng)格點(diǎn)表示二重網(wǎng)格點(diǎn),應(yīng)該理解,一重網(wǎng)格點(diǎn)也是二重網(wǎng)格點(diǎn)。
[0033] 關(guān)于確定所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域，作為示例，可根據(jù)投影點(diǎn)的坐標(biāo)來確定所有投 影點(diǎn)在二維平面上構(gòu)成的區(qū)域。例如，假設(shè)所有投影點(diǎn)的u坐標(biāo)的最大值為u max，u坐標(biāo)的 最小值為Umin，則沿u軸方向的邊界為u = umin-C，u = umax+C，C為非負(fù)常數(shù)，同理，假設(shè)所有 投影點(diǎn)的V坐標(biāo)的最大值為Vmax, V坐標(biāo)的最小值為Vmin，沿V軸方向的邊界為V = Vmin-C、V =Vmax+C，通過上述邊界即可確定所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域。
[0034] 在步驟S300,根據(jù)各投影點(diǎn)的屬性值對(duì)N重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞闹辽僖粋€(gè)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行 插值計(jì)算，以獲得至少一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值。至少一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)作為已知網(wǎng)格點(diǎn)，未獲得屬性 值的網(wǎng)格點(diǎn)作為未知網(wǎng)格點(diǎn)。
[0035] 作為示例，可按照從一重網(wǎng)格點(diǎn)至N重網(wǎng)格點(diǎn)的順序，依次對(duì)N重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞?每重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算。當(dāng)對(duì)i重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算時(shí)，如果該i重網(wǎng)格點(diǎn)所在的i 重網(wǎng)格中存在投影點(diǎn)，則根據(jù)存在的投影點(diǎn)的屬性值對(duì)該i重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算。i為大 于〇小于等于N的整數(shù)。
[0036] 如果該i重網(wǎng)格點(diǎn)所在的i重網(wǎng)格中不存在投影點(diǎn)，則不對(duì)該i重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插 值計(jì)算。
[0037] 作為示例，可通過加權(quán)距離反比插值法或克里金插值法根據(jù)存在的投影點(diǎn)的屬性 值對(duì)該i重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算。也可通過其它適合的方法根據(jù)存在的投影點(diǎn)的屬性值對(duì) 該i重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算。
[0038] 作為示例，當(dāng)N = 2, S卩，N重矩形網(wǎng)格拓?fù)錇槎鼐匦尉W(wǎng)格拓?fù)鋾r(shí)，先對(duì)一重網(wǎng)格 點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，然后對(duì)二重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算。應(yīng)該理解，一重網(wǎng)格點(diǎn)同時(shí)也是二重網(wǎng) 格點(diǎn)，因此，作為優(yōu)選方式，如果對(duì)某一重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算得到了一個(gè)屬性值，然后將 其作為二重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算得到了另一屬性值，則由于其作為一重網(wǎng)格點(diǎn)時(shí)，對(duì)其進(jìn) 行插值計(jì)算時(shí)所利用的投影點(diǎn)更多，插值精度更高，因此，保留其作為一重網(wǎng)格點(diǎn)時(shí)的插值 結(jié)果。
[0039] 在步驟S400,根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值計(jì)算未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值。
[0040] 可使用各種適合的方法根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值計(jì)算未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值。
[0041] 作為示例，可首先根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值對(duì)至少一個(gè)未知網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì) 算，以獲得所述至少一個(gè)未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值。然后，針對(duì)未通過上述插值計(jì)算的未知 網(wǎng)格點(diǎn)，將距離該未知網(wǎng)格點(diǎn)最近的網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值或初始屬性值的平均值作為該未知網(wǎng) 格點(diǎn)的初始屬性值。應(yīng)該理解，通過上述步驟所有未知網(wǎng)格點(diǎn)都具有了初始屬性值。
[0042] 在步驟S500,根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，通過有限差 分求解格式對(duì)幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值。
[0043] 通過有限差分求解格式對(duì)幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解來獲得未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬 性值，避免了復(fù)雜的參數(shù)計(jì)算，大大降低了對(duì)操作者的數(shù)學(xué)專業(yè)知識(shí)的要求；可適用于含垂 直斷層、正斷層和逆斷層等復(fù)雜斷層約束的曲面重構(gòu)；引進(jìn)的參數(shù)少，不需要大量的運(yùn)算， 能夠?qū)崿F(xiàn)含多種斷層約束的地質(zhì)曲面的快速重構(gòu)。
[0044] 幾何偏微分方程可以是二階幾何偏微分方程、四階幾何偏微分方程等。選擇不同 的幾何偏微分方程，可以實(shí)現(xiàn)不同特性的曲面的重建。例如，選擇二階幾何偏微分方程，生 成的曲面可在連接處（邊界處）達(dá)到C°連續(xù)，S卩，相鄰兩個(gè)曲面具有交點(diǎn)；選擇四階幾何偏 微分方程，生成的曲面可在連接處達(dá)到C 1連續(xù)，S卩，相鄰兩個(gè)曲面在交點(diǎn)處具有相同的一階 導(dǎo)數(shù)。
[0045] 作為示例，四階幾何偏微分方程表示如下：
[0046]

【權(quán)利要求】
1. 一種地質(zhì)曲面重構(gòu)方法，包括： a) 將基于采集到的地質(zhì)數(shù)據(jù)生成的三維的空間散點(diǎn)沿Z軸方向投影到二維平面，以獲 得各空間散點(diǎn)在二維平面上的投影點(diǎn)，其中，各空間散點(diǎn)的投影點(diǎn)的屬性值為所述空間散 點(diǎn)沿Z軸方向的坐標(biāo)的值； b) 在由所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)建立N重矩形網(wǎng)格拓?fù)洌渲?，N為大于0的整數(shù)，且 所述區(qū)域越大，N越大； c) 根據(jù)各投影點(diǎn)的屬性值對(duì)N重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞闹辽僖粋€(gè)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，以獲 得至少一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值，其中，所述至少一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)作為已知網(wǎng)格點(diǎn)，未獲得屬性值的 網(wǎng)格點(diǎn)作為未知網(wǎng)格點(diǎn)； d) 根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值計(jì)算未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值； e) 根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，通過有限差分求解格式對(duì)幾 何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值； f) 獲得由N重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞乃芯W(wǎng)格點(diǎn)及其屬性值表示的地質(zhì)曲面。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟c)包括： 按照從一重網(wǎng)格點(diǎn)至N重網(wǎng)格點(diǎn)的順序，依次對(duì)N重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞拿恐鼐W(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行 插值計(jì)算，其中，當(dāng)對(duì)i重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算時(shí)，如果所述i重網(wǎng)格點(diǎn)所在的i重網(wǎng)格中 存在投影點(diǎn)，則根據(jù)存在的投影點(diǎn)的屬性值對(duì)所述i重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，其中，i為大 于〇小于等于N的整數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在步驟c)中，通過加權(quán)距離反比插值法或克里金插 值法根據(jù)存在的投影點(diǎn)的屬性值對(duì)所述i重網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟d)包括： D1)根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值對(duì)至少一個(gè)未知網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，以獲得所述至少 一個(gè)未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值； D2)針對(duì)未通過步驟D1)進(jìn)行插值計(jì)算的未知網(wǎng)格點(diǎn)，將距離所述未知網(wǎng)格點(diǎn)最近的 網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值或初始屬性值的平均值作為所述未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，步驟D1)包括： D11)根據(jù)斷層多邊形約束將所述由所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域劃分為多個(gè)子區(qū)域； D12)對(duì)至少一個(gè)子區(qū)域內(nèi)的未知網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，以獲得所述至少一個(gè)子區(qū)域內(nèi) 的未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，在步驟D12)中： 對(duì)所述子區(qū)域內(nèi)具有3個(gè)以上已知網(wǎng)格點(diǎn)的行進(jìn)行B樣條曲線插值，以獲得所述行上 的未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值； 對(duì)所述子區(qū)域內(nèi)具有3個(gè)以上已知網(wǎng)格點(diǎn)的列進(jìn)行B樣條曲線插值，以獲得所述列上 的未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值， 其中，如果對(duì)所述子區(qū)域內(nèi)的未知網(wǎng)格點(diǎn)所在的行和列分別進(jìn)行了B樣條曲線插值， 則將所述未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值更新為分別獲得的所述未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值的平 均值。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，N = 2,所述幾何偏微分方程為四階幾何偏微分方 程，步驟e)包括： El)根據(jù)一重已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和一重未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，在第一預(yù)設(shè)條件 下通過有限差分求解格式對(duì)四階幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得一重未知網(wǎng)格點(diǎn)的 屬性值； E2)分別針對(duì)各一重網(wǎng)格中的二重未知網(wǎng)格點(diǎn)，根據(jù)所述一重網(wǎng)格中的二重已知網(wǎng)格 點(diǎn)的屬性值和二重未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，在第二預(yù)設(shè)條件下通過有限差分求解格式對(duì) 四階幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得所述一重網(wǎng)格中的二重未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值； E3)根據(jù)所有已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和通過步驟E1)和E2)獲得的未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值， 在第三預(yù)設(shè)條件下通過有限差分求解格式對(duì)四階幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以更新所 有未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一預(yù)設(shè)條件為迭代次數(shù)達(dá)到第一預(yù)設(shè)迭代 次數(shù)，或本次迭代求解得到的各一重未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值與上次迭代求解得到的各一重未 知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值的平均誤差小于等于第一預(yù)設(shè)誤差閾值， 所述第二預(yù)設(shè)條件為迭代次數(shù)達(dá)到第二預(yù)設(shè)迭代次數(shù)，或本次迭代求解得到的各二重 未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值與上次迭代求解得到的各二重未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值的平均誤差小于 等于第二預(yù)設(shè)誤差閾值， 所述第三預(yù)設(shè)條件為迭代次數(shù)達(dá)到第三預(yù)設(shè)迭代次數(shù)，或本次迭代求解得到的各未知 網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值與上次迭代求解得到的各未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值的平均誤差小于等于第三 預(yù)設(shè)誤差閾值。
9. 一種地質(zhì)曲面重構(gòu)設(shè)備，包括： 投影裝置，將基于采集到的地質(zhì)數(shù)據(jù)生成的三維的空間散點(diǎn)沿Z軸方向投影到二維平 面，以獲得各空間散點(diǎn)在二維平面上的投影點(diǎn)，其中，各空間散點(diǎn)的投影點(diǎn)的屬性值為所述 空間散點(diǎn)沿Z軸方向的坐標(biāo)的值； 網(wǎng)格拓?fù)浣⒀b置，在由所有投影點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)建立N重矩形網(wǎng)格拓?fù)?，其中，N為 大于0的整數(shù)，且所述區(qū)域越大，N越大； 網(wǎng)格點(diǎn)插值裝置，根據(jù)各投影點(diǎn)的屬性值對(duì)N重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞闹辽僖粋€(gè)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行 插值計(jì)算，以獲得至少一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值，其中，所述至少一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)作為已知網(wǎng)格點(diǎn)， 未獲得屬性值的網(wǎng)格點(diǎn)作為未知網(wǎng)格點(diǎn)； 初始屬性值計(jì)算裝置，根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值計(jì)算未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值； 迭代裝置，根據(jù)已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，通過有限差分求解 格式對(duì)幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值； 地質(zhì)曲面表示裝置，獲得由N重矩形網(wǎng)格拓?fù)涞乃芯W(wǎng)格點(diǎn)及其屬性值表示的地質(zhì)曲 面。
10. 如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，N= 2,所述幾何偏微分方程為四階幾何偏微分方 程，迭代裝置包括： 一重網(wǎng)格點(diǎn)迭代單元，根據(jù)一重已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和一重未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性 值，在第一預(yù)設(shè)條件下通過有限差分求解格式對(duì)四階幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲 得一重未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值； 二重網(wǎng)格點(diǎn)迭代單元,分別針對(duì)各一重網(wǎng)格中的二重未知網(wǎng)格點(diǎn)，根據(jù)所述一重網(wǎng)格 中的二重已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和二重未知網(wǎng)格點(diǎn)的初始屬性值，在第二預(yù)設(shè)條件下通過有 限差分求解格式對(duì)四階幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以獲得所述一重網(wǎng)格中的二重未知 網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值； 全局迭代單元，根據(jù)所有已知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值和通過一重網(wǎng)格點(diǎn)迭代單元和二重網(wǎng)格 點(diǎn)迭代單元獲得的未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值，在第三預(yù)設(shè)條件下通過有限差分求解格式對(duì)四階 幾何偏微分方程進(jìn)行迭代求解，以更新所有未知網(wǎng)格點(diǎn)的屬性值。
【文檔編號(hào)】G06T17/30GK104240301SQ201410461559
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】陳小二, 王頎, 鄒文, 范昆, 張洞君, 王聃, 楊慶, 周晶晶, 孫慶莉 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司