一种微震能频网格连通聚合疑似区识别方法及系统与流程

本发明涉及工业数据集成服务，特别是指一种微震能频网格连通聚合疑似区识别方法及系统。

背景技术：

1、工业数据集成服务技术领域涉及工业场景中对采集数据、坐标数据、统计数据和结果数据进行汇集、转换、计算和存储的计算机处理方式。其中，传统微震能频网格连通聚合疑似区识别方法是指服务器读取微震监测系统输出的事件表，将事件时间、平面坐标、层位坐标和能量字段写入数据库，再按照固定时间段统计事件数量和累计能量，并通过计算机终端生成散点图、能量统计表和核密度分布图。

2、现有微震图形分析以散点呈现和固定时段统计为主，点位表达受符号尺寸和比例尺干扰，区域差异难以量化，频次和能量单项统计容易偏向高频低能和低频高能位置，坐标来源不统一时与采掘边界对应偏差加大，预设固定阈值和人工圈定依赖经验，异常位置缺少标准编号和坐标边界，相邻异常被分散记录，图形圈注易遮挡工程信息，后期活动和顶板层位信息参与不足，现场复核依据不够完整。

技术实现思路

1、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种微震能频网格连通聚合疑似区识别方法，包括以下步骤：

2、获取微震事件监测数据，微震事件监测数据至少具有发震时间、横坐标、纵坐标、高程坐标和事件能量，将所述微震事件监测数据转换至矿井平面坐标系，并剔除缺失坐标、非数值坐标和非正事件能量对应的事件；

3、确定目标分析范围和网格边长，根据所述目标分析范围和所述网格边长构建规则网格，对所述规则网格内的网格，计算事件频次、累计能量、最大单事件能量、高能事件数量、后期残余事件数量和顶板层位事件比例；

4、基于所述规则网格内的网格，对累计能量和最大单事件能量进行对数变换，并对事件频次、变换后的累计能量、变换后的最大单事件能量、高能事件数量、后期残余事件数量和顶板层位事件比例进行归一化，根据多归一化结果和对应权重计算综合识别指数；

5、根据全部有效网格的所述综合识别指数确定预设分位数阈值，将所述综合识别指数不低于所述预设分位数阈值的网格确定为疑似网格；

6、根据基于八邻域连通规则对所述疑似网格进行聚合，形成疑似区域，并输出所述疑似区域的统计表、分布图和制图文件，得到垮落不充分疑似区识别结果。

7、作为本发明的进一步方案，获取所述微震事件监测数据后，对所述微震事件监测数据中的发震时间进行统一时间格式转换，并按照转换后的发震时间对事件记录进行排序；

8、当同一事件记录同时有横坐标、纵坐标、高程坐标和事件能量时，将该事件记录作为待转换事件；

9、当同一事件记录缺失横坐标、纵坐标、高程坐标和事件能量中的至少一项时，将事件记录标记为无效事件并从后续计算中剔除。

10、作为本发明的进一步方案，将所述待转换事件转换至矿井平面坐标系后，对转换得到的横坐标和纵坐标进行数值合法性校验；

11、当转换得到的横坐标和纵坐标为非数值坐标时，剔除对应的所述待转换事件；

12、当对应的事件能量为非正事件能量时，剔除对应的所述待转换事件，并将剩余事件作为有效事件参与规则网格内指标计算。

13、作为本发明的进一步方案，确定所述目标分析范围时，优先读取预设边界作为所述目标分析范围；

14、当未读取到所述预设边界时，根据转换至所述矿井平面坐标系后的事件坐标确定坐标外包范围，并将所述坐标外包范围向外扩展预设缓冲距离后作为所述目标分析范围；

15、当扩展后的所述坐标外包范围超出矿井平面坐标系的限定边界时，按照所述限定边界对扩展后的所述坐标外包范围进行裁剪。

16、作为本发明的进一步方案，根据所述目标分析范围和所述网格边长构建所述规则网格时，以所述目标分析范围的最小横坐标和最小纵坐标作为网格起算基准；

17、按照所述网格边长分别沿横向和纵向递增生成网格边界；

18、当位于所述目标分析范围边缘的网格超出所述目标分析范围时，保留与所述目标分析范围相交的网格作为边缘网格，并将未与所述目标分析范围相交的网格从所述规则网格中剔除。

19、作为本发明的进一步方案，对所述规则网格内的所述网格计算事件频次、累计能量和最大单事件能量时，将落入同一网格边界范围内的有效事件归入对应网格；

20、当有效事件位于相邻网格的共用边界上时，按照预设的横向优先规则和纵向优先规则将对应有效事件归入唯一网格；

21、对每一网格分别统计归入网格的有效事件数量、事件能量总和以及单个有效事件的最大事件能量，得到对应的事件频次、累计能量和最大单事件能量。

22、作为本发明的进一步方案，对每一所述网格计算高能事件数量、后期残余事件数量和顶板层位事件比例时，将事件能量不低于预设高能阈值的有效事件计入高能事件数量；

23、将发震时间落入预设后期时间段的有效事件计入后期残余事件数量；

24、将高程坐标位于预设顶板层位范围内的有效事件计入顶板层位事件，并根据顶板层位事件数量与对应网格内有效事件数量的比值确定顶板层位事件比例。

25、作为本发明的进一步方案，对所述累计能量和所述最大单事件能量进行对数变换时，分别以每一所述网格内的累计能量和最大单事件能量作为待变换能量指标；

26、当待变换能量指标大于零时，对对应待变换能量指标进行对数变换，得到变换后的累计能量和变换后的最大单事件能量；

27、当待变换能量指标不大于零和不存在有效事件时，将对应所述网格标记为无效网格，并使所述无效网格不参与预设分位数阈值确定。

28、作为本发明的进一步方案，确定所述预设分位数阈值时，按照所述综合识别指数由低至高对全部有效网格进行排序；

29、根据预设分位数在排序后的全部所述有效网格中定位预设阈值网格，并将所述预设阈值网格对应的所述综合识别指数作为所述预设分位数阈值；

30、当任一所述有效网格的所述综合识别指数不低于所述预设分位数阈值时，将对应所述有效网格确定为所述疑似网格，当任一所述有效网格的所述综合识别指数低于所述预设分位数阈值时，使对应所述有效网格不进入基于八邻域连通规则的聚合处理。

31、一种微震能频网格连通聚合疑似区识别系统，包括：

32、微震数据清洗模块用于实现：获取微震事件监测数据，微震事件监测数据至少具有发震时间、横坐标、纵坐标、高程坐标和事件能量，将所述微震事件监测数据转换至矿井平面坐标系，并剔除缺失坐标、非数值坐标和非正事件能量对应的事件；

33、网格特征统计模块用于实现：确定目标分析范围和网格边长，根据所述目标分析范围和所述网格边长构建规则网格，对所述规则网格内的网格，计算事件频次、累计能量、最大单事件能量、高能事件数量、后期残余事件数量和顶板层位事件比例；

34、识别指数计算模块用于实现：基于所述规则网格内的网格，对累计能量和最大单事件能量进行对数变换，并对事件频次、变换后的累计能量、变换后的最大单事件能量、高能事件数量、后期残余事件数量和顶板层位事件比例进行归一化，根据多归一化结果和对应权重计算综合识别指数；

35、疑似网格筛选模块用于实现：根据全部有效网格的所述综合识别指数确定预设分位数阈值，将所述综合识别指数不低于所述预设分位数阈值的网格确定为疑似网格；

36、疑似区域输出模块用于实现：根据基于八邻域连通规则对所述疑似网格进行聚合，形成疑似区域，并输出所述疑似区域的统计表、分布图和制图文件，得到垮落不充分疑似区识别结果。

37、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

38、本发明中，将微震事件清洗后统一至矿井平面坐标系，并落入规则网格开展频次，能量，高能事件，后期残余活动和顶板层位比例联合表征，经过对数变换，归一化和权重融合，把离散点状现象转化为可比较综合识别指数，预设分位阈值依据总体分布自匹配筛选疑似网格，邻域连通聚合把连续异常整合为区域对象，统计表，分布图和制图文件同步输出，既保留微震点与工程边界对应关系，又给出网格编号，坐标边界和区域级能频指标，为钻孔验证，物探布置和现场复核提供直接定位依据。