邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理方法及装置

技术特征：
1.一种邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理方法，其特征在于该方法包括：(1)加载待处理的两个邻接地质剖面，记为剖面a和剖面b，获取所有地层的地层代码集合fd、剖面a的地层集合sectiona和剖面b的地层集合sectionb；(2)分别提取sectiona、sectionb的边界线以及边界线端点，存入边界线集合arcsa、arcsb以及边界线端点集合nodesa、nodesb；(3)根据sectiona、arcsa、nodesa的几何属性，建立剖面a中边界线与地层的拓扑接触关系表fa1、边界线端点与边界线的拓扑接触关系表fa2、地层与地层的邻接关系表fa3；对于sectionb、arcsb、nodesb，同样处理得到剖面b中边界线与地层的拓扑接触关系表fb1、边界线端点与边界线的拓扑接触关系表fb2、地层与地层的邻接关系表fb3；(4)根据邻接关系表fa3、fb3生成剖面a、剖面b中所有连通地层的组合，并分别合并每种组合的连通地层，合并后地层的边界线分别存入合并地层边界线集合la、lb；(5)取出la，lb内相互对应的任意两条合并边界线，根据fa1、fa2、fb1、fb2检查其合并前的地层边界线是否对应，得到不一致线分组后的集合la
block
，lb
block
，对应关系存入关系表pair
block
；(6)对于la
block
、lb
block
中的每个元素，分别生成虚拟地层，存入虚拟地层集合sa
virtual
、sb
virtual
；(7)将虚拟地层集合sa
virtual
、sb
virtual
中的虚拟地层，基于关系表pair
block
重新编号，并分别与sectiona和sectionb合并，形成拓扑关系一致的剖面a
fit
、剖面b
fit
，剖面a
fit
、剖面b
fit
为一致化处理后结果。2.根据权利要求1所述的邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理方法，其特征在于：步骤(1)具体包括：(1-1)将待处理的两个邻接地质剖面记为剖面a和剖面b，读取剖面a和剖面b的矢量图层，并从矢量图层中读取所有地层的地层代码，存入地层代码集合fd＝{f
i
|i＝1,2,
…
,fn}，其中，f
i
表示第i个地层代码，fn表示地层代码数量；(1-2)读取剖面a中的所有地层数据，并对地层进行重新编号，存入地层集合secitona＝{straa
a
|a＝1,2,
…
,san}，其中，straa
a
表示第a个地层，san表示sectiona中的地层数量；(1-3)读取剖面b中的所有地层数据，并对地层进行重新编号，存入地层集合secitonb＝{strab
b
|b＝1,2,
…
,sbn}，其中，strab
b
表示第b个地层，sbn表示sectionb中的地层数量。3.根据权利要求1所述的邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理方法，其特征在于：步骤(2)具体包括：(2-1)从地层集合sectiona中读取任意一个地层straa
i
；(2-2)从地层集合sectiona中读取其余所有地层straa
j
，j＝1,2,...,san，且j≠i；并分析straa
i
与straa
j
的拓扑关系，若两地层接触，则获取两地层的公共边界线arc
t
；(2-3)检查arc
t
是否存在于边界线集合arcsa中，若不存在，则将arc
t
存入边界线集合arcsa中；(2-4)循环执行步骤(2-1)-(2-3)，直到sectiona中所有地层均完成遍历，得到完整的边界线集合arcsa；(2-5)从边界线集合arcsa中读取一个任意边界线arc
t
，并提取arc
t
上的首尾端点p1、p2；(2-6)检查p1、p2是否存在于边界线端点集合nodesa中，若不存在，则存入边界线端点集
合nodesa中；(2-7)循环执行步骤(2-5)-(2-6)，直至arcsa被遍历完，将所有的边界线端点都存入nodesa；(2-8)针对集合sectionb，按照步骤(2-1)-(2-7)同样处理，得到边界线集合arcsb，边界线端点集合nodesb。4.根据权利要求1所述的邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理方法，其特征在于：步骤(3)具体包括：(3-1)读取arcsa中任一边界线arc
t
；(3-2)将arc
t
与和sectiona中所有地层进行拓扑接触关系检查，若arc
t
与某地层straa
a
接触，则将starta
a
的编号a存入拓扑接触关系表fa1中的arc
t
对应的一行；(3-3)循环执行步骤(3-1)-(3-2)，直到arcsa中所有边界线都被遍历，得到记录所有边界线的接触地层编号的拓扑接触关系表fa1；(3-4)读取nodesa中任意一点p
k
；(3-5)对p
k
与集合arcsa中所有边界线进行拓扑检查，若p
k
在某一边界线arc
t
上，则将arc
t
的编号t存入拓扑接触关系表fa2中的点p
k
对应的一行；(3-6)循环执行步骤(3-4)-(3-5)，直到nodesa中所有的点都被遍历，得到记录所有边界线端点的接触边界线编号的拓扑接触关系表fa2；(3-7)从集合sectiona中取出任意一地层straa
a
；(3-8)从集合sectiona取出其余所有地层straa
a’，其中a≠a’；对straa
a
与straa
a’进行接触拓扑检查，若存在接触关系，则将(a,a’)存入地层与地层的邻接关系表fa3；(3-9)循环执行步骤(3-7)-(3-8)，直到sectiona中所有地层均被遍历，得到sectiona中所有地层的邻接关系表fa3；(3-10)对于sectionb，arcsb以及nodesb，按照步骤(3-1)-(3-7)同样处理，得到拓扑接触关系表fb1、拓扑接触关系表fb2、邻接关系表fb3。5.根据权利要求1所述的邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理方法，其特征在于：步骤(4)具体包括：(4-1)将sectiona和sectionb中所有地层编号，存入地层编号集合ser＝{ser
n
|n＝1,2,
…
,n}，其中，ser
n
是第n个地层的编号，n是地层总个数；(4-2)对于地层编号集合ser，生成任意个地层编号的所有组合，存入集合comb＝{comb
m
|m＝1,2,
…
,m}，其中comb
m
是第m个地层编号组合，m是集合的总数；(4-3)读取集合comb中的一个组合comb
m
；(4-4)根据邻接关系表fa3，获取comb
m
中所有的地层与comb
m
中其他地层的相邻情况，将相邻的地层编号组合存入集合linka
m
＝{(u,v)|u,v∈comb
m
，(u,v)∈fa3}，其中，u、v分别是相邻的地层的编号，(u,v)代表u、v两地层是相邻的；(4-5)将sectiona中的地层作为节点，将集合linka
m
中的相邻关系作为边，从而构建并查集unionset
a
，并将linka
m
中所有的关系均添加进unionset
a
；(4-6)针对地层邻接关系表fb3，按照步骤(4-4)-(4-5)同样处理,得到集合linkb
m
＝{(u,v)|u,v∈comb
m
，(u,v)∈fb3}和并查集unionset
b
；(4-7)检查comb
m
中所有的地层编号是否在unionset
a
中同属同一个父节点，同时是否在
unionset
b
中同属同一个父节点，若均分别同属同个父节点，则将comb
m
对应在sectiona中的所有地层合并成为新地层straa
m
，将comb
m
对应在sectionb中的所有地层合并成为新地层strab
m
；(4-8)提取straa
m
的合并边界线ea，存入合并边界线集合la＝{ea
m
|m≤m}，其中，ea
m
表示编号为m的合并边界线，m是comb
m
在comb中对应组合的序号；提取strab
m
的合并边界线eb，存入合并边界线集合lb＝{eb
m
|m≤m}，其中，eb
m
表示编号为m的合并边界线；(4-9)循环执行步骤(4-3)-(4-8)，直到comb中的所有的组合都被遍历，生成了完整的合并边界线集合la，lb。6.根据权利要求1所述的邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理方法，其特征在于：步骤(5)具体包括：(5-1)读取la中任一合并边界线ea
m
，以及lb中同编号的合并边界线eb
m
；(5-2)遍历arcsa中的所有边界线，将与ea
m
完全重合的边界线存入集合arcs
ea
；遍历arcsb中的所有边界线，将与eb
m
完全重合的所有边界线存入集合arcs
eb
；(5-3)将集合arcs
ea
中的所有边界线根据拓扑接触关系表fa2中的连接关系重新排序，使得编号相邻的边界线相连接；将集合arcs
eb
中的所有边界线根据拓扑接触关系表fb2中的连接关系重新排序，使得编号相邻的边界线相连接；(5-4)对比集合arcs
ea
与集合arcs
eb
中的边界线，分别按照fa1，fb1中边界线与地层的接触关系进行匹配，若能匹配到唯一拓扑不一致连续的边界线集合，则分别存入集合la
m
、lb
m
，并将la
m
存入集合la
block
，将lb
m
存入集合lb
block
，将la
m
、lb
m
的对应关系(a
m
,b
m
)存入关系集合pair
block
；(5-5)循环执行步骤(5-1)-(5-4)，直到遍历了集合la和lb中所有合并边界线，得到完整的对应关系集合pair
block
。7.根据权利要求1所述的邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理方法，其特征在于：步骤(5-4)具体包括：(5-4-1)遍历arcs
ea
中边界线，直至得到一条边界线l
t1
，其接触地层编号与arcs
eb
中的某一接触地层编号唯一的边界线l
t2
相同；(5-4-2)将集合arcs
ea
中元素的顺序调整至以l
t1
为第一个元素；将集合arcs
eb
中元素的顺序调整至以l
t2
为第一个元素；(5-4-3)从集合arcs
ea
中按从前到后的顺序读取一个元素l
ea
，根据边界线与地层的拓扑接触关系表fa1获取与l
ea
接触的地层d
ea1
,d
ea2
；从集合arcs
eb
中按从前到后的顺序读取一个元素l
eb
，根据边界线与地层的拓扑接触关系表fb1获取与l
eb
接触的地层d
eb1
,d
eb2
；(5-4-4)判断(d
ea1
,d
ea2
)与(d
eb1
,d
eb2
)是否相同，若相同则返回执行步骤(5-4-3)时，若不同，则停止循环，记录停止时读取的元素在arcs
ea
、arcs
eb
中的位置pa1,pb1；(5-4-5)检查是否遍历完arcs
ea
或arcs
eb
，若未遍历完成则继续执行步骤(5-4-6)；若遍历完成，则表明该合并边界线上的实际边界线均能一一对应，或仅在末尾有拓扑不一致且另一合并边界线末尾对应位置为空，同时说明该线中不含唯一拓扑不一致的连续边界线，无新元素存入集合la
block
、集合lb
block
、集合pair
block
，执行步骤(5-5)；(5-4-6)从集合arcs
ea
中按照从后往前的顺序读取一个元素l
ea
，根据边界线与地层的拓扑接触关系表fa1获取与l
ea
接触的地层d
ea1
,d
ea2
；从集合arcs
eb
中按照从后往前的顺序读取
一个元素l
eb
，根据边界线与地层的拓扑接触关系表fb1获取与l
eb
接触的地层d
eb1
,d
eb2
；(5-4-7)判断(d
ea1
,d
ea2
)与(d
eb1
,d
eb2
)是否相同，若相同则返回执行步骤(5-4-6)时，若不同，则停止循环，记录停止时读取的元素在arcs
ea
、arcs
eb
中的位置pa2,pb2；(5-4-8)若pa2-pa1＝0或pb2-pb1＝0，则说明该线中不含唯一拓扑不一致的连续边界线，无新元素存入集合la
block
、集合lb
block
、集合pair
block
，执行步骤(5-5)；否则继续执行步骤(5-4-9)；(5-4-9)若pa2-pa1>1且pb2-pb1>1，则遍历arcs
ea
中位于区间[pa1 1,pa2-1]中的元素，若能在arcs
eb
中位于区间[pb1 1,pb2-1]找到接触的两地层完全相同的元素，则说明区间[pb1 1,pb2-1]中包含多组拓扑不一致的连续边界线，将找到完全相同接触地层的元素在剖面a、剖面b中位置记为pat、pbt，并执行步骤(5-4-10)；否则，执行步骤(5-4-11)；(5-4-10)将集合arcs
ea
以位置pat为界分成集合arcs
ea1
，arcs
ea2
左右两集合,将集合arcs
eb
以位置pbt为界分成集合arcs
eb1
，arcs
eb2
左右两集合，分别对arcs
ea1
、arcs
eb1
，arcs
ea2
、arcs
eb2
执行步骤(5-4)以求得左右集合中各自的拓扑不一致位置；(5-4-11)将arcs
ea
中位于区间[pa1 1,pa2-1]中的元素存入集合la
m
；将arcs
eb
中位于区间[pb1 1,pb2-1]中的元素存入集合lb
m
；(5-4-12)将la
m
存入集合la
block
，将lb
m
存入集合lb
block
，将la
m
、lb
m
的对应关系存入集合pair
block
。8.根据权利要求1所述的邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理方法，其特征在于：步骤(6)具体包括：(6-1)读取la
block
中的任一集合la
m
；(6-2)创建一个与集合la
m
距离小于预设值的缓冲区s
m
，作为la
m
的虚拟地层存入虚拟地层集合sa
virtual
；(6-3)读取lb
block
中的任一集合lb
m
；(6-4)创建一个与集合lb
m
距离小于预设值的缓冲区s
m
，作为la
m
的虚拟地层存入虚拟地层集合sb
virtual
。9.根据权利要求1所述的邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理方法，其特征在于：步骤(7)具体包括：(7-1)将sectiona中地层与sa
virtual
中虚拟地层重合部分擦除，并将剩余部分存入集合sectiona
new
；(7-2)将sectionb中地层与sb
virtual
中虚拟地层重合部分擦除，并将剩余部分存入集合sectionb
new
；(7-3)读取集合pair
block
中任一元素(a
m
,b
m
)，读取虚拟地层集合sa
virtual
、sb
virtual
中对应的地层sa
m
、sb
m
；(7-4)赋予地层sa
m
、sb
m
同一个全新的地层编号，并将地层sa
m
存入sectiona
new
，将地层sb
m
存入sectionb
new
；(7-5)循环执行步骤(7-3)-(7-4)，直到pair
block
中所有元素均被遍历；(7-6)分别将sectiona
new
、sectionb
new
生成拓扑关系一致的剖面a
fit
、剖面b
fit
，剖面a
fit
、剖面b
fit
为一致化处理后结果。10.一种邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理装置，包括处理器及存储在存储
器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-9中任意一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种邻接地质剖面中地层边界的一致化自动处理方法及装置，方法包括：(1)获取邻接地质剖面A、剖面B；(2)提取两剖面内的地层边界线集合；(3)分别创建由剖面中所有可以相连的地层任意组合而成的合并后地层边界线集合；(4)基于地层边界线集合比较合并后地层边界线集合中由相同地层组合创建的地层边界线，找到唯一拓扑不一致的地层边界线；(5)为所有唯一拓扑不一致的地层边界线创建虚拟地层；(6)将虚拟地层分别加入剖面A、剖面B，生成地层边界线拓扑关系完全一致的邻接地质剖面。本发明效率高、质量高。本发明效率高、质量高。本发明效率高、质量高。


技术研发人员：陈一鸿 黄键初 李安波 夏成业 戴梦瑶
受保护的技术使用者：南京师范大学
技术研发日：2022.05.19
技术公布日：2022/8/19