一种曲流河点坝不同演化模式平面形态的建模方法技术

本发明专利技术属于工程地质技术领域，具体而言，涉及一种曲流河点坝不同演化模式平面形态的建模方法包括下列步骤：A、基于输入的UTM/自定义的坐标体系，确定曲流河点坝内部关键侧积层界面的平面位置坐标；B、对曲流河点坝内部关键侧积层界面控制点进行平滑处理和标准化；C、模拟曲流河点坝内部不同时期侧积层界面的侵蚀改造过程，形成关键侧积层之间的次级侧积层界面平面位置；D、模拟未来河道演化过程中不同时期侧积层界面的侵蚀改造过程，形成未来河道演化轨迹的平面位置；E、确定模拟曲流河点坝停止生长的平面位置和时间，形成曲流河点坝不同演化模式平面形态的模拟结果。该方法能科学预测曲流河点坝的平面演化形态、演化轨迹和生长趋势。

A modeling method for the plane shape of different evolution modes of the meandering river point dam

The invention belongs to the technical field of engineering geology, in particular, relates to a method for modeling of meandering river point bar of different evolution model of planar shape comprises the following steps: A, enter the UTM/ custom coordinate system based on determining the plane position coordinates of the internal key side of the meandering river point bar layer interface; B, smoothing and standard internal key side of the meandering river point bar laminated interface control; erosion process of the transformation of C, to simulate the meandering river point bar in different periods of the lateral accretion layer interface, the formation of the secondary side layer interface position between the side key plane layer; D, simulation of erosion process in the future transformation of river evolution in different periods in the process of the interface layer side, the formation of the plane position of future river evolution; E, simulation of the meandering river point bar to stop the growth of the plane position and time, the formation of the meandering river point bar of different play The simulation results of the plane form of the model. This method can be used to predict the plane evolution shape, evolution trajectory and growth trend of the meandering river point dam.

【技术实现步骤摘要】
一种曲流河点坝不同演化模式平面形态的建模方法
本专利技术涉及一种曲流河点坝不同演化模式平面形态的建模方法，属于工程地质建模

技术介绍
曲流河点坝类型主要包括扩张型、迁移型、扩张-旋转型和迁移-旋转型，不同类型的曲流河点坝拥有不同的形态特征，且任一类型的曲流河点坝都具有其复杂多变的生长过程。工程地质领域中，目前仍然比较缺乏关于曲流河点坝生长机理研究的可行性方法，导致曲流河点坝平面生长过程难以科学预测或预测结果与实际结果相差较大，这样不仅降低了曲流河富集区(如我国东北地区松嫩平原)地质灾害预报能力，而且也给重大工程建设的选址带来了地质安全隐患，有时甚至可能对曲流河附近居民的生命和财产造成重大破坏。
技术实现思路
本专利技术提供了一种曲流河点坝不同演化模式平面形态的建模方法，其目的在于，准确模拟扩张型、迁移型、扩张-旋转型和迁移-旋转型曲流河点坝复杂多变的生长过程，科学预测地面曲流河点坝的平面演化形态、演化轨迹和生长趋势，以解决现有技术中存在的上述问题。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种曲流河点坝不同演化模式平面形态的建模方法，包括下列步骤：A、基于输入的UTM/自定义的坐标体系，确定曲流河点坝内部关键侧积层界面的平面位置坐标；B、基于数字滤波器，对曲流河点坝内部关键侧积层界面控制点进行平滑处理和标准化；C、基于曲流河点坝发育演化类型、内部侧积层迁移速率和河道宽度，利用分段插值方法和矩阵空间算法，模拟曲流河点坝内部不同时期侧积层界面的侵蚀改造过程，形成关键侧积层之间的次级侧积层界面平面位置；D、基于曲流河点坝发育演化类型、内部侧积层迁移速率和河道宽度，利用线性插值方法和矩阵空间算法，模拟未来河道演化过程中不同时期侧积层界面的侵蚀改造过程，形成未来河道演化轨迹的平面位置；E、基于不同曲流河点坝发育演化类型，根据人工输入的沉积演化时间和曲流河道截弯取直临界值，确定模拟曲流河点坝停止生长的平面位置和时间，形成曲流河点坝不同演化模式平面形态的模拟结果。在本专利技术提供的实施例中，上述步骤D仅适用于工程地质应用领域。在本专利技术提供的实施例中，上述步骤E中模拟结果的建模步骤又分为下列两种情况：(1)、针对扩张型、扩张-旋转型点坝类型，依据河道平面中心控制点的位置，确定目标点坝中心线，进而计算目标点坝两侧伴生点坝之间的最小距离，将其与人工输入的截弯取直临界值进行比较；若前者大于后者，则目标点坝继续发育演化至所设置的沉积演化时间为止，形成模拟结果；反之，目标点坝发生截弯取直，并停止发育，形成模拟结果；(2)、针对迁移型、迁移-旋转型点坝类型，目标点坝当发育至人工输入的沉积演化时间时，即停止生长发育，形成模拟结果。本专利技术的有益效果为：本专利技术公开了一种曲流河点坝不同演化模式平面形态的建模方法，该方法可准确地模拟扩张型、迁移型、扩张-旋转型和迁移-旋转型曲流河点坝复杂多变的生长过程，从而能够科学预测地面曲流河点坝的平面演化形态、演化轨迹和生长趋势，因此，本专利技术不仅有助于提高由曲流河点坝引发的各类地质灾害的预报能力，而且也对重大工程建设的选址提供了科学的指导方法。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。图1(A)为曲流河点坝关键侧积层界面化和示意图；图1(B)为关键侧积层界面控制点的采样和标准化示意图；图2(A)为曲流河点坝关键侧积层界面之间的次级侧积层界面侵蚀改造模拟示意图；图2(B)为曲流河点坝关键侧积层之间的次级侧积层界面平面位置示意图；图3为曲流河点坝未来演化侵蚀改造轨迹模拟示意图；图4(A)为扩张型曲流河点坝模拟结果；图4(B)为扩张-旋转型曲流河点坝模拟结果；图5(A)为迁移型曲流河点坝模拟结果；图5(B)为迁移-旋转型曲流河点坝模拟结果；图6为秘鲁GenaroHerrera地区曲流河段地质灾害预报模拟结果。图标：t1-t1时期的关键侧积层界面；t2-t2时期的关键侧积层界面；t3-t3时期的关键侧积层界面；P20-侧积层界面的第20个控制点在t2至t3时期的侵蚀轨迹；P100-侧积层界面的第100个控制点在t1至t2和t2至t3时期的迁移轨迹；P190-侧积层界面的第190个控制点在t2至t3时期的侵蚀轨迹。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术提供了一种曲流河点坝不同演化模式平面形态的建模方法，包括以下列步骤：A、基于输入的UTM/自定义的坐标体系，确定曲流河点坝内部关键侧积层界面的平面位置坐标；根据已有的地层构型分析图像或遥感图像，确定坐标体系(UTM/自定义)，然后，基于图像中识别出的关键侧积层界面，利用人为设定的采样间隔，得到关键侧积层界面的平面位置坐标。如图1所示，坐标框为基于分析图像“自定义”的坐标体系，t1、t2和t3为基于图像识别出的关键侧积层界面(图1A)及其采样点(图1B)。B、基于数字滤波器，对曲流河点坝内部关键侧积层界面控制点进行平滑处理和标准化；基于Savitzky-Golay数字滤波器，设定多项式函数的级次和平滑窗口的长度，对曲流河点坝内部关键侧积层界面控制点进行平滑处理，以此为基础，对各侧积层控制点数量进行标准化，并得到关键侧积层界面的控制点。如图1B所示，图中圆圈符号代表不同关键侧积层界面标准化后的控制点分布，每期关键侧积层界面控制点数量为200。C、基于曲流河点坝发育演化类型、内部侧积层迁移速率和河道宽度，利用分段插值方法和矩阵空间算法，模拟曲流河点坝内部不同时期侧积层界面的侵蚀改造过程，形成关键侧积层之间的次级侧积层界面平面位置；基于扩张型、迁移型、扩张-旋转型、迁移-旋转型曲流河点坝形态模式，依据曲流河点坝内部侧积层不同时期、不同平面位置的迁移速率和河道满岸宽度，利用分段插值方法，对关键侧积层之间的次级侧积层界面进行插值，确定次级侧积层对应河道凹岸和凸岸的平面坐标位置，进而在关键时间界面的控制下利用矩阵空间算法，模拟曲流河点坝内部不同时期侧积层界面的侵蚀改造过程，最终模拟出关键侧积层之间的次级侧积层界面平面位置。具体的，如图2A和图2B所示的扩张型曲流河点坝，该模拟过程需要的相关参数设定如下：河道满岸宽度设定为51米，t1和t2关键界面之间的时期，河道最大迁移速率设定为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲流河点坝不同演化模式平面形态的建模方法，其特征在于，包括下列步骤：A、基于输入的UTM/自定义的坐标体系，确定曲流河点坝内部关键侧积层界面的平面位置坐标；B、基于数字滤波器，对曲流河点坝内部关键侧积层界面控制点进行平滑处理和标准化；C、基于曲流河点坝发育演化类型、内部侧积层迁移速率和河道宽度，利用分段插值方法和矩阵空间算法，模拟曲流河点坝内部不同时期侧积层界面的侵蚀改造过程，形成关键侧积层之间的次级侧积层界面平面位置；D、基于曲流河点坝发育演化类型、内部侧积层迁移速率和河道宽度，利用线性插值方法和矩阵空间算法，模拟未来河道演化过程中不同时期侧积层界面的侵蚀改造过程，形成未来河道演化轨迹的平面位置；E、基于不同曲流河点坝发育演化类型，根据人工输入的沉积演化时间和曲流河道截弯取直临界值，确定模拟曲流河点坝停止生长的平面位置和时间，形成曲流河点坝不同演化模式平面形态的模拟结果。

【技术特征摘要】
1.一种曲流河点坝不同演化模式平面形态的建模方法，其特征在于，包括下列步骤：A、基于输入的UTM/自定义的坐标体系，确定曲流河点坝内部关键侧积层界面的平面位置坐标；B、基于数字滤波器，对曲流河点坝内部关键侧积层界面控制点进行平滑处理和标准化；C、基于曲流河点坝发育演化类型、内部侧积层迁移速率和河道宽度，利用分段插值方法和矩阵空间算法，模拟曲流河点坝内部不同时期侧积层界面的侵蚀改造过程，形成关键侧积层之间的次级侧积层界面平面位置；D、基于曲流河点坝发育演化类型、内部侧积层迁移速率和河道宽度，利用线性插值方法和矩阵空间算法，模拟未来河道演化过程中不同时期侧积层界面的侵蚀改造过程，形成未来河道演化轨迹的平面位置；E、基于不同曲流河点坝发育演化类型，根据人工输入的沉积演化时间和曲流河道截弯取直临界值，确定模拟曲流河点坝停止生长...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓明，闫娜，刘丽，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51