【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维建模，尤其涉及一种煤矿勘查区三维地质建模方法及系统。
技术介绍
1、三维建模技术涉及创建或构建物体或场景的三维数字表示，广泛应用于多个领域，如影视制作、视频游戏、工程设计、建筑规划和科学研究。在地质科学中，三维建模特别重要，使得科学家和工程师能够创建地层、岩石体和地下结构的精确模型。模型有助于深入理解地下地质条件，预测矿产资源分布，并为开采提供科学依据。三维建模技术依赖于先进的计算方法和图形处理能力，通过软件工具将二维数据转换成三维可视化信息。
2、其中，煤矿勘查区三维地质建模方法是一种专门应用于煤炭行业的技术手段，主要用于探测和分析煤矿区域的地质结构，通过创建地下煤层的三维模型来评估煤炭资源的分布情况。模型的建立依赖于地质勘探数据，如钻孔数据和地球物理测量结果。三维地质建模使得矿业工程师能够更准确地进行矿区规划和开采设计，最大化资源利用效率同时降低开采风险，有助于环境保护和后期土地复垦工作的优化。
3、现有的三维建模技术虽广泛应用于地质科学和矿业工程，但在处理复杂地质数据和实时模拟地质活动方面存在局限性，尤其在煤矿地质勘查领域，在地层非均质性和断层位置的准确识别上依赖批量的地质勘探数据，限制快速响应和动态调整的能力。现有技术在整合新的地质数据与既有模型时，也显示出一定的滞后性，影响决策的时效性和资源的最优配置。在矿区规划和开采设计中导致资源浪费，增加开采风险，在环境保护和土地复垦工作中造成不利影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种煤矿勘查区三维地质建模方法，包括以下步骤：
3、s1：基于煤矿勘查区的地形与地质结构图像，去除图像中的噪声与非地质数据，优化地质结构的可见性，得到处理后的图像数据；
4、s2：通过所述处理后的图像数据，执行分形维数的计算，通过分割图像和评估煤矿勘查区域的像素聚合情况，分析地层边界与岩石纹理的关系，得到分形维数计算结果；
5、s3：基于所述分形维数计算结果，识别地层的非均质性和潜在断层位置，通过对煤矿勘查区边界的识别和特征的标记，得到地质断层分布图；
6、s4：将所述地质断层分布图与已有的地质数据进行整合，通过三维建模技术，利用数据层叠、模型融合和地质特性的映射，得到初始化三维地质模型；
7、s5：利用所述初始化三维地质模型，执行地质活动的数值模拟，模拟地震波和滑坡动力学，通过动态数据分析和风险评估，生成地质活动影响模拟结果；
8、s6：根据所述地质活动影响模拟结果，进行初始化三维地质模型的验证和调整，对模型进行测试和参数优化，查验模型地质学的可靠性，形成三维地质建模日志。
9、作为本专利技术的进一步方案，所述处理后的图像数据包括去除环境光干扰的结果、优化的地质层次结构和岩石界面，所述分形维数计算结果包括煤矿勘查区域的分形维度值、分层纹理和边界不规则性的度量，所述地质断层分布图包括标注的断层线位置、预测的潜在风险区域和地质特征分布，所述初始化三维地质模型包括结合的多层地质数据模型、整合后的地形地貌模型和地下水与矿体分布图，所述地质活动影响模拟结果包括地震影响预测图、滑坡敏感性的分析和动态地质活动的风险评级，所述三维地质建模日志包括模型验证结果、参数调整记录和初始化三维地质模型的优化。
10、作为本专利技术的进一步方案，基于煤矿勘查区的地形与地质结构图像，去除图像中的噪声与非地质数据，优化地质结构的可见性，得到处理后的图像数据的步骤具体为：
11、s101：基于煤矿勘查区的地形与地质结构图像，提取煤矿勘查区的关键图像，查验关键图像的完整性与适用性，处理和优化煤矿勘查区地形与地质结构的图像质量，得到原始图像集；
12、s102：利用所述原始图像集，进行图像处理，对图像进行色彩调整，优化煤矿勘查区地层的可见性，并分析地质结构，生成优化后的图像集；
13、s103：根据所述优化后的图像集，执行噪声去除，处理图像中的随机噪声，并剔除煤矿勘查区的非地质数据，得到处理后的图像数据。
14、作为本专利技术的进一步方案，通过所述处理后的图像数据，执行分形维数的计算，通过分割图像和评估煤矿勘查区域的像素聚合情况，分析地层边界与岩石纹理的关系，得到分形维数计算结果的步骤具体为：
15、s201：基于所述处理后的图像数据，进行图像的分割，将图像按照地质特征进行分类，划分为差异化地层和岩石类型，得到分割后的图像集；
16、s202：根据所述分割后的图像集，执行像素聚合评估，计算每个地质区域的像素聚合度，识别煤矿勘查区的地层边界和岩石纹理，生成像素聚合度结果；
17、s203：利用所述像素聚合度结果，采用分形几何法，执行地层边界与岩石纹理的特征分析，通过测量煤矿勘查区域的分形特性，得到分形维数计算结果。
18、作为本专利技术的进一步方案，所述分形几何法的公式如下：
19、
20、其中，为分形维数，为尺度，为尺度下所需的最小盒子数量，为调整系数，、和分别为角度、均匀性和标准偏差。
21、作为本专利技术的进一步方案，基于所述分形维数计算结果，识别地层的非均质性和潜在断层位置，通过对煤矿勘查区边界的识别和特征的标记，得到地质断层分布图的步骤具体为：
22、s301：基于所述分形维数计算结果，计算煤矿勘查区地层间的分形维数差异，识别地层中的不连续性和潜在的断层区域，生成地层非均质性分析结果；
23、s302：根据所述地层非均质性分析结果，识别煤矿勘查区的地质边界，追踪和定位差异化地层的地理位置和形状，分析断层线和潜在风险区域，得到边界识别结果；
24、s303：利用所述边界识别结果，进行地质特征的标记，标记关键地质特征，包括断层位置、地层类型和变化区域，得到地质断层分布图。
25、作为本专利技术的进一步方案，将所述地质断层分布图与已有的地质数据进行整合，通过三维建模技术，利用数据层叠、模型融合和地质特性的映射，得到初始化三维地质模型的步骤具体为：
26、s401：采用所述地质断层分布图，整合已有的地质数据，进行数据层叠，包括将历史地质调查数据与新的断层分布图叠加，生成数据整合结果；
27、s402：根据所述数据整合结果，执行模型融合，将地质数据转换为三维视图，对地层、断层线和关键地质特征进行三维建模，得到模型融合视图；
28、s403：通过所述模型融合视图，进行地质特性的映射，标记岩石类型、矿物分布和地质年代的地质特性，优化模型的三维地质信息，得到初始化三维地质模型。
29、作为本专利技术的进一步方案，利用所述初始化三维地质模型，执行地质活动的数值模拟，模拟地震波和滑坡动力学，通过动态数据分析和风险评估，生成地质活动影响模拟结果的步骤具体为：
【技术保护点】
1.一种煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，所述处理后的图像数据包括去除环境光干扰的结果、优化的地质层次结构和岩石界面，所述分形维数计算结果包括煤矿勘查区域的分形维度值、分层纹理和边界不规则性的度量，所述地质断层分布图包括标注的断层线位置、预测的潜在风险区域和地质特征分布，所述初始化三维地质模型包括结合的多层地质数据模型、整合后的地形地貌模型和地下水与矿体分布图，所述地质活动影响模拟结果包括地震影响预测图、滑坡敏感性的分析和动态地质活动的风险评级，所述三维地质建模日志包括模型验证结果、参数调整记录和初始化三维地质模型的优化。
3.根据权利要求1所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，基于煤矿勘查区的地形与地质结构图像，去除图像中的噪声与非地质数据，优化地质结构的可见性，得到处理后的图像数据的步骤具体为：
4.根据权利要求1所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，通过所述处理后的图像数据，执行分形维数的计算，通过分割图像和评估煤矿勘查区域的像素聚合情况
5.根据权利要求4所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，所述分形几何法的公式如下：
6.根据权利要求1所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，基于所述分形维数计算结果，识别地层的非均质性和潜在断层位置，通过对煤矿勘查区边界的识别和特征的标记，得到地质断层分布图的步骤具体为：
7.根据权利要求1所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，将所述地质断层分布图与已有的地质数据进行整合，通过三维建模技术，利用数据层叠、模型融合和地质特性的映射，得到初始化三维地质模型的步骤具体为：
8.根据权利要求1所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，利用所述初始化三维地质模型，执行地质活动的数值模拟，模拟地震波和滑坡动力学，通过动态数据分析和风险评估，生成地质活动影响模拟结果的步骤具体为：
9.根据权利要求1所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，根据所述地质活动影响模拟结果，进行初始化三维地质模型的验证和调整，对模型进行测试和参数优化，查验模型地质学的可靠性，形成三维地质建模日志的步骤具体为：
10.一种煤矿勘查区三维地质建模系统，其特征在于，根据权利要求1-9任一项所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，所述处理后的图像数据包括去除环境光干扰的结果、优化的地质层次结构和岩石界面，所述分形维数计算结果包括煤矿勘查区域的分形维度值、分层纹理和边界不规则性的度量，所述地质断层分布图包括标注的断层线位置、预测的潜在风险区域和地质特征分布，所述初始化三维地质模型包括结合的多层地质数据模型、整合后的地形地貌模型和地下水与矿体分布图，所述地质活动影响模拟结果包括地震影响预测图、滑坡敏感性的分析和动态地质活动的风险评级，所述三维地质建模日志包括模型验证结果、参数调整记录和初始化三维地质模型的优化。
3.根据权利要求1所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，基于煤矿勘查区的地形与地质结构图像，去除图像中的噪声与非地质数据，优化地质结构的可见性，得到处理后的图像数据的步骤具体为：
4.根据权利要求1所述的煤矿勘查区三维地质建模方法，其特征在于，通过所述处理后的图像数据，执行分形维数的计算，通过分割图像和评估煤矿勘查区域的像素聚合情况，分析地层边界与岩石纹理的关系，得到分形维数计算结果的步骤具体为：
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵超，钱直明，刘旭，
申请(专利权)人：四川省能源地质调查研究所，
类型：发明
国别省市：
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