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一种层控相控多约束污染场地属性数据高精度建模方法及系统


技术摘要:
本发明提供一种层控相控多约束污染场地属性数据高精度建模方法及系统,方法包括:以场地地质分层结构和沉积微相为约束条件,构建均质化的污染场地地质体三维模型。根据污染场地高程将属性范围内属性进行非均匀分段处理,建立属性分段数据。在地质体三维模型的约束下,  全部
背景技术:
随着计算机技术和三维建模技术的发展,利用研究对象的属性信息建立体模型, 并进行可视化和分析,已经在城市地质、生态环境、建筑行业等社会和民生领域得到广泛的 应用。现有的建模方法和流程在虽然可以满足定性化和日常工作的需要,由于受到场地地 质条件和属性差异化的影响,在高精度、精细化的污染场地属性建模研究和应用方面还有 一些缺陷。 通常对污染场地三维建模方法是对观测指标(如污染物浓度)建立属性表格,按照 指标的空间位置和属性,采用常用的数据插值算法把空间范围内划分为均质四面体网格, 并计算网格对应的属性值,在三维可视化技术的支撑下建立三维模型并显示出来。这种方 法仅对污染场地的观测指标属性进行了建模,没有考虑到污染场地岩石地层结构和沉积相 等基础地质条件对不同地层、不同相之间污染物属性分布与扩散性质的差异性的影响,建 成的属性体模型均质化不明显,精度不高、网格分段不合理、模型外边界线过于简单化,与 实际调查的情况存在较大的差异,难以反映真实的污染场地指标在空间上的分布和定量化 应用。
技术实现要素:
本发明实施例提供一种层控相控多约束污染场地属性数据高精度建模方法及系 统,用以解决现有的污染场地三维建模方法没有考虑到污染场地岩石地层结构和沉积相等 基础地质条件对不同地层、不同相之间污染物属性分布与扩散性质的差异性的影响,建成 的属性体模型存在均质化不明显、精度不高、网格分段不合理和模型外边界线过于简单化 的问题。 第一方面,本发明实施例提供一种层控相控多约束污染场地属性数据高精度建模 方法,包括: S1,以场地地质分层结构和沉积微相为约束条件,构建均质化的污染场地地质体 三维模型; S2,根据污染场地高程将污染场地属性数据进行非均匀分段处理,获得污染场地 属性数据的分段数据;在所述污染场地地质体三维模型的约束下,基于所述分段数据建立 均质化的三维属性体模型; S3,在所述均质化的三维属性体模型中,采用确定性模型和非确定性模型相结合 的空间插值算法进行无值区控制化处理,建立高精度的三维属性体模型,对高精度的三维 属性体模型进行分色配色后形成层控相控多约束下的高精度三维属性体模型。 4 CN 111599010 A 说 明 书 2/8 页 进一步,所述方法还包括: 根据属性值显示控制参数对层控相控多约束下的高精度三维属性体模型进行过 滤显示,并计算出过滤后的三维属性体模型体积。 进一步,所述过滤后的三维属性体模型体积的计算公式为: Vi表示每个属性四面体的体积,通过微积分方法计算; i表示四面体的个数,大小从1到n; V表示过滤后的三维属性体模型体积。 进一步,步骤S1具体包括: S11,以场地地质分层结构和沉积微相为约束条件,载入层控相控数据; S12,选择场地污染物,采用通用的不规则四面体元建模方法,设置模型参数,所述 模型参数包括网格间距、样本影响半径、底部截断深度、地层尖灭系数和模型简化参数; S13,通过三维模拟算法建立组内沉积微相岩性变化控制下的污染场地地质体三 维模型。 进一步,步骤S2具体包括: S21,将污染场地属性数据作为三维属性体模型的Z轴,根据污染场地高程将污染 场地属性数据进行非均匀分段处理,获得污染场地属性数据的分段数据;建立所述分段数 据与所述污染场地地质体三维模型中地层厚度的正相关关系,获得污染场地属性数据的分 段数据Z值; S22,在所述污染场地地质体三维模型的约束下,将所述分段数据Z值与污染场地 地质体三维模型X坐标、Y坐标的空间位置关联,并设置属性网格在X和Y方向上的间隔大小, 建立均质化的三维属性体模型。 进一步,步骤S3具体包括: S31,在所述均质化的三维属性体模型中,采用确定性模型和非确定性模型相结合 的空间插值算法对建立的不规则四面体网格各个顶点进行数学插值,分段计算出所述不规 则四面体网格的属性值,并进行无值区和已知隔水层控制化处理,将所述不规则四面体网 格的属性值设为0,模型显示为空洞状态,形成高精度的三维属性体模型; S32,设置属性分段模式和色阶模型,对分段插值和控制化处理后的所述三维属性 体模型的属性值进行分色配色并显示,形成层控相控多约束下的高精度三维属性体模型。 第二方面,本发明实施例提供一种层控相控多约束污染场地属性数据高精度建模 系统,包括: 地质体建模模块,用于以场地地质分层结构和沉积微相为约束条件,构建均质化 的污染场地地质体三维模型; 分段处理模块,用于根据污染场地高程将污染场地属性数据进行非均匀分段处 理,获得污染场地属性数据的分段数据;在所述污染场地地质体三维模型的约束下,基于所 述分段数据建立均质化的三维属性体模型; 属性体建模模块,用于在所述均质化的三维属性体模型中,采用确定性模型和非 5 CN 111599010 A 说 明 书 3/8 页 确定性模型相结合的空间插值算法进行无值区控制化处理,建立高精度的三维属性体模 型,对高精度的三维属性体模型进行分色配色后形成层控相控多约束下的高精度三维属性 体模型。 进一步,所述系统还包括: 属性过滤分析模块,用于根据属性值显示控制参数对层控相控多约束下的高精度 三维属性体模型进行过滤显示,并计算出过滤后的三维属性体模型体积。 第三方面,本发明实施例提供一种电子设备,包括存储器、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,所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方面 实施例所述层控相控多约束污染场地属性数据高精度建模方法的步骤。 第四方面,本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算 机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面实施例所述层控相控多约束 污染场地属性数据高精度建模方法的步骤。 本发明实施例提供的层控相控多约束污染场地属性数据高精度建模方法及系统, 通过层控、相控多约束场地污染属性建模,消除不同地层、不同相之间污染物的浓度分布扩 散性差异对三维属性体模型的影响,提高污染物属性建模的精度。在建模算法上选择确定 性模型和非确定性模型算法,通过多个随机模拟实现概率统计,实现对场地污染属性空间 分布规律的定量化、数字化、精细化的客观评价。在石油化工、金属冶炼、污染评价、评估、修 复、治理与管控等方面具有重要的参考意义,通过对污染场地属性数据的高精度建模与可 视化分析,辅助污染场地企业和管理部门作出精准的治理与修复对策,减少环境污染。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明 的一些实施例,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 这些附图获得其他的附图。 图1为根据本发明实施例的层控相控多约束污染场地属性数据高精度建模方法流 程示意图; 图2为本发明实施例提供的层控相控多约束污染场地属性数据高精度建模系统的 结构框图; 图3为根据本发明实施例的一种电子设备结构示意图。
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