一种复杂三维断层曲面提取方法研究

摘要

随着三维模型技术的日趋成熟，人们开始将其应用于各种不同的领域。对于现实或者虚拟的三维物体，可以为其构建能够在计算机等设备上直观展示的三维模型。在地球科学领域，科研人员通过构建三维地质模型可以最大程度地集成多种地震资料信息，同时减少在地震资料解释过程中的不确定性。三维地质模型可以直观地展示复杂和隐蔽的地层结构，以便于地质勘测人员更好地理解和判别。断层对区域地质构造的发展具有重要影响，并且对石油、天然气和地下水的分布也有决定性作用，因此断层解释是地质勘测中非常重要的环节。目前大部分的断层解释工作都由解释人员手动解释完成。这种人工解释的方式工作周期较长，解释结果的主观性较强，并且难以处理复杂的断层系统。因此，实现断层的半自动或全自动识别，并且从三维的角度建立模型来展示断层结构已经成为科研人员研究的重点方向。
　　本文将蚂蚁体数据作为初始数据，以提取其中隐含的三维断层曲面为目的，研究并设计了从三维角度对具有空间复杂结构的断层曲面进行提取和构建的流程，并且详细地介绍了实际工程中的实现方法。本文的主要工作如下：
　　1.本文提出了一种基于crease的断层曲面自动提取方法。首先对数据进行预处理，通过高斯平滑增强蚂蚁体数据中断层的局部连续性并且光滑断层轮廓，再利用最大类间方差法取定阈值对数据体的断层目标区域进行划分，最后将断层曲面作为数据体内目标区域的脊结构进行提取。
　　2.本文实现了一种三维脊面提取算法，该算法适用于任意三维数据体，并且在提取三维脊面的同时保留曲面本身的空间拓扑形态。
　　3.本文提出了基于crease的三维水平集断层曲面提取方法。针对蚂蚁体数据值是非均匀分布的特点，结合水平集方法对断层目标区域进行更准确的分割。接下来将断层曲面作为数据体内目标区域的骨架特征进行提取。
　　本文采用实际的F3工区数据对以上方法进行验证，并将取得的结果与目前已有的其他方法进行对比分析。证明本文的方法能够准确地提取出地震数据中隐含的断层曲面，同时保留断层本身复杂的空间拓扑形态。

目录

声明

第一章 绪论

1.2国内外相关研究现状

1.3本文的主要工作

1.4论文结构

第二章 三维断层曲面提取方法相关理论基础

2.2图像分割技术

2.3高斯平滑

2.4creases相关概念及应用

2.5水平集方法

2.6骨架相关概念及提取方法

2.7本章小结

第三章 基于crease的断层曲面自动提取方法

3.3数据预处理

3.4提取具有脊特征的断层曲面

3.5本章方法效果展示和与其他方法对比

3.6本章小结

第四章 基于crease的三维水平集断层曲面提取方法

4.3三维数据体水平集分割

4.4提取具有骨架特征的断层曲面

4.5本章方法效果展示和与其他方法对比

4.6本章小结

第五章 总结与展望

5.2工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果