面向地質(zhì)剖面圖的斷層阻水蓄水構造自動識別器研究.pdf

1、水資源危機問題越來越受到人們的關注,地下水是水資源的重要組成部分,科學合理地開采地下水能解決一些地區(qū),尤其是缺水山區(qū)的供水問題。在基巖山區(qū),地下水主要受蓄水構造的控制,研究蓄水構造的空間間形態(tài)與結構對基巖地下水供水勘測具有重要意義。地質(zhì)剖面圖是基巖山區(qū)供水勘測選址的重要基礎資料之一,各類蓄水構造在地質(zhì)剖面圖上的空間形態(tài)與結構各不相同,其中斷層阻水蓄水構造是最常見也是最復雜的蓄水構造之一。一般情況下,地質(zhì)剖面圖上的蓄水構造是由水文地質(zhì)工作

2、者人工識別,準確率受人為因素影響較大,易導致供水工程的失敗。因此,能夠用計算機在地質(zhì)剖面圖上自動識別出蓄水構造,提高識別精度,是當今水文地質(zhì)工作者的迫切需求。本論文針對蓄水構造在地質(zhì)剖面圖上空間形態(tài)與結構的復雜性特點,以斷層阻水蓄水構造為例,基于計算機及GIS空間分析技術研究了“面向地質(zhì)剖面圖的斷層阻水蓄水構造自動識別器”。一方面可以實現(xiàn)地質(zhì)剖面圖上斷層阻水蓄水構造的自動識別,提高識別精度;另一方面能夠為其它類型的蓄水構造自動識別技術的

3、研究提供思路。
　　 采用面向?qū)ο蟮乃枷?分析了自然界中斷層阻水蓄水構造的空間形態(tài)與結構,抽象出了最大透水地層、斷層以及相對阻水地層是組成斷層阻水蓄水構造的三個基本要素,地下水位與地下水流向是斷層阻水蓄水構造的兩個約束條件,構建了斷層阻水蓄水構造的概念模型。根據(jù)斷層阻水蓄水構造的概念模型及其在地質(zhì)剖面圖上的空間形態(tài)與結構,抽象出了最大透水地層面、斷層線、相對阻水地層面、地下水位線與地下水補給源面是構成斷層阻水蓄水構造空間數(shù)據(jù)模型

4、的五個空間實體要素,前三者相互之間、最大透水地層面與地下水位線之間、最大透水地層面與地下水補給源面之間的空間位置關系構成了斷層阻水蓄水構造空間實體之間的拓撲關系?；诔橄蟮膶嶓w集及實體之間的拓撲關系,研究并建立了描述斷層阻水蓄水構造的空間數(shù)據(jù)模型與邏輯模型。為了方便存儲地質(zhì)剖面圖數(shù)據(jù)以及自動識別出來的斷層阻水蓄水構造,建立了基于ArcGIS的Geodatabase數(shù)據(jù)存儲物理模型。
　　 在分析歸納斷層阻水蓄水構造自動識別專家知

5、識與規(guī)則的基礎上,提出了“斷層線鄰接地層面的獲取、最大透水地層面的判定、斷層另一側與最大透水地層面鄰接的相對阻水地層面的獲取、斷層阻水蓄水構造的判定”是斷層阻水蓄水構造自動識別過程中涉及的四個關鍵技術問題。針對各個關鍵技術問題,提出了相應的解決方案:運用GIS空間分析技術,可高效地獲取斷層線的鄰接地層面;結合既定的以及用戶輸入的專家知識規(guī)則,能較快地識別出了符合實際水文地質(zhì)條件的最大透水地層面;利用拓撲分析、緩沖區(qū)分析等GIS空間分析技