面向地質(zhì)剖面圖的斷層阻水蓄水構(gòu)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(guān)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(gòu)造的控制,研究蓄水構(gòu)造的空間間形態(tài)與結(jié)構(gòu)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(chǔ)資料之一,各類蓄水構(gòu)造在地質(zhì)剖面圖上的空間形態(tài)與結(jié)構(gòu)各不相同,其中斷層阻水蓄水構(gòu)造是最常見也是最復(fù)雜的蓄水構(gòu)造之一。一般情況下,地質(zhì)剖面圖上的蓄水構(gòu)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(dǎo)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(gòu)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(gòu)造在地質(zhì)剖面圖上空間形態(tài)與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性特點,以斷層阻水蓄水構(gòu)造為例,基于計算機及GIS空間分析技術(shù)研究了“面向地質(zhì)剖面圖的斷層阻水蓄水構(gòu)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(gòu)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(gòu)造自動識別技術(shù)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(gòu)造的空間形態(tài)與結(jié)構(gòu),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(gòu)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(gòu)造的兩個約束條件,構(gòu)建了斷層阻水蓄水構(gòu)造的概念模型。根據(jù)斷層阻水蓄水構(gòu)造的概念模型及其在地質(zhì)剖面圖上的空間形態(tài)與結(jié)構(gòu),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(gòu)成斷層阻水蓄水構(gòu)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(guān)系構(gòu)成了斷層阻水蓄水構(gòu)造空間實體之間的拓撲關(guān)系?；诔橄蟮膶嶓w集及實體之間的拓撲關(guān)系,研究并建立了描述斷層阻水蓄水構(gòu)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(gòu)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(gòu)造自動識別專家知

5、識與規(guī)則的基礎(chǔ)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(cè)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(gòu)造的判定”是斷層阻水蓄水構(gòu)造自動識別過程中涉及的四個關(guān)鍵技術(shù)問題。針對各個關(guān)鍵技術(shù)問題,提出了相應(yīng)的解決方案:運用GIS空間分析技術(shù),可高效地獲取斷層線的鄰接地層面;結(jié)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