一种地层分类方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及地质勘察领域，尤其涉及一种地层分类方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

工程勘察中对工程地质地层进行适当的归并是必不可少的。但过去工程地质地层划分主要是根据分层者的个人经验进行，不同工程师的不同经验和习惯做法会造成分层结果的不同。

发明内容

本说明书实施方式的目的是提供一种地层分类方法、装置、电子设备及存储介质，能够通过语义分析对所述原始地层资料进行归类分析，具有一致性，完成大部分的地层标准化前置工作，可极大提高勘察人员的工作效率。

为实现上述目的，本说明书实施方式提供一种层分类方法，其特征在于，所述方法包括：获取原始地层资料；其中，对应于同一钻孔的所述原始地层资料对应的地层之间具有空间拓扑关系；根据所述原始地层资料，确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签；将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库匹配，以进行聚类分析确定该地层的地层种类；其中，所述标准地层库包括有两个以上种类的标准地层；至少根据所述空间拓扑关系，校验所述地层的地层种类。

在一个实施方式中，所述多个指定维度包括：地质颜色、地质温度、地质湿度、地层深度、地层厚度、分化程度、地质年代、地层分区。

在一个实施方式中，根据所述原始地层资料，确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签的步骤中包括：按照自然语义分析所述原始地层资料的描述信息，以确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签。

在一个实施方式中，确定该地层的地层种类的步骤中包括：将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库中的标准地层对应的维度匹配，确定每个所述指定维度的表征值；基于多个指定维度上的表征值进行评价运算，得到所述地质对应各地层的评价值；根据所述地质对应各地层的评价值，确定该地层的地层种类。

在一个实施方式中，所述方法还包括：获取原始样本地层资料；基于每个所述地层种类的特征，进行非监督分类，将所述原始样本地层资料对应的地层作为对应地层种类的标准地层。

在一个实施方式中，在校验所述地层的地层种类的步骤中包括：基于同一钻孔对应的所述地层之间的空间拓扑关系，确定所述地层属于该地层种类的可信度值。

在一个实施方式中，在确定所述地层属于该地层种类的可信度值的步骤后还包括：在所述可信度值小于等于第一预设阈值时，将该地层属于该地层种类作为负样本，以训练匹配模型；所述匹配模型用于将每个所述地层与所述标准地层库中的所述标准地层进行匹配；或，在所述可信度值大于等于第二预设阈值时，将该地层属于该地层种类作为正样本，以训练所述匹配模型。

本说明书实施方式还提供一种地层分类装置，所述装置包括：获取单元，用于获取原始地层资料；其中，对应于同一钻孔的所述原始地层资料对应的地层之间具有空间拓扑关系；第一确定单元，用于根据所述原始地层资料，确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签；第二确定单元，用于将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库匹配，以进行聚类分析确定该地层的地层种类；其中，所述标准地层库包括有两个以上种类的标准地层；检验单元，用于至少根据所述空间拓扑关系，校验所述地层的地层种类。

本说明书实施方式还提供一种电子设备，包括：输入设备，处理器；所述输入设备用于获取原始地层资料；其中，对应于同一钻孔的所述原始地层资料对应的地层之间具有空间拓扑关系；所述处理器用于根据所述原始地层资料，确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签；将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库匹配，以进行聚类分析确定该地层的地层种类；其中，所述标准地层库包括有两个以上种类的标准地层；至少根据所述空间拓扑关系，校验所述地层的地层种类。

本说明书实施方式还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时实现：获取原始地层资料；其中，对应于同一钻孔的所述原始地层资料对应的地层之间具有空间拓扑关系；根据所述原始地层资料，确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签；将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库匹配，以进行聚类分析确定该地层的地层种类；其中，所述标准地层库包括有两个以上种类的标准地层；至少根据所述空间拓扑关系，校验所述地层的地层种类。

由以上本说明书实施方式提供的技术方案可见，本说明书实施方式通过获取原始地层资料；从原始地层资料中提取相关的地质标签，并利用聚类分析将原始地层资料对应的地层与标准地层进行匹配以确定地层种类。并可以通过校验进行反馈不断优化匹配模型。可以快锁有效的完成大部分的地层标准化前置工作，可极大提高勘察人员的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本说明书提供的一种地层分类方法的流程示意图；

图2是本说明书提供的一种电子设备。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施方式中的附图，对本说明书实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本说明书一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本说明书中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本申请保护的范围。

请参阅图1。本说明书提供的一种地层分类方法。所述地层分类方法可以包括以下步骤。

在本实施方式中，执行所述地层分类方法的客体可以是具有逻辑运算功能的电子设备。所述电子设备可以是服务器和客户端。所述客户端可以为台式电脑、平板电脑、笔记本电脑、工作站等。当然，客户端并不限于上述具有一定实体的电子设备，其还可以为运行于上述电子设备中的软体。还可以是一种通过程序开发形成的程序软件，该程序软件可以运行于上述电子设备中。

步骤S10：获取原始地层资料；其中，对应于同一钻孔的所述原始地层资料对应的地层之间具有空间拓扑关系。

在本实施方式中，所述原始地层资料可以是指对应于各个钻孔的一批一批的地质资料。对应于同一个钻孔，所述原始地层资料可以是不同位置处的地层资料。所述原始地层资料可以包括：地质颜色、地质温度、地质湿度、地层深度、地层厚度、分化程度、地质年代、地层分区等。其中，所述地质年代和所述地层分区可以是一串编码，所述地质年代用于表针该在形成过程中的时间(年龄)和顺序。所述地层分区可以是地层区划单元，是地层区的进一步划分。所述地质颜色、所述地质温度、所述地质湿度、所述地层深度、所述地层厚度、所述分化程度可以是指该地层在各个属性维度的状态。

在本实施方式中，对应于同一钻孔的所述原始地层资料对应的地层之间具有空间拓扑关系可以是指，对应于统一钻孔的地层，在空间位置上是关联的。其中，例如，同一钻孔的1、 2、3、4地层是从上到下依次排列的，则该种上下关系可以称为一种空间拓扑关系。再例如，相邻地层直接的接触关系也可以称为一种空间拓扑关系。在本实施方式中，所述地层的地层种类与空间拓扑关系之间存在相关性。具体的，例如，某一地层为砂土层，其相邻地层必定为指定的几种地层。

在本实施方式中，获取所述原始地层资料可以通过输入设备录入等方式，此处不做具体限定。

步骤S12：根据所述原始地层资料，确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签。

在本实施方式中，所述多个指定纬度可以是指地质颜色、地质温度、地质湿度、地层深度、地层厚度、分化程度、地质年代、地层分区等维度。所述地质标签可以用于表征每个对应维度的状态。具体的，所述地质标签可以是勘查中常用的术语标签。在一个场景示例中，每个维度都有不同的表征值，表征该维度的状态，该表征值就构成了该地层在该维度的地质标签。如分化程度、含什么杂质、颜色是什么、温度多少、湿度多少等。

在本实施方式中，确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签具体的可以是将钻孔地层的文本信息按照自然语义划分，并打上勘察中常用的术语标签。例如，将地层的地质年代和地层分区以及地层的接触关系结合地层的属性语义描述构建地层的自然语言模型。语义分析，是指运用各种机器学习方法，挖掘与学习文本、图片等的深层次概念。语义分析是编译过程的一个逻辑阶段，语义分析的任务是对结构上正确的源程序进行上下文有关性质的审查，进行类型审查。不同地层具有不同的特性和文字描述，且在一定区域内地层在垂直空间上具有相似的空间分布特征，因此使用语义分析对原始地层进行标准比对具有可行性。

步骤S14：将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库匹配，以进行聚类分析确定该地层的地层种类；其中，所述标准地层库包括有两个以上种类的标准地层。

在本实施方式中，所述标准地层可以是指每个地层种类的分类比对标准。每种地层的标准地层可以预先设定，也可以通过无监督分类方法确定原始的标准地层样本。所述标准地层样本集合就组成了标准地层库。每种地层的标准地层在多个指定纬度上可以有对应的特征值或特征值范围。

在本实施方式中，确定该地层的地层种类可以是将所述地层最接近的标准地层的地层种类作为所述地层的地层种类、

在本实施方式中，将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库匹配，以进行聚类分析确定该地层的地层种类。其中，聚类分析可以是指将物理或抽象对象的集合分组为由类似的对象组成的多个类的分析过程。在本实施方式中，将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库匹配可以是一种深度学习神经网络的匹配模型。在确定新的地层的地层种类后，可以根据新的地层进行反馈学习，以更新标准地层库以及匹配方法。当然，在本实施方式，将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库匹配也可以是将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库中的标准地层对应的维度匹配，确定每个所述指定维度的表征值；基于多个指定维度上的表征值进行评价运算，得到所述地质对应各地层的评价值；根据所述地质对应各地层的评价值，确定该地层的地层种类。例如，与标准地层A匹配的评价值最高，则将标准地层A的地层种类作为该地层的地层种类

步骤S16：至少根据所述空间拓扑关系，校验所述地层的地层种类。

在本实施方式中，在确定新的地层的地层种类后，可以至少再根据该地层的地层种类与与之在空间上相关的地层的地层种类，进行比对分析，校验所述地层的地层种类。具体的，例如，可以至少基于所述空间拓扑关系，计算该地层属于该地层种类的可信度值，加强地层分类特征，提高对比进度。

在本实施方式中，还可以将校验结果反馈给机器学习，不断完善完善机器学习的迭代过程。

通过上述实施方式，利用原始地层资料生成地层的自然语言模型，使用聚类分析的机器学习方法，自动对原始地层归类处理；与标准地层的对比过程中引入邻层的信息加以判断，可以采用加权办法建立反映本层和邻层的对比结果的可信程度函数，以提升对比精度；还可以具有反馈机制，将已比对的决策结果反馈给机器学习，不断完善机器学习的迭代过程。可以便捷、快速、有效的将原始地层资料对应的地层进行自动分类。

在一个实施方式中，所述多个指定维度可以包括：地质颜色、地质温度、地质湿度、地层深度、地层厚度、分化程度、地质年代、地层分区等。

在一个实施方式中，根据所述原始地层资料，确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签的步骤中包括：按照自然语义分析所述原始地层资料的描述信息，以确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签。具体的，例如，收集整理原始钻孔地层资料，将地层深度、厚度等数值信息和地层描述等文本信息，分类存储作为样本数据；将钻孔地层的数值信息按照空间拓扑关系排序；将钻孔地层的文本信息按照自然语义划分，并打上勘察中常用的术语标签。

在一个实施方式中，确定该地层的地层种类的步骤中可以包括：

步骤S20：将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库中的标准地层对应的维度匹配，确定每个所述指定维度的表征值。

步骤S22：基于多个指定维度上的表征值进行评价运算，得到所述地质对应各地层的评价值。

步骤S24：根据所述地质对应各地层的评价值，确定该地层的地层种类。

在本实施方式中，将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库中的标准地层对应的维度匹配，确定每个所述指定维度的表征值；多个所述指定维度的所述表征值，形成表征向量。所述表征值可以用于表征在该对应维度上，原始地层资料对应的地层与所述标准地层的匹配程度。

在本实施方式中，基于多个指定维度上的表征值进行评价运算，得到所述地质对应各地层的评价值。在本实施方式中，所述评价值用于评价所述原始地层资料对应的地层与所述标准地层的整体匹配程度。

在本实施方式中，所述标准地层库中有不同种类地层的标准地层，对应于每个种类的标准地层，所述原始地层资料对应的地层都可以有一个评价值。在本实施方式中，可以将评价值最高对应的标准地层的种类作为所述地层的地层种类。

通过上述实施方式，可以通过将原始地层资料对应的地层与标准地层库中的所述标准地层进行匹配，以快速确定该地层的地层种类。

在一个实施方式中，所述方法还可以包括以下步骤。

步骤S30：获取原始样本地层资料。

步骤S32：基于每个所述地层种类的特征，进行非监督分类，将所述原始样本地层资料对应的地层作为对应地层种类的标准地层。

通过上述实施方式，可以预先根据每个所述地层种类的特征，提取特征值。并将原始样本地层资料中的数据作为样本，以进行非监督分类，得到最开始的标准地层。后续分类得到地层，可以放入对应地层种类的标准地层中，以不断迭代修正完善所述标准地层。

在一个实施方式中，在校验所述地层的地层种类的步骤中包括：

基于同一钻孔对应的所述地层之间的空间拓扑关系，确定所述地层属于该地层种类的可信度值。

在本实施方式中，所述可信度值是用于表征所述地层属于被确定的地层种类的概率。所述。具体的，所述可信度值可以基于专家验证，也可以是与标准地层的对比过程中可以引入邻层的信息加以判断，可以采用加权办法建立反映本层和邻层的对比结果的可信程度函数，得到的可信度值。在本实施方式中，增加可信度值，以增加反馈机制，不断完善机器学习，以提升对比精度。

在一个实施方式中，在确定所述地层属于该地层种类的可信度值的步骤后还可以包括：

在所述可信度值小于等于第一预设阈值时，将该地层属于该地层种类作为负样本，以训练匹配模型；所述匹配模型用于将每个所述地层与所述标准地层库中的所述标准地层进行匹配；

或，

在所述可信度值大于等于第二预设阈值时，将该地层属于该地层种类作为正样本，以训练所述匹配模型。

在本实施方式中，所述第一预设阈值是对应于负样本的预设阈值。在一个实施场景中，原始地层A经过所述匹配模型得到该地层属于的地层种类为M。但是检验得到该地层A属于的地层种类为M的可行度值只有25％，而第一预设阈值为30％，则将该地层A属于的地层种类为M作为一个负样本反馈给机器。同样的，所述第二预设阈值是对应于正样本的预设阈值。此处不做具体赘述。在本实施方式中，所述匹配模型用于将每个所述地层与所述标准地层库中的所述标准地层进行匹配，以确定所述地层的地层种类。具体的，在一个实施方式中，所述匹配模型可以是执行步骤步骤S14的模型。

上述实施方式可以自动将原始地层进行分类并作为正负样本反馈给所述匹配模型，以不断优化所述匹配模型。

本说明书实施方式中还提供了一种地层分类装置，如下面的实施方式所述。由于一种地层分类装置解决问题的原理与一种地层分类方法相似，因此一种地层分类装置的实施可以参见一种地层分类方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。该装置具体可以包括：获取单元、第一确定单元、第二确定单元、检验单元。下面对该结构进行具体说明。

获取单元，用于获取原始地层资料；其中，对应于同一钻孔的所述原始地层资料对应的地层之间具有空间拓扑关系。

第一确定单元，用于根据所述原始地层资料，确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签。

第二确定单元，用于将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库匹配，以进行聚类分析确定该地层的地层种类；其中，所述标准地层库包括有两个以上种类的标准地层。

检验单元，用于至少根据所述空间拓扑关系，校验所述地层的地层种类。

本实施方式中的相关术语可以参见前述实施方式对照解释，在此不再赘述。

请参阅图2。本说明书实施方式中还提供了一种电子设备，包括：输入设备，处理器。

所述输入设备用于获取原始地层资料；其中，对应于同一钻孔的所述原始地层资料对应的地层之间具有空间拓扑关系。

所述处理器用于根据所述原始地层资料，确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签；将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库匹配，以进行聚类分析确定该地层的地层种类；其中，所述标准地层库包括有两个以上种类的标准地层；至少根据所述空间拓扑关系，校验所述地层的地层种类。

所述输入设备设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。所述输入设备包括键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、语音输入装置等；输入设备用于把数据输入到计算机中。

所述处理器可以按任何适当的方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。

在本实施方式中，该电子设备具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。

本说明书实施方式中还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时实现：获取原始地层资料；其中，对应于同一钻孔的所述原始地层资料对应的地层之间具有空间拓扑关系；根据所述原始地层资料，确定每个所述地层在多个指定维度上的地质标签；将每个所述地层在多个指定维度上的地质标签与标准地层库匹配，以进行聚类分析确定该地层的地层种类；其中，所述标准地层库包括有两个以上种类的标准地层；至少根据所述空间拓扑关系，校验所述地层的地层种类。

在本实施方式中，所述存储器包括但不限于随机存取存储器(Random AccessMemory, RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、缓存(Cache)、硬盘(HardDiskDrive, HDD)或者存储卡(Memory Card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的，用于进行网络连接通信的接口。

在本实施方式中，该计算机存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。

本说明书实施方式提出一种地层分类方法、装置、电子设备及存储介质最本质的特点是，利用语义分析，从原始地层资料中提取相关的地质标签，并利用聚类分析将原始地层资料对应的地层与标准地层进行匹配以确定地层种类。并可以通过校验进行反馈不断优化匹配模型。

尽管本申请内容中提到一种地层分类方法、装置、电子设备及存储介质，但是，本申请并不局限于必须是行业标准或实施例所描述的情况等，某些行业标准或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据获取、处理、输出、判断方式等的实施例，仍然可以属于本申请的可选实施方案范围之内。

虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。

上述实施例阐明的装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络 PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请。