一种地质横断面自动填绘方法

技术领域

本发明涉及工程地质勘察领域，特别是涉及一种地质横断面自动填绘方法。

背景技术

地质横断面为按一定比例尺记录和揭示地质体垂直线路走向方向地貌形态与内部构造相互关系的图件，是工程地质勘察成果的重要组成部分。

地质横断面填绘是在地质纵断面图已经生成的情况下，读入包括横断面里程信息的地面测绘数据，根据纵断面的地层结果，结合所包含的其它勘探孔，推测当前剖面图内任意里程处横断面的地层名称和厚度分布情况，得到线路某一段范围内的若干完整横断面数据。

工程地质横断面填绘地层信息需与相应纵断面地层信息吻合，目前仍主要采用基于CAD或GIS截取相应纵断面地层信息，结合既有勘探孔，在人工分析比对后进行手工填绘。该方法成图质量严重依赖人为经验，工作繁琐且制图工作量大。

发明内容

针对现有地质横断面填绘存在的问题，本发明提供一种避免人为经验影响、省时高效的地质横断面填绘方法。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种地质横断面自动填绘方法，包括以下步骤：

S1，根据预填绘横断面的里程信息及线路设计方案，从数字高程模型中计算、生成横断面地面线；

S2，读取所述预填绘横断面里程处地质纵断面的地层线信息，将其记为虚拟勘探孔；

S3，根据所述横断面地面线、所述虚拟勘探孔及该横断面上其它勘探孔的位置坐标、高程及勘探深度，按设定的填绘比例尺，确定各对象的空间关系；

S4，对各勘探孔及虚拟勘探孔的地层由上而下进行地层编号，根据地质时代、地质成因、土层定名和物理力学参数，将相同的地层采用同样的编号，得到目标场地各勘探孔的地层序列；

S5，预填绘横断面除虚拟勘探孔外不包含其它勘探孔，则根据虚拟勘探孔地层及用户设定的各地层倾角、填绘范围直接填绘；

S6，预填绘横断面包含其它勘探孔，分别计算含虚拟勘探孔在内的各相邻勘探孔地层的最短公共超序列，按最短公共超序列修正相应各勘探孔地层，并根据修正后地层完成横断面填绘，具体包括以下步骤：

S6-1，记勘探孔ZK1所含地层层数为n1，该勘探孔内各地层表示为ZK1[i]，i＝1，……n1；

S6-2，勘探孔ZK2所含地层层数为n2，该勘探孔内各地层表示为ZK2[j]，j＝1，……n2；

S6-3，定义(n1+1)×(n2+1)矩阵M，M[i][j]表示ZK1[i]和ZK2[j]的最小长度矩阵；

S6-4，M[i][0]＝i，i＝0，1，……n1；

S6-5，M[0][j]＝j，j＝0，1，……n2；

S6-6，

S6-7，若M[i][j]＝M[i-1][j]+1，则最短公共超序列ZK的字符就取ZK1[i]；

S6-8，若M[i][j]＝M[i][j-1]+1，则最短公共超序列ZK的字符就取ZK2[j]；

S6-9，若M[i][j]＝M[i-1][j-1]+p[i,j]；当p[i,j]＝1时，最短公共超序列ZK的字符取ZK1[i]；当p[i,j]＝2时，最短公共超序列ZK的字符取ZK1[i]和ZK2[j]两个；

S6-10，按最短公共超序列地层修正相应各勘探孔地层，各勘探孔地层分别与最短公共超序列地层对比，缺失地层处增补0厚度地层并标识；

S6-11，修正后相邻勘探孔地层从上至下连地层线，相同地层号直接连地层线，增补0厚度地层处，按预先设定的地层尖灭方式连地层线，得地层最佳匹配序列；

S6-12，重复S6-1至S6-11步骤，完成横断面填绘；

S7、完成地质横断面地层信息、土石等级、风化程度等信息标注及岩性图例填充及特征符号绘制。

进一步，S5、S6中各填绘地层线若与地面线相交，则在相交处自动截断；此外，填绘地层线若相交，按地层尖灭处理。

进一步，S6中设置地层线连层高程差阈值，对于相邻勘探孔勘探深度差别大于设定的地层线连层高程差阈值的非等深勘探孔，超过地层线连层高程差阈值的下部地层，地层直接平层延伸至两勘探孔中部。

进一步，S3中所述的勘探孔包括但不限于挖探、钎探、钻探、静力触探、旋压触探及动力触探等各类地质勘探孔。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明的地质横断面填绘方法基于最短公共超序列算法分析地质横断面填绘各勘探孔地层最佳匹配序列，其自动截取地质纵断面相应里程地层信息并将其标识为虚拟勘探孔，结合横断面其它勘探孔信息，采用最短公共超序列算法，能够科学、快速地完成地质横断面填绘。

2.该方法原理可靠，地质连层结果准确，编制程序后可实现地质横断面自动填绘，避免横、纵断面地层信息不一致及过度依赖人为经验的影响，提高地质横断面填绘效率和准确性，该方法简单易行、省时高效、效果优良，可广泛应用于工程地质勘察领域。

附图说明

图1是本发明的地质横断面自动填绘方法的流程图。

图2是采用本发明地质横断面自动填绘方法开展实施例地质横断面填绘初始数据准备示意图。

图3是采用本发明地质横断面自动填绘方法填绘生成的地质横断面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

以下步骤S6中所述最短公共超序列是指，假定A＝a

实施例1

参见图1，利用本发明的方法开展某铁路项目地质横断面填绘。

该工点区地貌为冲积平原，地形较平坦，地势开阔，局部略有起伏。地表多辟为耕地。地面高程16.92～22.11m，相对高差5.19m。工点区勘探范围内，局部表覆第四系全新统人工堆积层(Q

实施地质横断面自动填绘方法的步骤如下：

S1，根据预填绘横断面里程信息及线路设计方案，从数字高程模型中计算生成横断面地面线；

S2，读取预填绘横断面里程处相应地质纵断面地层信息，并将其记为虚拟勘探孔XN01；

S3，根据预填绘横断面地面线、虚拟勘探孔及所包含的其它勘探孔位置坐标、高程及勘探深度，按设定的填绘比例尺，确定各对象空间关系，如图2所示。

S4，对各勘探孔及虚拟勘探孔的地层由上而下进行地层编号，根据地质时代、地质成因、土层定名、物理力学参数等，将相同的地层采用同样的编号，得到目标场地各勘探孔的地层序列，如表1所示：

表1勘探孔地层序列表

S5，本次预填绘横断面除虚拟勘探孔XN01外，还包含钻探孔ZK01。

S6，计算虚拟勘探孔XN01与钻探孔ZK01地层的最短公共超序列，按最短公共超序列修正相应各勘探孔地层，并根据修正后地层完成横断面填绘。步骤如下：

XN01包含13个地层，该勘探孔内各地层表示为XN01[i]，i＝1，……13；

ZK01包含12个地层，该勘探孔内各地层表示为ZK01[j]，j＝1，……12；

M矩阵为14×13矩阵，M[i][j]表示XN01[i]和ZK01[j]的最小长度矩阵；

M矩阵按如下公式计算：

M[i][0]＝i，i＝0，1，……13；

M[0][j]＝j，j＝0，1，……12；

其中/>

M矩阵计算结果如下：

若M[i][j]＝M[i-1][j]+1，则最短公共超序列M

若M[i][j]＝M[i][j-1]+1，则最短公共超序列M

若M[i][j]＝M[i-1][j-1]+p[i,j]；当p[i,j]＝1时，最短公共超序列M

据此，XN01和ZK01的最短公共超序列如下：

M

按上述计算的最短公共超序列M

XN01＝[1-2 2-21 2-11 2-31 2-21 3-30 3-20 3-30 3-20 3-31 3-21 3-46 3-57]；ZK01＝[—2-21 2-11 2-31 2-21 3-30 3-20 3-30 3-20 3-31 3-21 3-46 3-57]。

修正后相邻勘探孔地层从上至下连层，相同地层号直接连地层线，增补0厚度地层处，若尖灭地层相邻上、下地层为同一地层则按透镜体处理，尖灭至相邻勘探孔中部；若尖灭地层相邻上、下地层为不同地层则尖灭至对孔；获取该横断面地层线最佳匹配序列，即该横断面填绘地层线最佳连层方式，消隐虚拟勘探孔和该横断面所含勘探孔，如图3所示。

S7，完成地质横断面地层信息、土石等级、风化程度等信息标注及岩性图例填充及特征符号绘制。