三维地质结构模型随机生成及不确定性分析方法

1.三维地质结构模型随机生成及不确定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：a.根据已有地质勘探数据构建三维地质结构模型；b.指定结构面节点高程值的误差分布特征，计算获得不同扰动强度下的误差分布参数；c.基于不同扰动强度下的误差分布参数对构建的三维地质结构模型的所有结构面节点的高程值进行Monte Carlo随机模拟，获得随机模拟出的相应数量的三维地质结构模型；d.对随机模拟出的相应数量的三维地质结构模型进行模型重构；e.计算重构后的三维地质结构模型节点处的法向量和高斯曲率；f.分别基于所述法向量和高斯曲率，采用多维尺度分析方法对所有重构后的三维地质结构模型进行降维分析；步骤f具体包括：f1、基于法向量和高斯曲率计算结果，获得距离矩阵Dist；f2、构造一个矩阵T，T中每个元素 与距离矩阵Dist中每个元素 的关系为：其中， 为矩阵T中第i行第j列元素； 为距离矩阵Dist中第i行第j列元素；n为距离矩阵Dist的行数，也代表随机模型的个数； 为距离矩阵Dist第i行所有元素的平方和； 为距离矩阵Dist第j列所有元素的平方和； 为距离矩阵Dist所有元素的平方和；f3、对矩阵T进行特征值分解，然后对所有特征值进行排序，利用其中最大的三个特征值构建对角阵 ，并利用其所对应的三列特征向量构建矩阵U；f4、利用对角阵 以及矩阵U计算最终的降维结果X：其中，X为n*3矩阵，n代表随机模型的个数；f5、将降维结果X中每行的3个元素作为三维空间中点的坐标，并呈现在三维空间中；f6、通过三维空间中的点间相对位置关系进行模型差异的对比分析和可视化分析。 2.如权利要求1所述的三维地质结构模型随机生成及不确定性分析方法，其特征在于，步骤a中，根据已有地质勘探数据，采用三维地质建模软件SKUA-GOCAD来构建三维地质结构模型；所述已有地质勘探数据包括：地形等高线、地质调绘数据、钻探数据、挖探数据和地质剖面图。 3.如权利要求1所述的三维地质结构模型随机生成及不确定性分析方法，其特征在于，步骤b中，以正态分布作为结构面节点高程值的误差分布特征，所述计算获得不同扰动强度下的误差分布参数，具体包括：计算不同位置处节点的高程值所对应的标准差：其中， 为节点i的高程值所对应的标准差； 为节点i的距离因子， 为节点i距其最近钻孔间的距离， 为当前结构面中所有 的最大值， 为全局扰动因子， 为钻孔的先验采样标准差；通过选取不同的 和 ，可以获得不同扰动强度下的标准差 。 4.如权利要求1所述的三维地质结构模型随机生成及不确定性分析方法，其特征在于，步骤c具体包括：c1、获得构建的三维地质结构模型的节点i的高程值 Z i ；c2、通过Box-Muller算法获得服从标准正态分布的随机数 ：首先获得两个服从均匀分布的随机数 ，然后通过公式 计算获得随机数 ；3、计算模拟高程值 ： ；c4、基于 q 个的不同扰动强度下的标准差 ，重复步骤c2-c3对构建的三维地质结构模型上的所有节点进行 y 次模拟，以获得的模拟高程值 替换对应节点上的高程值 Z i ，则可获得 q*y 个随机模拟出的三维地质结构模型。 5.如权利要求1所述的三维地质结构模型随机生成及不确定性分析方法，其特征在于，步骤d具体包括：d1、地质界面光滑处理：首先为模拟得到的所有三维地质结构模型的地质界面边界设置垂向约束，然后，将模拟得到的高程点设置为固定约束点，然后，对地质界面的三角网进行加密，再利用其离散光滑插值技术对地质界面进行重新插值，从而使地质界面在贴合模拟高程点的条件下光滑；d2、模型拓扑修正处理：首先为地质界面间设置一个距离约束，然后重新进行插值，以此消除相互穿插的情形；针对地质网格交界处不贴合的情况，利用曲面边界-曲面约束技术，将交界处拓扑有误的地质界面边界约束到目标地质界面上，再进行插值，以此实现地质界面交界处的完好贴合。