[发明专利]一种对结构面产状进行分组的方法

权利要求书

1.一种对结构面产状进行分组的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据所要区分的组数，确定初始聚类中心；

S2：计算样本中各点与初始聚类中心的距离；

S3：将与初始聚类中心距离最小的各点归入到一组，对样本进行初次分组；

S4：计算各组的重心作为新的聚类中心，再次进行分组；

S5：不断重复步骤S2至S4，直到分组结果趋于稳定。

2.如权利要求1所述的对结构面产状进行分组的方法，其特征在于，进行分组时的距离用分组距离表示：

采用结构面法向量间的夹角θ’来表示结构面平面间的夹角θ，θ和θ’之间的转化关系如式(1)所示：

由式(1)绘制θ和sinθ’关于θ’的函数曲线图，由函数曲线图可知θ与sinθ’变化趋势相同，即：

sinθ’越大，结构面平面间的夹角θ越大，选取sinθ’代替表示分组距离，表征结构面间的差异性。

3.如权利要求2所述的对结构面产状进行分组的方法，其特征在于，对样本进行初次分组包括：

结构面的法向量由公式(3)表示：

其中，α表示结构面的倾向，β表示结构面的倾角；

两结构面的法向量分别为(l₁,m₁,n₁)和(l₂,m₂,n₂)，根据空间向量的余弦公式，已知结构面法线夹角的余弦值为：

cosθ'＝l₁l₂+m₁m₂+n₁n₂ (4)

由三角函数间关系可得：

联立式(3)、(4)、(5)，可知：

根据式(6)计算每条结构面与各聚类中心的sinθ’值，将各条结构面分入到sinθ’最小的一组，得到初次分组结果。

4.如权利要求3所述的对结构面产状进行分组的方法，其特征在于，计算各组的重心作为新的聚类中心包括：

先计算各结构面的法向量n_i，结构面与原聚类中心的法向量间夹角为ω，得到法向量坐标转换关系，确定法向量聚类中心：

其中，∑l表示法向量n_i在X轴上的分量之和，∑m表示法向量n_i在Y轴上的分量之和，∑n表示法向量n_i在Z轴上的分量之和；

以n_聚对应的结构面产状作为新聚类中心。