[发明专利]一种深部岩矿高光谱信息三维建模方法

权利要求书

1.一种深部岩矿高光谱信息三维建模方法，其特征在于具体包括以下步骤：

步骤一，钻孔岩心高光谱测量；利用高光谱测量仪获取待编录钻孔岩心的反射、发射光谱数据，并依照钻孔编号、钻孔深度进行整理和排序；

步骤二，光谱数据标准化；根据岩石、矿物类型的诊断性光谱特征和诊断性光谱形态，通过特征波段提取、光谱重采样、光谱去壳处理对步骤一获取的光谱数据进行标准化处理，分别建立针对每种特定岩矿类型的光谱数据集，每种特定岩矿类型的光谱数据集具有相同的波长范围、波谱分辨率和归一化背景；

步骤三，光谱测度函数参量计算；针对步骤二标准化处理后的特定类型岩矿光谱特征数据集，统一利用光谱测度函数进行测度参量的计算处理，用于表征特定岩矿在岩心段上的发育程度或丰度；

步骤四，构建高光谱测井数据集；基于步骤三计算出的光谱测度参量数据，结合钻孔数据，按照测井曲线的形式分别构建各钻孔中各岩矿类型的高光谱测井数据集；

步骤五，导入三维地质建模环境；将步骤四构建的用于建模的各钻孔的高光谱测井数据集按照测井曲线的格式，导入三维地质建模平台环境中；

步骤六，建立三维地质网格模型；在三维地质建模环境下，根据钻孔分布情况圈定三维建模区，依据岩矿类型和建模的精度要求设置网格单元的空间尺寸大小，将建模区域网格化生成三维地质网格模型；

步骤七，构建三维变异函数模型；选择理论变异函数模型的类型，根据建模区域范围的大小、钻孔间距信息，设置变差函数主、次和垂向的变程，建立各岩矿类型的三维变异函数模型；

步骤八，克里金三维空间插值；基于步骤七建立的各岩矿类型的变异函数模型，利用克里金插值方法在步骤六建立的三维地质网格区域内对步骤五导入的高光谱测井数据集进行分类别空间插值计算；

步骤九，三维可视化；对步骤八插值计算的结果进行阈值分割、颜色映射，实现岩矿高光谱信息及其丰度在三维空间下的可视化展示；

所述步骤三还包括：对于数据集内只有一个诊断性光谱特征的岩矿类型，选择光谱参量函数进行计算；对于数据集内有多个诊断性光谱特征的岩矿类型，将光谱参量函数和光谱相似性测度函数相结合进行加权计算；对于数据集内诊断性光谱特征吸收峰不明显，注重光谱形态的岩矿类型，选择光谱相似性测度函数进行计算；

所述步骤七选择理论变异函数模型的类型还包括：球状、高斯或指数型，根据建模区域范围的大小、钻孔间距信息，以及建模研究区的先验地质信息，设置该岩矿类型的变差函数主、次和垂向的变程，建立各岩矿类型的三维变异函数模型；从随机性程度情况排序为：指数模型＞球状模型＞高斯模型，因此对于易受热液流体作用影响的热液蚀变类矿物采用球状模型或指数型模型进行拟合，对分布较稳定的造岩类矿物采用高斯模型或球状模型进行拟合。

2.根据权利要求1所述的一种深部岩矿高光谱信息三维建模方法，其特征在于：所述步骤一还包括：利用ASD、SVC、PIMA或波长范围在0.4-2.5μm内的可见光-近红外-短波红外高光谱测量仪获取待编录钻孔岩心的反射光谱数据；获取反射光谱数据利用便携式光谱仪内置光源探头测量方式，在钻探工程现场或岩心库进行；获取发射光谱数据在密闭条件较好的内部场所进行。

3.根据权利要求1所述的一种深部岩矿高光谱信息三维建模方法，其特征在于：所述步骤六还包括：结合先验的地质、物探资料构建地层和构造模型，利用它们对地质网格进行约束，获得特定高光谱岩矿类型的合乎地质认知的建模区域网格或优先建模区域网格模型。

4.根据权利要求1所述的一种深部岩矿高光谱信息三维建模方法，其特征在于：所述步骤七还包括：在构建某岩矿类型的变异函数模型时，利用一定数量的样本点对多种理论变异函数模型进行拟合，选择误差最小的作为最优变异函数模型，评价指标依据平均误差、均方根误差、平均标准差统计指标。

5.根据权利要求4所述的一种深部岩矿高光谱信息三维建模方法，其特征在于：所述步骤八还包括：根据高光谱信息选择相应的克里金插值模型，根据两种岩矿高光谱信息是否具有相关性，是则采用协同克里金法，否则采用普通克里金法；根据某岩矿类型的空间分布是否具有一定的趋势性，是则采用泛克里金法，否则采用普通克里金法。