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等值线成图算法研究与实现及其在多元油气系统中的应用

陈熠  
【摘要】:等值线图是一种应用非常广的图形,它是在二维平面上把一种空间分布现象中具有相同数值的点连接而成的图形。它是数据与图像的结合,使人能够很好的看到数据变化的趋势,直观地看到计算机模拟的结果,是石油勘探开发、地质、地球物理、地球化学和气象等领域等工程和技术领域内应用极广的一种图形,是众多领域成果表示的重要图件之一。 在等值线图绘制方面,己经形成了比较完善一套的理论与算法,如各种空间插值算法、任意离散点的数据处理方法等,在实践上针对不同行业对等值线的分析都有比较完善的实现,例如surfer、Matlab等软件。本文就是以这些理论为基础进行研究与实现,并将所得结果与之相对比来验证结果的正确性。 本课题在多元油气预测系统项目软件开发需求上,为了更加直观地显示数据,开发了等值线图绘制功能,并将其作为软件的模块来实现。文章首先主要讨论了原始离散数据的插值问题,以获得生成等值线所需要的数据格式,接下来从算法的角度讨论了等值线的追踪与生成、算法的改进以及等值线的填充与标注等问题,介绍了各种算法在软件实现方面的具体步骤及其开发过程中的问题,最后简单介绍了等值线在整个系统中的应用。 具体来说在插值算法部分重点介绍了利用矩形网格建模对实测数据进行插值的算法,反距离加权和克里金两种算法,将结果保存为标准GRD文件,以便验证成图结果的正确性;等值线生成部分从网格无关法和网格序列法两个角度探讨了其生成算法,并对该算法存在的不足做了改进,等值线平滑采用B样条曲线方法,填充部分采用基于边界的双属性拓扑算法,标注过程中讨论了向量法和特征点提取法;在实现部分,利用MFC为平台,使用C/C++语言实现了等值线图的绘制及图形的显示等。利用这些算法开发的等值线成图模块已集成在多元油气预测系统中,并对实测数据进行了测试。 最后将成图结果与surfer成图进行对比,从图形整体上可以验证算法的正确性,并通过实际数据也进行了对比验证,但是在曲线的填充和标注中存在一些问题有待改进,同时在应用方面也要增加更多的资料进行测试。


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