基于局部自适应融合的全层模型动态更新方法研究

《Scientific Reports》：Research on a dynamic updating method based on local adaptive fusion in whole-stratum models

　　

摘要

为了解决当前露天煤矿透明地质建模中存在的主要问题——即现有模型更新方法的适应性较差以及在整合单层模型时容易出现重叠现象——本文提出了一种基于自适应融合方法的动态更新技术。该技术通过分析动态地层数据的类型，制定了基于置信区间和统计指标的定量标准，以确定每个地层层面的相应更新区域、边界和数据点。随后将这些更新区域、边界和数据点整合到整个地层框架中，构建出一个完整的地层局部更新模型。在模型连接区域，采用自适应融合建模方法来处理由裁剪边界产生的高度碎片化的三角网格。原始模型交界处的边界点被纳入局部更新模型的构建过程中，并采用自适应紫外坐标计算方法来防止裁剪界面附近的网格变形，从而实现局部更新地层模型与原始模型之间的无缝对接。以丹南胡2号露天煤矿为例，研究表明：在2024年6月至10月的五个月期间，利用该方法基于现有地质数据和动态地质信息实现了模型的持续更新。更新后的模型提高了应用精度、更新效率（提高了12.21%），增强了复杂地质模型的稳定性和鲁棒性，并在整合单层模型时避免了重叠现象。此外，模型过渡也更加平滑。分级验证结果表明，更新后的模型在几何精度、拓扑完整性和工程应用可靠性方面表现良好。该方法在复杂地质条件下也表现出很强的稳定性和鲁棒性。本研究为露天煤矿的整体地层透明地质模型更新提供了一种新的方法，进一步丰富和推进了相关理论和方法论的发展。