計算機在地質構造成圖中數學方法及原理研究

譚業(yè)旺

（江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北 武漢 430223）

一、前言

以往許多圖是手工作圖，精度和效率較低，但是由于邊界和斷層的影響，這項工作并不如意。隨著計算機技術在地質專業(yè)勘探方面的廣泛應用，地質構造成圖的形式越來越多，也越來越常見。計算機繪圖與手工作圖有很多的共性和特性進行研究，采用了特殊的處理方法，仍有改進的空間。

二、基本概念的理解

數學方法是用數學手段進行科學研究的方法，也就是說，數學方法就是用數學手段進行科學研究的方法。通過對數學表達式、表達式與狀態(tài)的關系、演繹方法的分析，數學研究的對象實際上是現實世界的空間形態(tài)和數量關系，其內容非常抽象，因此在純粹的狀態(tài)中研究這些形式和關系。

地質構造成圖就是計算機處理和圖像信息處理，數學方法提供了一種簡單的定量分析形式，計算機圖像處理中描述信息和處理的計算和邏輯參數，也為建立數學模型和建立計算機算法定義模型提供了有效的方法。整個圖像處理過程就是通過計算機進行數學處理的方法。

三、數據的處理技術

由于受計算機采集的波形數據量大的限制，系統(tǒng)采集的波形數據大多都是無用的，給分析者造成了很大的干擾，對解析工作的影響很大。所以，要對采集的數據進行計算機的系統(tǒng)數據處理，使波形更加清晰的、直觀的反映實際情況，數據處理技術包括以下內容：

要更改所有類型波的顯示選項，必須水平或垂直顯示；要實現所需的顯示配置，必須使其符合標準文檔或標準軌跡。這取決于偏移距和步距，改變文件參數中任何形式的粒子參數都能更好地反映異常的實際距離位置。頻率濾波參數的改變提高了反射波的分辨率。通過校正零點漂移和通道平衡，消除了干擾波，為多個通道的形狀提供了相同的能量，如果窗長在0 到5 之間，振幅小于0.5，則干擾波與實際測量值相差較大；如果窗長在35 到40 之間，該波與實際測量值相差較大，振幅從0.6 到1，波形計算更為準確。然后經過校正、切割、疊加等。通過調整振幅，強調了不同覆蓋速度下多加速度反射相位和干涉相位的相對抑制，如表面波可以使反射相位的連續(xù)性更加清晰。利用上述波型數據處理技術，可以更清楚地反映被測部位的地質情況。

四、建立數學模型

（一）建立數學模型是關鍵

數學模擬法這種數學方法，通過建立和研究數學模型來確定客觀對象的性質和變化規(guī)律，數學關系或一組特定的算法。在地質構造成圖過程中，首先要分析處理過程，建立數學模型。地質構造成圖的數字化處理從數字化開始，即通過連續(xù)的圖像采樣，建立數學模型。

（二）建立數學模型是一個不斷修正完善的過程

數學模型的應用主要包括三個階段：提取量的關系和建立數學模型；求解數學模型；對所得的數學模型進行評價和分析。這三個階段也通過在計算機上應用數學模型圖像來處理。

由如你所見，同一個問題可以建立不同的數學模型，可以通過不斷的測試和比較來選擇。建立數學模型是一個困難的研究過程。有時你必須發(fā)明它。也就是說，運用數學模型的方法不僅需要建立數學模型、建立數學模型和解釋估計三個階段，而且還有不可分割的環(huán)節(jié)。

（三）建立數學模型是一個化繁為簡,化難為易的過程

在運用數學模型方法時，必須考慮基本矛盾，強調主要因素和關系，忽略次要因素和關系。例如，當圖像由于對比度不足而變得不清晰時，為了提高對比度，必須考慮主要的對比度因素。然而，當灰度值不變時，灰度值與灰度值的對比度就變得矛盾。提高對比度的灰度分段線性變換是對任意區(qū)間的擴展和壓縮。通過改變曲線的角度位置和坡度線的灰度梯度圖上硫的分布情況，即：加上選定部分和二次壓縮部分。零件通過壓縮而膨脹。另一種提高平直方圖對比度的方法是，為了改變原始圖像的直方圖，利用轉換函數來提高圖像的對比度和清晰度。直方圖均衡的實質是改變原始圖像的直方圖，即對比度是主要因素，灰分是次要因素。因此，灰分是一個小因素。對于線性直方圖和對齊問題，我們已經解決了這個問題，前者是一個確定性模型，而后者是一個隨機模型。

五、“數學實驗”方法

數學實驗是檢驗計算機系統(tǒng)數學模型的一種方法，為了了解原型的規(guī)律性，計算機上的圖像處理過程就是一個過程，隨著計算機技術的發(fā)展，計算機的應用范圍已經從簡單的計算擴展到了處理。地質構造成圖包括“數學實驗”的三個階段：在計算機上建立描述系統(tǒng)行為和簡化其函數形式的數學模型，并對結果進行分析。

在計算機上處理圖像時，每個圖像處理應通過以下過程進行：

（一）從圖像處理的角度出發(fā)，建立數學模型，轉化為算法，編程并在計算機上運行

（二）設置初始t 條件，將圖像信息輸入計算機，啟動圖像處理程序

（三）進行了圖像質量評價和誤差分析。否則，可以修改或更新數學模型。

這同樣適用于圖像處理，換句話說，數學實驗的結果是“在同一個數學模型中，不同的初始模型是不同的。因此，一方面，數學模型可以通過不同的基準，另一方面，評價結果應該根據各種因素進行分析，這樣才能對實際問題進行正確的評價和預測，使誤差最小化。改進圖像處理技術，提高圖像質量，以適應預期效果。

總之，每一種具體的數字圖像處理方法都是通過“數學實驗”和“多次實驗”三個階段來實現的。

六、結束語

一般來說，數學方法貫穿于地質構造成圖的全過程，但作為一種認知現象，它可以建立在數學模型上，是純數學與具體事物之間的橋梁，這證明了數學方法具有高度的抽象性、精確性和普適性。掌握數學方法及其特點，并將其應用于科學研究，是現代科學技術發(fā)展的客觀要求和前提。