本發(fā)明涉及地質勘查，尤其涉及一種地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)、方法、電子設備和非暫態(tài)計算機可讀存儲介質。

背景技術：

1、當前，巖心薄片分析作為地質勘查、儲層評價與油氣藏描述中的關鍵手段，廣泛采用傳統(tǒng)的光學顯微鏡結合手工鑒定的方法，輔以數(shù)字圖像拼接與圖像識別算法進行圖像采集和分析。

2、然而，現(xiàn)有數(shù)字薄片分析方法普遍存在視野局限性強、空間結構信息缺失、處理流程碎片化等問題。多數(shù)方法仍基于局部視野拼接，難以還原巖心薄片在宏觀尺度下的連續(xù)空間結構與相態(tài)分布特征，導致巖心結構信息在拼接過程中失真或丟失。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的技術問題，提供一種能夠提升數(shù)字薄片分析的準確性的地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)、方法、電子設備和非暫態(tài)計算機可讀存儲介質。

2、本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：

3、本發(fā)明提供一種地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

4、矩陣構建模塊，用于獲取巖心薄片的多波段圖像，建立多尺度圖像采集矩陣；

5、第一函數(shù)構建模塊，用于利用梯度算子抑制噪聲并增強邊緣特征，結合特征點分布函數(shù)，構建三維空間結構函數(shù)；

6、特征融合模塊，用于對所述多尺度圖像采集矩陣和所述三維空間結構函數(shù)進行聯(lián)合變換，通過特征相似性度量計算融合權重，生成特征融合矩陣；

7、第二函數(shù)構建模塊，用于根據(jù)參考點坐標和平滑系數(shù)，定義拼接優(yōu)化函數(shù)并計算拼接優(yōu)化結果；

8、完整性評估模塊，用于計算所述拼接優(yōu)化結果的梯度絕對值，結合結構完整性度量函數(shù)，評估所述巖心薄片的三維結構的連續(xù)性；

9、圖像更新模塊，用于基于完整性評估函數(shù)的梯度方向，動態(tài)調(diào)整學習率和時間衰減系數(shù)，更新圖像參數(shù)直至收斂；

10、三維圖像生成模塊，用于選取所述巖心薄片的關鍵特征點，通過空間距離衰減系數(shù)生成所述巖心薄片的三維可視化圖像。

11、可選地，所述矩陣構建模塊還用于：

12、獲取所述多波段圖像的強度分布；

13、根據(jù)所述多波段圖像的強度分布，確定各圖像矩陣元素；

14、根據(jù)所述各圖像矩陣元素構建所述多尺度圖像采集矩陣。

15、可選地，所述多尺度圖像采集矩陣表示為：

16、?；

17、其中，m是多尺度圖像采集矩陣，是圖像矩陣元素，是不同圖像通道或尺度下的權重系數(shù)，是對應位置和波段下的圖像強度，是波長參數(shù)，是圖像矩陣維度。

18、可選地，所述第一函數(shù)構建模塊還用于：

19、對所述多尺度圖像采集矩陣進行三維積分，并通過梯度算子進行噪聲抑制，得到對應的積分項；

20、對所述積分項疊加特征點分布函數(shù)，得到空間構建函數(shù)。

21、可選地，所述空間構建函數(shù)表示為：

22、；

23、其中，是空間結構重建函數(shù)，是多尺度圖像采集矩陣的體素表示，是梯度算子，是特征點分布函數(shù)，m是特征點數(shù)量，分別是第一調(diào)節(jié)參數(shù)、第二調(diào)節(jié)參數(shù)和第三調(diào)節(jié)參數(shù)。

24、可選地，所述特征融合模塊還用于：

25、獲取用于描述所述巖心薄片的結構完整性與三維分布的空間結構函數(shù)；

26、定義用于將所述多尺度圖像采集矩陣與所述空間結構函數(shù)進行空間對齊的聯(lián)合變換算子；

27、基于特征距離計算衰減因子，生成融合后的各圖像特征值；

28、根據(jù)所述各圖像特征值，生成所述特征融合矩陣。

29、可選地，所述第二函數(shù)構建模塊還用于：

30、根據(jù)所述參考點坐標，計算對應的空間衰減因子；

31、根據(jù)所述空間衰減因子、所述平滑系數(shù)和所述特征融合矩陣，確定所述拼接優(yōu)化函數(shù)。

32、可選地，所述完整性評估模塊還用于：

33、獲取所述巖心薄片的局部孔隙體積、連通路徑長度和裂縫密度；

34、根據(jù)所述巖心薄片的局部孔隙體積、連通路徑長度和裂縫密度，確定所述結構完整性度量函數(shù)。

35、可選地，所述三維圖像生成模塊還用于：

36、根據(jù)所述巖心薄片的關鍵特征點，以及所述距離衰減系數(shù)，確定對應的距離衰減因子；

37、根據(jù)所述距離衰減因子和所述拼接優(yōu)化函數(shù)計算的拼接優(yōu)化函數(shù)值，確定所述巖心薄片的三維可視化圖像。

38、本發(fā)明還提供一種地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析方法，所述方法包括：

39、獲取巖心薄片的多波段圖像，建立多尺度圖像采集矩陣；

40、利用梯度算子抑制噪聲并增強邊緣特征，結合特征點分布函數(shù)，構建三維空間結構函數(shù)；

41、對所述多尺度圖像采集矩陣和所述三維空間結構函數(shù)進行聯(lián)合變換，通過特征相似性度量計算融合權重，生成特征融合矩陣；

42、根據(jù)參考點坐標和平滑系數(shù)，定義拼接優(yōu)化函數(shù)并計算拼接優(yōu)化結果；

43、計算所述拼接優(yōu)化結果的梯度絕對值，結合結構完整性度量函數(shù)，評估所述巖心薄片的三維結構的連續(xù)性；

44、基于完整性評估函數(shù)的梯度方向，動態(tài)調(diào)整學習率和時間衰減系數(shù)，更新圖像參數(shù)直至收斂；

45、選取所述巖心薄片的關鍵特征點，通過空間距離衰減系數(shù)生成所述巖心薄片的三維可視化圖像。

46、此外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種電子設備，包括：存儲器，用于存儲計算機軟件程序；處理器，用于讀取并執(zhí)行所述計算機軟件程序，進而實現(xiàn)如上文所述的一種地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析方法。

47、此外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質，所述存儲介質中存儲有計算機軟件程序，所述計算機軟件程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上文所述的一種地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析方法。

48、本發(fā)明的有益效果是：

49、（1）本發(fā)明通過建立多尺度圖像采集矩陣，有效整合局部視野內(nèi)不同尺度與波段的圖像信息，形成連續(xù)、完整的巖心圖像集合，為后續(xù)結構分析與三維建模提供高質量原始數(shù)據(jù)支持，顯著提升了薄片圖像的空間覆蓋范圍。

50、（2）本發(fā)明通過空間結構重建函數(shù)，不僅考慮圖像整體信息（通過積分項），還引入顯式特征點分布，通過梯度調(diào)控機制有效重建微觀結構形態(tài)，克服了傳統(tǒng)方法僅依賴圖像分割或紋理判斷的局限，提升了三維重建精度與魯棒性。

51、（3）本發(fā)明通過構建特征融合矩陣，將圖像特征與結構信息聯(lián)合編碼，并引入特征距離與權重調(diào)控機制，進一步增強了關鍵構造、礦物邊界、裂縫特征的對比度，有助于實現(xiàn)更加精準的結構識別與分類分析。

技術特征：

1.一種地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)，其特征在于，所述矩陣構建模塊還用于：

3.根據(jù)權利要求2所述的地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)，其特征在于，所述多尺度圖像采集矩陣表示為：

4.根據(jù)權利要求3所述的地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)，其特征在于，所述第一函數(shù)構建模塊還用于：

5.根據(jù)權利要求4所述的地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)，其特征在于，所述空間構建函數(shù)表示為：

6.根據(jù)權利要求5所述的地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)，其特征在于，所述特征融合模塊還用于：

7.根據(jù)權利要求6所述的地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)，其特征在于，所述第二函數(shù)構建模塊還用于：

8.根據(jù)權利要求7所述的地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)，其特征在于，所述完整性評估模塊還用于：

9.根據(jù)權利要求7中所述的地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)，其特征在于，所述三維圖像生成模塊還用于：

10.一種地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析方法，其特征在于，所述方法包括：

技術總結
本發(fā)明涉及一種地質巖心分析全視域數(shù)字薄片分析系統(tǒng)及方法，涉及地質勘查技術領域，系統(tǒng)包括：矩陣構建模塊，用于獲取巖心薄片的多波段圖像，建立多尺度圖像采集矩陣；第一函數(shù)構建模塊，用于構建三維空間結構函數(shù)；特征融合模塊，用于生成特征融合矩陣；第二函數(shù)構建模塊，用于定義拼接優(yōu)化函數(shù)并計算拼接優(yōu)化結果；完整性評估模塊，用于評估巖心薄片的三維結構的連續(xù)性；圖像更新模塊，用于基于完整性評估函數(shù)的梯度方向，動態(tài)調(diào)整學習率和時間衰減系數(shù)，更新圖像參數(shù)直至收斂；三維圖像生成模塊，用于選取巖心薄片的關鍵特征點，通過空間距離衰減系數(shù)生成巖心薄片的三維可視化圖像。本系統(tǒng)能夠能夠提升數(shù)字薄片分析的準確性。

技術研發(fā)人員：文府,黎朝,朱佳鑫,唐權銀,尹海燕,胥杰
受保護的技術使用者：四川菲爾檢測技術有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15