“复杂地质模型三维自动重构”研究领域取得新进展

   近日，国际著名期刊《Hydrology and Earth System Sciences》（T1）刊出了我校计算机学院刘刚教授团队在复杂地质模型三维自动重构领域取得的成果——Locality-based 3-D multiple-point statistics reconstruction using 2-D geological cross sections。

地质体及地质结构的三维可视化表征可以提供对地下地质现象及构造更加真实、直观的描述。多点地质统计随机建模方法已经成为复杂地质现象描述与模拟领域的一个重要分支，其基本理论的发展以及各种算法的提出为各向异性的地下复杂地质结构的三维重建和定量分析提供了技术支撑。但是，面对实际的三维地质建模实践，尤其针对各向异性的复杂地质结构建模，获得一个完整、可靠的用于多点地质统计随机模拟的三维训练图像非常困难，而且其可靠性难以评估。这使得传统的多点地质统计随机模拟方法在复杂地质结构三维重建中受到限制。

我校刘刚教授团队和瑞士洛桑大学Gregoire Mariethoz教授团队针对三维训练图像难以获取的挑战，提出了一种基于局部搜索策略的多点地质统计三维地质模型自动重构方法。该方法使用地质工作中易于获得的二维交错剖面代替完整的三维训练图像，从而使得多点地质统计信息的获取不再搜索整个三维建模空间，大大提升了计算效率；同时这种局部的搜索策略也在一定程度上降低了实际地质剖面数据中空间模式非平稳性的影响。另外，提出了一种新的概率融合策略：通过两种概率融合公式及其组合策略的使用，使得最终重构结果能够同时兼顾三个正交方向上的多点地质统计特征，从而保证了对各个方向上空间模式连通性的重构能力。通过引入一种基于多重网格的邻域自适应选择方法，在一定程度上减缓了已有多点地质统计随机模拟方法中邻域的选择与对不同尺度空间模式的重构能力之间的矛盾。大量实验结果证明了该方法在复杂地质结构三维重构能力和计算效率上的优势。

该项研究成果是在国家自然科学基金（U1711267，41172300）的支持下完成的。论文第一作者为我校2014级博士生陈麒玉，陈麒玉博士曾于2016年12月至2017年12月在学校“研究生国际合作交流基金”项目和导师刘刚教授的共同资助下前往瑞士洛桑大学联合培养一年，于今年6月博士毕业并留校工作，现为我校计算机学院特任副教授。

论文链接：

https://www.hydrol-earth-syst-sci.net/22/6547/2018/

Chen, Q., Mariethoz, G., Liu, G., Comunian, A., and Ma, X.: Locality-based 3-D multiple-point statistics reconstruction using 2-D geological cross sections, Hydrol. Earth Syst. Sci., 22, 6547-6566, https://doi.org/10.5194/hess-22-6547-2018, 2018.