电子科技大学：《地学人工智能专题研讨 Artificial Intelligence in Geosciences》课程教学资源（课件讲稿）基于知识图谱的智能三维构造建模

基于知识图谱的智能三维构造建模

基于知识图谱的智能三维构造建模

引言一一李四光精神 1956 李四光，(1889-1971) 字仲拱，原名李仲揆，湖北黄 冈人，蒙古族，地质学家、教育家、 音乐家、社会活动 家。是中国地质力学的创立者、中国现代地球科学和地 质工作的主要领导人和奠基人之一 1949年前由于旧中国历史条件的限制，他侧重地质基础学科的研究，他深入 实地考察发现了中国第四纪冰川存在的大量证据，推翻了外国人认为中国 不存在第四纪冰川的断言；他用力学观，点研究地壳构造和地壳运动规律， 把力学理论引进到地质学的研究中，建立了地质学中的一个新的理论体系 地质力学

 李四光，（1889-1971）字仲拱，原名李仲揆，湖北黄 冈人，蒙古族，地质学家、教育家、音乐家、社会活动 家。是中国地质力学的创立者、中国现代地球科学和地 质工作的主要领导人和奠基人之一 1949年前由于旧中国历史条件的限制，他侧重地质基础学科的研究，他深入 实地考察发现了中国第四纪冰川存在的大量证据，推翻了外国人认为中国 不存在第四纪冰川的断言；他用力学观点研究地壳构造和地壳运动规律， 把力学理论引进到地质学的研究中，建立了地质学中的一个新的理论体系 ——地质力学 引言——李四光精神

引言一一李四光精神 /966 1948年李四光与夫人受邀前往英国参加第18界国际 地质学会，在得知沈阳解放后他迫不及待地希望回 到中国，为新中国的建设贡献余生。但回国的行程 遭到了英国政府的阻挠，经过一年多的抗争，李四 光终于踏上了祖国的土地。 1949年后，李四光在继续重视基础研究的同时，根据国家需要集中精力，积 极开拓应用研究领域。1955年李四光临危受命，被任命为国家原子能委员会 副主任，主持“铀矿床”的勘探工作，在他的指导下中国陆续发现了储量 丰富的铀矿床

1948年李四光与夫人受邀前往英国参加第18界国际 地质学会，在得知沈阳解放后他迫不及待地希望回 到中国，为新中国的建设贡献余生。但回国的行程 遭到了英国政府的阻挠，经过一年多的抗争，李四 光终于踏上了祖国的土地。 1949年后，李四光在继续重视基础研究的同时，根据国家需要集中精力，积 极开拓应用研究领域。1955年李四光临危受命，被任命为国家原子能委员会 副主任，主持“铀矿床”的勘探工作，在他的指导下中国陆续发现了储量 丰富的铀矿床 引言——李四光精神

引言一一李四光精神 /966 新中国的建设需要石油，但当时的国外权咸专家一致认为中国是个“贪油 的国家，李四光用自创的地质力学研究地壳运动探索地质运动与矿产分 布规律预测出新华夏构造体系三个沉降带存有石油，在李四光的领导下， 松辽平原、华北平原开始了大规模的石油普查，先后发现了大庆、胜利、 大港、华北、江汉等油田。 1966年邢台发生了强震之后，李四光深感地震灾害对国家和人民生命财产造 成的损失之严重，在他生命最后的几年里，用了很大的精力投入了地震的 预测、预报研究工作。对河间、渤海湾和唐山等地区孕育发生地震的可能 性，提出过一些预测性的意见，后来证明是正确的，可惜这项工作他没有 来得及深入总结，就与世长辞

新中国的建设需要石油，但当时的国外权威专家一致认为中国是个“贫油 ”的国家，李四光用自创的地质力学研究地壳运动探索地质运动与矿产分 布规律预测出新华夏构造体系三个沉降带存有石油，在李四光的领导下， 松辽平原、华北平原开始了大规模的石油普查，先后发现了大庆、胜利、 大港、华北、江汉等油田。 1966年邢台发生了强震之后，李四光深感地震灾害对国家和人民生命财产造 成的损失之严重，在他生命最后的几年里，用了很大的精力投入了地震的 预测、预报研究工作。对河间、渤海湾和唐山等地区孕育发生地震的可能 性，提出过一些预测性的意见，后来证明是正确的，可惜这项工作他没有 来得及深入总结，就与世长辞 引言——李四光精神

引言一一李四光精神 1956 较是炎黄子孙， 理所当然地要把学到的知积 全部春献给名系爱的祖国 李四光

引言——李四光精神

引言一一李四光精神 /966 失志不移的爱国情怀 求真务实的科学品格 强烈执着的创新意识

引言——李四光精神 矢志不移的爱国情怀 求真务实的科学品格 强烈执着的创新意识

引言一一构造建模方法 966 必传统方法 首先对原始构造解释数据进行插值，分别重建层位和断层面，然后对相交面进行裁剪 ，形成闭合的地质块 缺点：实际工程中数据的密度和精度往往难以满足直接构建精确模型的要求；数据驱 动方法建立的模型可能违反地质规律或者与构造解释专家的认知不一致 $构造建模方法 引入多源数据、合理性约束和局部拓扑以提高传统建模方法的稳定性。约束的引入可 以在一定程度上提高建模过程的稳定性和模型的质量。 缺点：由于数据获取的困难、地质规律的限制、构造解释的不足，不可避免地要手动 修改模型。整个过程对于交互编辑来说是劳动密集型的，在每次编辑操作之后，需要 做另一个完整的建模工作流来生成新的模型

引言——构造建模方法 传统方法 首先对原始构造解释数据进行插值，分别重建层位和断层面，然后对相交面进行裁剪 ，形成闭合的地质块 缺点：实际工程中数据的密度和精度往往难以满足直接构建精确模型的要求；数据驱 动方法建立的模型可能违反地质规律或者与构造解释专家的认知不一致 构造建模方法 引入多源数据、合理性约束和局部拓扑以提高传统建模方法的稳定性。约束的引入可 以在一定程度上提高建模过程的稳定性和模型的质量。 缺点：由于数据获取的困难、地质规律的限制、构造解释的不足，不可避免地要手动 修改模型。整个过程对于交互编辑来说是劳动密集型的，在每次编辑操作之后，需要 做另一个完整的建模工作流来生成新的模型

引言一一构造建模方法 966 冬基于知识图谱的三维构造建模 通过知识图从构造解释数据中获取地质对象实体及其空间关系的知识，然后通过手工 编辑知识图将人类的认知和经验引入建模过程。调整后的知识图在模型建立之前确定 了模型的拓扑结构，并作为建模过程的先验约束 Structural interpretation data Extract geological objects and their spatial relationships from input data Represent the extracted information by Get the knowledge knowledge gaph graph of the model Is it consistent with the cognition from structural interpretation experts? No Manually edit the Yes knowledge graph Estimate the borderlines of geological surfaces according to the knowledge graph Transform the knowledge into Calculate the reliability of the borderlines geometric constraints for geological surfaces Modify the raw structural interpretation data and borderlines Reconstruct geological surfaces Build the 3D Build sealed geological bodies structural model 3D structural model

引言——构造建模方法 基于知识图谱的三维构造建模 通过知识图从构造解释数据中获取地质对象实体及其空间关系的知识，然后通过手工 编辑知识图将人类的认知和经验引入建模过程。调整后的知识图在模型建立之前确定 了模型的拓扑结构，并作为建模过程的先验约束

概要 /966 结构模型的知识图谱 >知识图谱的框架 >知识图谱的表征形式 >知识图谱的获取方式

结构模型的知识图谱 知识图谱的框架 知识图谱的表征形式 知识图谱的获取方式 概要

知识图谱的框架 956 冬定义 >对象 地质对象包括地质体、地质面、边界线和线的交点 >关系 地质对象的空间关系 >属性 对象和关系的属性

知识图谱的框架 定义 对象 地质对象包括地质体、地质面、边界线和线的交点 关系 地质对象的空间关系 属性 对象和关系的属性