基于无监督机器学习的地质断层识别与深度估算
电子技术应用
刘顺强
中化地质矿山总局湖北地质勘查院
摘要: 为解决Werner反卷积解在地质构造深度估计中结果不确定性的问题,采用无监督机器学习K-means聚类算法对Werner解进行优化分析。通过构建包含两个岩墙体的合成磁场模型进行测试,并添加随机噪声增加复杂性。将合成数据和实际数据的Werner解分别输入聚类算法进行分析,结果表明,该算法在合成模型中准确识别出两个深度分别为5 m和8 m的地质体,在实际数据中识别出三个深度分别为536 m、635 m和530 m的地质体,与该区域前期勘探结果相符。研究证实,该算法不仅能有效确定地质体的数量,还能准确估算其深度位置,即使在存在噪声的情况下依然表现稳定。
中图分类号:P631.4 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256258
中文引用格式: 刘顺强. 基于无监督机器学习的地质断层识别与深度估算[J]. 电子技术应用,2025,51(9):44-49.
英文引用格式: Liu Shunqiang. Geological fault identification and depth estimation based on unsupervised machine learning[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(9):44-49.
中文引用格式: 刘顺强. 基于无监督机器学习的地质断层识别与深度估算[J]. 电子技术应用,2025,51(9):44-49.
英文引用格式: Liu Shunqiang. Geological fault identification and depth estimation based on unsupervised machine learning[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(9):44-49.
Geological fault identification and depth estimation based on unsupervised machine learning
Liu Shunqiang
Hubei Geological Prospecting Institute of CCGMB
Abstract: To address the uncertainty of Werner deconvolution results in geological structure depth estimation, the K-means clustering algorithm in unsupervised machine learning was applied for optimized analysis of Werner solutions. A synthetic magnetic field model containing two dike-like bodies was constructed and tested, with random noise added to increase complexity. Werner solutions from both synthetic and actual data were analyzed using the clustering algorithm. The results showed that the algorithm accurately identified two geological bodies with depths of 5 m and 8 m in the synthetic model and three bodies with depths of 536 m, 635 m, and 530 m in actual data, consistent with previous exploration findings in the region. The study demonstrated that this algorithm effectively determined the number of geological bodies and accurately estimated their depths, maintaining stability even with noise.
Key words : Werner deconvolution;depth estimation;K-means clustering;geological structure;unsupervised learning
引言
随着地球物理数据采集技术的进步,地磁勘探在地质深度估计和结构识别中发挥了重要作用[1-3]。近年来,人工智能和机器学习技术的快速发展,使得这些方法在地质数据解译中应用日益广泛[4-8]。例如,Sun等[9]提出的AI模型能有效处理大规模地质数据,提高地球系统科学的研究效率;Gobashy和Abdelazeem[10]基于元启发式算法的研究表明,机器学习在地球物理数据的非线性问题处理中具有优势;Reichstein等[11]通过结合深度学习与物理模型,实现了多维地质数据的高精度解译;而Guo等[12]则利用深度学习方法反演三维地质结构,显著提升了地磁数据的检测精度。
然而,传统的Werner反卷积方法在处理复杂地磁数据、尤其是含噪数据时,难以精确识别地质体的位置和数量。为此,本文提出一种改进方法,将K-means聚类技术应用于Werner反卷积生成的数据集,通过聚类分析更精确地识别地质体的深度和分布。这一方法不仅提高了解译精度,也克服了传统方法在复杂地质结构处理中的局限性。
本文详细内容请下载:
https://www.chinaaet.com/resource/share/2000006686
作者信息:
刘顺强
(中化地质矿山总局湖北地质勘查院,湖北 武汉 430070)

此内容为AET网站原创,未经授权禁止转载。
