[发明专利]一种基于灰度匹配的自动化火成岩分类方法

说明书

本发明公开了一种基于灰度匹配的自动化火成岩分类方法，具体包括步骤为：基于QAPF图版，生成灰度图像；基于火成岩矿物含量，生成投点坐标；基于哈希表集合与投点处灰度值，快速获取火成岩分类命名。本发明能在火成岩QAPF等标准灰度图图版的基础上，通过火成岩矿物成分投点、投点位置灰度值获取、基于哈希表集合快速获取火成岩名称等环节，快速实现火成岩的自动化分类命名。本发明与现有技术相比，算法复杂度较低，且解决了图版边界线上火成岩的种类分类问题。

技术领域

本发明涉及岩石学领域，特别是一种基于火成岩QAPF图版灰度匹配的自动化火成岩分类方法。

背景技术

随着对火成岩地区区域地质调查工作的不断深入和发展,在全球性火成岩综合研究以及全球性岩石数据库建库等工作中，火成岩的分类命名统一问题一直被世界各国地质学家关注。国际地质科学联合会(IUGS)火山岩系统学小组委员会在1974年提出了一套QAPF火成岩分类系统(quartz(Q),Alkali feldspars(A),plagioclase feldspars(P),andfeldspars(F))，目前该方案已经被世界各地的地质学家接受，并在国际上得到了广泛使用。

在火成岩分类命名工作中,传统基于QAPF图版的手工投点方法，存在投点不够精确及自动化程度不高等问题。为解决这一问题，中国地质大学魏惠珊研究了一种火成岩分类图自动化分类命名的方法(参见《火成岩分类命名自动处理系统及其应用》，魏惠珊，中国地质大学(北京)硕士学位论文，2007)，其研究思路为：在矢量化QAPF图版的基础上，基于判断点是否在多边形内部的算法自动化判断投点所在区域。该方法虽提高了火成岩分类的自动化程度，但判断投点区域的算法复杂度较高，且未能有效解决投点在图版边界线上时的命名问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于灰度匹配的自动化火成岩分类方法，该火成岩分类方法直接在火成岩QAPF灰度图图版的基础上，通过基于火成岩矿物成分的投点位置获取、投点位置灰度值获取、基于哈希表集合快速获取火成岩名称等环节，可快速实现火成岩的自动化分类命名，且基于面积优先原则，有效解决了投点在图版边界线上时的火成岩命名问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于灰度匹配的自动化火成岩分类方法，包括如下步骤。

步骤1，基于标准分类图版的灰度图像生成：将标准分类图版进行预处理，形成灰度图像，具体过程包括如下步骤。

步骤11，分类图矢量化：使用矢量数据编辑软件，基于标准QAPF分类图版创建面状图层PolygonLayer。

步骤12，区域灰度赋值：根据下述公式(1)，对步骤1创建的面状图层PolygonLayer中各火成岩的分区要素进行灰度计算，并按计算的灰度值对相应区域进行灰度赋值填充；区域灰度赋值填充完成后，得到灰度图像I。

其中，GV为灰度值；Fid为面状图层PolygonLayer中不同分区要素的字段值，且Fid＝{0,1,…,N}；N为面状图层PolygonLayer的分区要素数；为下取整函数；

步骤13，生成灰度值-火成岩名称对照表：将步骤12计算的灰度值与面状图层PolygonLayer中对应区域的火成岩名称相对应，形成灰度值-火成岩名称对照表；然后，将形成的火成岩的灰度值-火成岩名称对照表信息，存入哈希表容器H1中，其中边界灰度值记为255。

步骤14，生成灰度值-面积对照表：对步骤11创建的面状图层PolygonLayer中各火成岩的分区要素进行面积计算，并将计算的面积与对应区域的灰度值相对应，形成灰度值-面积对照表；然后，将形成的灰度值-面积对照表信息，存入哈希表容器H2中。

步骤2，基于矿物含量的投点坐标生成，具体包括如下四个步骤。