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基于BP神经网络与数学形态学的彩色地质图面要素信息智能提取

刘苏庆, 陈建平, 徐彬, 李诗, 张亚光, 姚燕军

刘苏庆, 陈建平, 徐彬, 李诗, 张亚光, 姚燕军. 2020: 基于BP神经网络与数学形态学的彩色地质图面要素信息智能提取. 地质通报, 39(7): 1104-1114.
引用本文: 刘苏庆, 陈建平, 徐彬, 李诗, 张亚光, 姚燕军. 2020: 基于BP神经网络与数学形态学的彩色地质图面要素信息智能提取. 地质通报, 39(7): 1104-1114.
LIU Suqing, CHEN Jianping, XU Bin, LI Shi, ZHANG Yaguang, YAO Yanjun. 2020: Intelligent extraction of area element information from colored geological map on the basis of BP neural network and mathematical morphology. Geological Bulletin of China, 39(7): 1104-1114.
Citation: LIU Suqing, CHEN Jianping, XU Bin, LI Shi, ZHANG Yaguang, YAO Yanjun. 2020: Intelligent extraction of area element information from colored geological map on the basis of BP neural network and mathematical morphology. Geological Bulletin of China, 39(7): 1104-1114.

基于BP神经网络与数学形态学的彩色地质图面要素信息智能提取

基金项目: 

科技部深地资源勘查开采专项《深部成矿地质异常定量预测方法与模型》 2017YFC0601502

详细信息
    作者简介:

    刘苏庆(1995-), 男, 在读硕士生, 从事地质大数据研究。E-mail:839045255@qq.com

    通讯作者:

    陈建平(1959-), 男, 教授, 博士生导师, 从事矿产普查与勘探研究。E-mail:3s@cugb.edu.cn

  • 中图分类号: P628

Intelligent extraction of area element information from colored geological map on the basis of BP neural network and mathematical morphology

  • 摘要:

    地质图是一个区域地质研究的重要成果,也是前人留下的宝贵资料,更融合了地质专家的丰富知识。本研究的目的是通过新的思路将彩色地质图信息提取出来,使其结果能直接进行数据分析,并用于决策和分析。以机器学习为指导,在分析半结构化(栅格)地质图特征的基础上,根据图例信息,提出一种彩色地质图信息提取新思路,对彩色地质图进行分层信息提取,并结合数学形态学和多层前向反馈式神经网络,探索半结构化数据转换为结构数据的有效技术方法。利用图像信息提取技术将半结构化地质图转化为结构化数据,可用于成矿预测等研究。这一变化将改变传统地质数据的结构,地质研究的信息基础和来源将会增加,对于获取更多的数据源和信息源,进一步开展地质分析研究具有重要意义。

    Abstract:

    As an important result of regional geological research geological map not only belongs to the valuable information left by the previous researchers but also integrates the rich knowledgeof geological experts.The purpose of this study is to extract the color geological map information through new ideas, so that the results can be directly used for data analysis and used for decision-making and analysis. Guided by machine learning and based on the analysis of the characteristics of semi-structured grid geological maps this paper proposes a new idea for extracting the information of colored geological map according to the legend information and exploring the effective technology method for transforming semi-structured data into structured data in combination with mathematical morphology and multilayer feed forward neural network. Therefore the semi-structured geological map can be transformed into structured data available for metallogenic prediction and other researches with the help of image information extraction technology.This innovation will change the structure of traditional geological data and increase the information base and source for geological research therefore it is of important significance to obtain more data sources and information sources and to further carry out geological analysis and research.

  • 图  1   半结构化地质图图像预处理流程图

    Figure  1.   Flow chart for the image preprocessing of semi-structured geological map

    图  2   图像几何校正示意图

    a—校正前;b—校正后

    Figure  2.   Schematic diagram for the geometric correction of image

    图  3   金山镇地质图的几何校正

    a—几何校正前的地质图;b—几何校正后的地质图

    Figure  3.   Geometric correction of geological map in Jinshan Town

    图  4   金山镇地质图主图区域的定位

    a—原图;b—主图区域

    Figure  4.   Localization of the main map area of geological map in Jinshan Town

    图  5   冈底斯中南段地质图主图区域的定位

    a—原图;b—主图区域

    Figure  5.   Localization of the main map area of geological map in middle-south segment of Gangdise

    图  6   面要素信息提取的流程图

    Figure  6.   Flow chart for the extraction of area element information

    图  7   腐蚀的示意图

    Figure  7.   Schematic diagram of erosion operation

    图  8   膨胀的示意图

    Figure  8.   Schematic diagram of dilation operation

    图  9   闭运算

    Figure  9.   Closing operation

    图  10   具有Sigmoid函数阈限的典型神经元节点

    Figure  10.   Typical neuron nodes with Sigmoid function threshold

    图  11   BP网络拓扑结构

    Figure  11.   Topologic structure of BP network

    图  12   白色区域修复示意图

    Figure  12.   Schematic diagrams showing the repair of white areas

    图  13   13种面要素信息提取结果

    Figure  13.   Extraction result of 13 area element information

    图  14   19种面要素信息提取结果

    Figure  14.   Extraction result of 19 area element information

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图(14)
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-07-15
  • 修回日期:  2019-12-01
  • 网络出版日期:  2023-08-15
  • 刊出日期:  2020-06-30

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