地质构造解析是分析和解释地质体构造规律和演化特征的方法,地质图作为解析工作的基础资料,可解析出丰富的地质构造信息。在地质图上,不同的地质构造结构具有特定的图形特征,通过对图形特征的判读,能够实现地质构造的识别、解析、推演。通过对地质图上地质对象的建模,及对地质构造对应的图形结构的形式化表达,可进一步实现基于模式与规则的地质构造自动识别与解析。ARG模型(Attribute Relationship Graph)是一种简明、直观的建模方式,常用于空间场景的建模与查询。利用ARG建模方法对地质图上的地质要素进行形式化表达,将地质构造规范化为“对象-属性-关系”集合,以实现高效自动的地质构造识别与解析。本研究针对区域中尺度地质构造类型,利用ARG方法对地质对象、地质构造等实现结构化建模。分别定义了常见地质构造类型及其组合形式的结构模式,阐述了不同构造或构造组合类型对应的建模方法、解析流程。此外,定义了断层构造交切关系的推演模型,实现断层构造时序推演。最后完成了原型系统的设计与实现。论文主要研究内容与结论如下:(1)基于模式与规则推理的地质构造类型的自动识别与解析。本研究分析了断层、褶皱等中小型地质构造类型的结构特征,提出了基于时空关系表达地质构造特征的思路。在利用时空关系ARG模型对地质数据进行结构化存储的前提下,以模式结合规则的动态匹配方法,实现基于平面地质图的地质构造信息识别与解析。(2)基于规则推理的地质构造组合类型的识别与解析。本研究针对常见的平面构造组合形式,首先,对地质构造进行单元划分;其次,针对识别得到的断层、褶皱等地质构造,建立空间关系ARG模型;继而,进一步研究地质构造组合的结构特征,以构造组成规则及构造集合组成规则进行推理,识别提取出模型中的地质构造组合。(3)基于ARG模型消减的地质构造推演与桑基图表达。以断层地质构造为研究对象,将断层交切特征转为空间关系ARG模型,在此基础上解析出断层对象间的时间关系,得到断层时序推演模型。然后,通过模型消减,由新到老逆推断层形成时序,并以桑基图的形式表达断层演化过程。(4)地质构造识别与解析系统实现。系统对上述研究成果进行了设计与实现,系统主要包括褶皱构造识别模块、断层构造识别模块、单斜构造识别模块、断层组合识别模块、褶皱组合识别模块和构造时序推演模块。本文研究的ARG建模方法,以提炼地质图中的时空关系为切入点,根据不同的地质构造判读知识,实现在地质ARG模型上对特定地质构造及构造组合进行识别与解析的目的。同时,利用ARG方法实现断层构造的时序推演。本方法具有可复用性、可控性等特点,实现了基于平面地质图的地质构造自动识别与解析,提高了地质构造判读与解析工作的效率。在地质研究工作中,一定程度上替代了人工作业,为高效的地质构造解析、三维建模等工作提供了支持。