[发明专利]空间地质数据非结构化模式的拓扑发现方法

权利要求书

1.一种空间地质数据非结构化模式的拓扑发现方法，主要是指发现空间地质数据中的几何元素及其之间的拓扑关系，包括以下步骤：

步骤A：读取空间地质数据，对提取的点云进行拓扑核心关系生成；

步骤B：基于拓扑核心关系并根据地质应用实际情况及算法设计，进行拓扑动态关系搜索；

步骤C：进行拓扑错误关系修正，包括重合性错误发现与修正、相交性错误发现与修正、闭合性错误发现与修正。

2.根据权利要求1所述的空间地质数据非结构化模式的拓扑发现方法，其特征在于：所述的拓扑核心关系生成包括以下步骤：

步骤A1：区分空间地质数据来源，如果数据为钻孔、剖面、等值线、地质图，执行步骤A2；如果数据来自3DMAX、GOCAD异构系统，直接转入步骤A4；

步骤A2：对空间地质数据进行属性识别分类，提取属性相同的顶点集合，形成空间点云群P₁,…,P_n；对于每个点云集合P_i(i=1,2,…,n),分别向±XY、±XZ、±YZ六个方向进行聚类分割投影运算，构成六个子集，即                                                ，但允许；

步骤A3：根据属性特征，确定组成多边形Pgn的边数或顶点个数，对于每个P_ij集合，采用生长法连接空间点云，建立一个多边形及其与边或顶点的拓扑关系，之后转步骤A5；

步骤A4：导入异构系统数据，通过接口转换工具，对数据执行提取、转换、融合操作，得到网格数据；

步骤A5：通过上述操作可以获得一个由多边形组成的曲面S_ij，根据地质体的具体特征，如区内存在断层、地层尖灭、侵入岩、透镜体、巷道、溶洞自然现象或人工开采情况，则曲面S_ij需要通过曲面相交计算、边界跟踪，以提取相应的子面S_ij1，…, S_ijr，其中，S_ijk的面积≤S_ij的面积（k=1,…,r）；

步骤A6：建立一个多级曲面索引指针MIP，记录S_ij及其S_ij1，…, S_ijr之间的父子关系；

步骤A7：设定一个待处理的地质体G，将地质体G分割为N个块体B_i，则；对于每个块体B_i，它由有限个m曲面闭合构成，即；对于每个B_i，通过广度搜索遍历MIP算法，发现构成B_i的所有曲面Sur_ij，并建立相应RTree树，保存多边形-曲面-实体之间的拓扑关系。

3.根据权利要求2所述的空间地质数据非结构化模式的拓扑发现方法，其特征在于：所述的生长法是以点集中任一点为起点，在空间数据场中先构成第一个多边形，然后以该多边形为基面向外扩展生成新多边形，迭代上述过程，直至点集中的全部离散点均已连接为止。

4.根据权利要求1所述的空间地质数据非结构化模式的拓扑发现方法，其特征在于：所述的拓扑动态关系搜索包括以下步骤：

步骤B1：根据地质应用实际情况及算法设计，通过调用接口函数，动态搜索相应的拓扑关系；

步骤B2：设计一个存储选择的接口工具，判断是否进行存储操作；如果选择存储操作，则将步骤B1拓扑动态关系搜索的结果保存于数据库或文件系统中；否则，释放占用的内存空间。

5.根据权利要求4所述的空间地质数据非结构化模式的拓扑发现方法，其特征在于：所述的拓扑关系分类如下：

11.顶点-边、12.顶点-多边形、13.顶点-体，以确定顶点可连接的多条边、多个多边形以及顶点在体的表面上、在体内或在体外；

21.边-多边形、22.边-体，以确定边可连接多少有序多边形、边与体表面的相交关系；

31.多边形-多边形、32.多边形-曲面、33.多边形-体，以确定多边形之间的相邻关系、以及多边形可被多个曲面或体共享或相交；

41.曲面-曲面、42.曲面-体，以确定曲面相邻关系、以及曲面为体的顶板、底板或边界面；

51.体-体，以确定体及其关联体之间的相邻、相交、包含关系。

6.根据权利要求1所述的空间地质数据非结构化模式的拓扑发现方法，其特征在于：所述的重合性错误发现与修正主要发现模型中存在的点重合、边重合、多边形重合，并进行修正；相交性错误发现与修正主要发现边-边、边-多边形、多边形-多边形自交和相交关系错误，并进行合理修正；闭合性错误发现与修正主要发现边界、边界面、边界体是否形成空间闭合区域，并进行闭合修正。