[发明专利]一种顾及褶皱的三维地质结构模型角点网格剖分方法

权利要求书

1.一种顾及褶皱的三维地质结构模型角点网格剖分方法，其特征在于包括以下步骤： 首先按空间轴向顺序依次获取地质结构模型的各层地层体模型，对于每层地层体模型，执 行步骤(1)至步骤(9)；

(1)平面格网划分：设置横向网格数目m和纵向网格数目n，根据地质结构模型在XOY平 面上的投影的最大边界矩形，根据横向网格数目m、纵向网格数目n以及地质结构模型的趋 势线对最大边界矩形进行平面网格划分，使划分的平面网格的横线和纵线分别与地质结构 模型的趋势线的方向和趋势线的垂直方向一致，相邻两条趋势线之间的网格数目相同；

(2)确定地层体模型的空间轴向：对于第i层地层体模型PHi，通过以下公式计算其上表 面或下表面的平均法线方向

F→=Σ1NskS×f→k]]>

其中，S为PHi曲面的表面积，即组成PHi曲面的所有三角面面积之和，s_k为第k个三角面 的面积，N为三角面的数目，表示PHi曲面的所有三角面中第k个三角面的法线方向的单 位向量，则最终求得的向量所表示的方向即为PHi的空间轴向；

(3)确定旋转变换矩阵：运用右手系坐标，将PHi的空间轴向表示为将通过旋转变换矩阵M旋转至YOZ平面，所述旋转变换矩阵M为：

其中，cosθ=ba2+b2,]]>sinθ=aa2+b2,]]>

(4)地层体模型旋转：按照旋转变换矩阵M，将PHi上的所有数据点进行旋转，则对于PHi 上的任一点P(x,y,z)，旋转后的点P′(x′,y′,z′)表示为(x′,y′,z′)＝(x,y,z)M；PHi旋转后 为PHi′；

(5)坐标投影：对m×n个平面网格点，依次进行垂直坐标投影，得到所有平面网格点与 PHi′的上表面或下表面的交点，即投影点，如果没有交点，则该投影点的Z坐标设置为无效 值，该投影点为无效的投影点，该投影点对应的原平面网格点无效；

(6)网格有效性判定：对m×n个平面网格点，依次取相邻4个平面网格点，如果4个平面 网格点均为有效值，则说明4个平面网格点构成的网格是有效的，否则为无效网格；

(7)确定各投影点位置的倾角等斜线：以行优先开始计算，过每一行第一个投影点p_u,1做上表面的垂线，其中u∈[1,m]，求取与下表面的交点p′_u,1，初始化p_u,1与p′_u,1的连线为投 影点p_u,1位置的倾角等斜线，对于其它任意一个有效的投影点p_u,v，v∈(1,n]，执行以下过 程：确定投影点p_u,v处的法线方向，获取投影点p_u,v-1位置的倾角等斜线与地层体模型PHi′的 下表面的交点p′_u,v-1，求取投影点p_u,v和交点p′_u,v-1的连线与投影点处法线的夹角α，从投影 点p_u,v和交点p′_u,v-1的连线处开始，以设置步长的旋转角ω求取与地层体模型PHi′下表面的 交点，总的旋转角度ω不超过2α，选取交点处法线与投影点p_u,v处法线最相近且距离最短的 交点p′_u,v，投影点p_u,v与该交点p′_u,v的连线为该投影点p_u,v位置的倾角等斜线；

(8)垂向格网划分：计算投影点p_u,v与交点p′_u,v之间的距离D，设PHi′的细分层数为t，则 投影点p_u,v处的垂向格网划分时每一步的生长距离d＝D/t，然后从投影点p_u,v开始沿着直线 p_u,vp′_u,v方向以距离d进行剖分，并依次记录新得到的点的空间坐标；对所有有效投影点执 行完毕得到PHi′垂向格网划分后，按顺序存储的所有空间点坐标；

(9)逆向旋转变换：该PHi′的所有垂向格网划分后的按顺序存储的所有空间点进行逆 矩阵变换，以还原地层的真实形态和网格点的真实坐标，其逆向旋转的变换矩阵表示为：