[发明专利]一种基于三维地形的地质堆积体快速拟合建模方法

说明书

本发明涉及一种根据地质勘测数据进行计算机地质建模、模拟和分析的方法，其公开了一种基于三维地形的地质堆积体快速拟合建模方法，用以根据野外地质勘测获得的地质堆积体信息进行计算机处理、重构堆积体模型。该方法包括以下步骤：A、在三维地形实景中标记地质堆积体的地表出露范围；B、指定深度控制点，给予其距离地表的预测深度；C、在多段线内部构建插值点，形成Delaunay划分网格面；D、针对网格面中的每一个节点，计算其深度；E、将网格曲面展示到三维地形实景之中，形成地质堆积体的下包络曲面，并获得堆积体实体。该方法能够在野外现场快速实时推求地质堆积体的分布、形状、分界面等地质信息，为工程地质现场勘探提供重要参考信息与快速建模工具。

技术领域

本发明涉及一种根据地质勘测数据进行计算机地质建模、模拟和分析的方法，特别涉及一种基于三维地形的地质堆积体快速拟合建模方法。

背景技术

工程地质野外勘探过程中，地表堆积体的绘制和记录是地质填图的重要工作。准确记录并分析地质堆积体，能够对区域地质的分布情况做出完整的描述，并对地质灾害的预测。传统的地质勘测手段仅能通过地质堆积体的地表出露边界估算堆积体范围，通过少许采样点预测堆积体地下分布情况。预测结果的准确性很大程度上取决于地质工作者的经验，所获取的地质信息和构建的地质模型很难被用于工程地质三维综合分析之中。

Delaunay三角化平面^[1,2]是均分曲面的主要方法；而非均匀有理B样条(NURBS)和不规则三角网(TIN)则是曲面建模的主要方法[3,4]，因此，基于以上情况和研究，本发明通过建立地面三角网，提出了一种基于三维地形的地质堆积体快速拟合建模方法。

参考文献：

[1]鲁才，李林超，胡光岷.基于矢量闭合的三维建模方法[P].发明专利ZL201410449265.X，2014

[2]王颀，赵洲，孙健等。一种基于大规模地震数据的三维地质曲面重建方法[P].发明专利ZL201610397592.4，2016

[3]钟登华，李明超，刘杰等。水利水电工程地质信息的三维统一模型构建方法[P].发明专利ZL200610013425.1，2006

[4]李明超，钟登华，秦朝霞，等.基于三维地质模型的工程岩体结构精细数值建模[J]，岩石力学与工程学报,2007,26(9):1893-1898

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于三维地形的地质堆积体快速拟合建模方法，用以根据野外地质勘测获得的地质堆积体信息进行计算机处理、重构堆积体模型。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：

一种基于三维地形的地质堆积体快速拟合建模方法，包括以下步骤：

步骤A、根据野外地质现场测绘，在三维地形实景中标记地质堆积体的地表出露范围，以封闭多段线表示；

步骤B、指定封闭多段线内部的深度控制点，给予其距离地表的预测深度；

步骤C、在多段线内部构建插值点，形成Delaunay划分网格面；

步骤D、针对网格面中的每一个节点，根据以下规则计算其深度：堆积体边界处的深度为0，内部指定点处的深度为给定值；其余节点根据其与边界和每个指定点处的距离插值计算出对应深度；插值完成后的网格面从边界到内部指定点处渐进加深，形成平滑下凹曲面；

步骤E、将网格曲面展示到三维地形实景之中，形成地质堆积体的下包络曲面，并获得堆积体实体。

作为进一步优化，步骤A中的三维地形实景，是工程地质野外编录区域所对应的带实景贴图的三维地形模型，其是由陆摄或航摄手段获取的影像和高程数据叠加处理形成的能够准确表征野外地形环境的三维数字场景。