[发明专利]一种基于地震解释数据的地质体闭合曲面三维重建方法

权利要求书

1.一种基于地震解释数据的地质体闭合曲面三维重建方法，其特征在于对采样点十分稀疏的polygon离散点列重建出地质体的外表面模型，包括以下几个步骤：

步骤1：对输入数据离散点的XYZ坐标变化范围进行正则化处理，使离散点的XYZ坐标变化范围在同一数量级；

步骤2：利用B-样条拟合算法拟合正则化后的数据，再采用重采样的方法对拟合后的数据进行加密处理，得到加密处理后的点集数据；

步骤3：对加密后的点集数据创建离散点法向量场，选取局部邻域点集个数，由选取的局部邻域点集拟合局部平面，对局部邻接平面取平均，得局部邻接平面法向量均值即为离散点法向量；

步骤4：离散点法向量方向进行一致化处理，将全部离散点法向量方向处理成指向闭合体外侧；

步骤5：对一致化后的离散点法向量场求泊松方程得到指示函数，通过计算指示函数提取对应的等值面，初步得到重建的泊松曲面；

步骤6：利用拉普拉斯平滑、网格细分处理重建的泊松曲面；

步骤7：利用步骤1正则化处理的参数进行反正则化处理，使反正则化处理的结果返回步骤1输入数据所在坐标系下的坐标，地质体闭合曲面三维模型的重建完成。

2.如权利要求1所述的基于地震解释数据的地质体闭合曲面三维重建方法，其特征在于，所述步骤1具体有以下几个步骤：

步骤1.1：先求取数据离散点最小包围盒；

步骤1.2：由包围盒知包围盒XYZ坐标变化范围，根据包围盒XYZ坐标变化范围，对所有点坐标除以相应的变化范围；

步骤1.3：步骤1.2的结果再乘以一个振幅值，完成正则化处理。

3.如权利要求2所述的基于地震解释数据的地质体闭合曲面三维重建方法，其特征在于，振幅值默认为200。

4.如权利要求1所述的基于地震解释数据的地质体闭合曲面三维重建方法，其特征在于，所述步骤2重采样后点数相对于重采样前点数的倍数默认为2倍。

5.如权利要求1所述的基于地震解释数据的地质体闭合曲面三维重建方法，其特征在于，所述步骤3具体有以下几个步骤：

步骤3.1：用KNN算法获取离散点最近的K个邻点，用最小二乘逼近法计算拟合K个邻点及其邻接点集的局部邻接平面，然后求邻接平面法向量

步骤3.2：由局部邻接平面法向量均值求出顶点法向量

其中，i、j是整数，i＞0用于标记点集数据中的点，v_i是其中的任意一点，称为顶点，0＜j≤k用于标记第i个点数据的K近邻域区域中的点，p_i，j是K近邻域中的任意一点，f_i，j是v_i点与p_i，j点构成的局部邻接平面，d为v_i点到坐标原点的距离，θ是高斯权重函数，它以每个p_i，j点在三维坐标平面上的投影点p_0，j的距离为参数，符合||p_i，j-p_0，j||表示p_i，j点与p_0，j点之间的距离，函数表示在约束条件d下求得法向量的最小化的坐标；

其中，局部领域点集个数对重建结果影响很大，默认为50。

6.如权利要求1所述的基于地震解释数据的地质体闭合曲面三维重建方法，其特征在于，所述步骤4具体有以下几个步骤：

步骤4.1：计算所有步骤2加密后离散点的中心点；

步骤4.2：连接步骤4.1得到的中心点与法向量的起点构成新的向量；

步骤4.3：计算新向量与法向量的夹角α，若α大于90°，则该向量方向为指向闭合体内侧，进入步骤4.4；若α小于或等于90°，则该向量方向为指向闭合体外侧；

步骤4.4：将所有方向指向闭合体内侧的法向量乘以-1，使所有法向量方向都朝向闭合体的外侧。

7.如权利要求1所述的基于地震解释数据的地质体闭合曲面三维重建方法，其特征在于，所述步骤6的拉普拉斯平滑指选定一个局部邻域，对此局部邻域中的每个点由邻域中所有点的平均值代替。