[发明专利]一种基岩断层面三维模型的自动构建方法

说明书

本发明公开了一种基岩断层面三维模型的自动构建方法，具体包括步骤：首先，基于断层线矢量数据和基岩面DEM，提取基岩面断层剖面线；其次，基于基岩面断层剖面线和断层产状，推演断层面边界，并构建断层面模型；最后，为断层面模型绑定材质，生成基岩断层面三维模型。本发明实现了一种快速构建基岩断层面三维模型的方法。本发明与现有技术相比，既提高了基岩断层面的三维表达效果，又具有较高的自动化程度。

技术领域

本发明涉及三维建模技术和地质学领域，尤其涉及一种基岩断层面三维模型的自动构建方法。

背景技术

断层是岩层或岩体顺破裂面发生明显位移的构造，在地壳中广泛发育。地壳断块沿断层的突然运动是地震发生的主要原因，且在断层带上由于岩石破碎和易于风化侵蚀，而沿断层线常常发育沟谷、泉或湖泊。断层空间展布特征的准确直观表达，是地质空间表达的重要内容，对重大工程规划、地质灾害防治、地下空间开发等诸多应用具有重要的约束和指导意义。

然而，在地质图中，以二维断层线的方式表达的断层信息，难以准确地表达断层面的三维空间展布特征。断层面是地壳受力发生断层而形成的岩石破裂面，通常呈面状展布。在三维地质建模研究与应用不断深入的今天，如何基于地质图中的断层线状分布信息和产状信息，研究实现三维断层面模型的自动构建，具有重要的研究意义和实用价值。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种基岩断层面三维模型的自动构建方法，自动化程度高。

技术方案：本发明所述的基岩断层面三维模型的自动构建方法包括：

(1)分别读取基岩断层线矢量数据和基岩面DEM到断层线集合F和基岩面DEM像元集合RE中；

(2)从断层线集合F中读取任一断层线，并基于基岩面DEM像元集合RE，提取基岩面断层剖面线；

(3)以基岩面断层剖面线为断层面上边界，基于断层产状信息推演断层面下边界，并基于断层面上边界和下边界构建基岩断层面模三维型；

(4)根据预设颜色创建材质，完成与基岩断层面三维模型的绑定；

(5)循环执行步骤(2)至(4)，完成基岩面DEM中所有基岩断层面三维模型的构建。

进一步的，步骤(1)具体包括：

(1-1)读取基岩断层线矢量数据到断层集合F＝{f_i|i＝1,2,…,FN}；其中，f_i表示第i个断层线，FN表示断层线数量；

(1-2)读取基岩面DEM到基岩面DEM像元集合RE＝{re_p,q|p＝1,2,…,PN,q＝1,2,…QN}；其中，re_p,q表示基岩面DEM的第p行第q列的像元，PN为基岩面DEM的行数，QN为基岩DEM的列数。

进一步的，步骤(2)具体包括：

(2-1)从集合F中获取任一断层线f_i，并取出断层线f_i中所有折线段，获取每个折线段的两个端点，存入集合FE＝{(fe_k,1,fe_k,2)|k＝1,2,…,FPN}，fe_k,1,fe_k,2表示第k个折线段的两个端点，FPN为折线段数量；

(2-2)创建一个空的三维点列FP；

(2-3)基于基岩面像元集合RE，根据下列公式插值计算fe_k,1,fe_k,2的中间点坐标fp_k(x_k,y_k,z_k)，并将fp_k存入点列FP：