一種構(gòu)建多精度非均勻地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程地質(zhì)領(lǐng)域，涉及地質(zhì)信息處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種構(gòu)建多精度非均勻地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型方法和系統(tǒng)。主要應(yīng)用于水電、水利、公路、鐵路、石油、海洋等行業(yè)的工程地質(zhì)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工程地質(zhì)信息化技術(shù)的發(fā)展，地質(zhì)三維建模及可視化分析技術(shù)也飛速發(fā)展，通過(guò)建立工程地質(zhì)三維模型，可以直觀地表達(dá)研究區(qū)域的工程地質(zhì)現(xiàn)象，可視化的工程地質(zhì)分析更直觀準(zhǔn)確。地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型的建模方法是工程地質(zhì)三維建模的核心技術(shù)，目前的建模方法均采用各種空間插值技術(shù)，即利用已知信息(各種工程地質(zhì)勘察成果)對(duì)未知的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，然后進(jìn)行網(wǎng)格曲面建模。
[0003]傳統(tǒng)方法構(gòu)建的地質(zhì)網(wǎng)格曲面大多是單精度均勻網(wǎng)格曲面模型，但對(duì)于工程地質(zhì)的實(shí)際需求來(lái)說(shuō)，不同研究區(qū)域的建模精度要求并不相同，對(duì)于工程建筑物附近區(qū)域通常模型的精度要求較高，對(duì)于遠(yuǎn)離工程建筑物的區(qū)域通常建模精度要求較低，傳統(tǒng)的地質(zhì)網(wǎng)格曲面建模方法難以滿(mǎn)足該需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種構(gòu)建多精度非均勻地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型方法和系統(tǒng)，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)建多精度的非均勻地質(zhì)網(wǎng)格曲面，以滿(mǎn)足工程地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型對(duì)于不同研究區(qū)域的不同建模精度需求。該地質(zhì)曲面網(wǎng)各模型建模方法，更符合工程地質(zhì)三維建模的實(shí)際需求，提高了工程地質(zhì)三維模型的建模效率和準(zhǔn)確率，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問(wèn)題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種構(gòu)建多精度非均勻地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型的方法，包括以下步驟:
[0007]SI，建模參數(shù)定義，即定義建立地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型的基本參數(shù)；
[0008]S2，確定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，即計(jì)算曲面模型的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)平面坐標(biāo)；
[0009]S3，地質(zhì)屬性插值，即通過(guò)插值技術(shù)計(jì)算網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的地質(zhì)屬性值；
[0010]S4，網(wǎng)格曲面建模，即利用步驟S3中得到的數(shù)據(jù)建立三維網(wǎng)格曲面模型。
[0011]優(yōu)選的，步驟SI包括以下步驟:
[0012]S11，定義建模地質(zhì)屬性；
[0013]S12，定義網(wǎng)格分區(qū)及精度；
[0014]其中步驟Sll中定義了地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型的地質(zhì)屬性及建模的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，步驟S12中定義了網(wǎng)格曲面的分區(qū)及每個(gè)分區(qū)的網(wǎng)格方向、網(wǎng)格間距及建模進(jìn)度。
[0015]優(yōu)選的，步驟S2包括以下步驟:
[0016]S21，單區(qū)域網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)計(jì)算；
[0017]S22，多區(qū)域網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)耦合；
[0018]其中步驟S21根據(jù)步驟S12定義的網(wǎng)格分區(qū)及精度參數(shù)，分別計(jì)算各分區(qū)的節(jié)點(diǎn)平面坐標(biāo)；步驟S22根據(jù)各分區(qū)的關(guān)系，通過(guò)分區(qū)節(jié)點(diǎn)的并集、差集、交集運(yùn)算，對(duì)多區(qū)域網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)進(jìn)行耦合。
[0019]優(yōu)選的，步驟S3包括以下步驟:
[0020]S31，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)插值計(jì)算；
[0021]S32，網(wǎng)格邊緣插值計(jì)算；
[0022]其中步驟S32利用步驟Sll確定的已知地質(zhì)屬性數(shù)據(jù)對(duì)步驟S22確定的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，步驟S32對(duì)各網(wǎng)格區(qū)域的邊緣即分區(qū)間的交線進(jìn)行插值計(jì)算。
[0023]優(yōu)選的，步驟S4利用步驟S3計(jì)算的各插值點(diǎn)空間三維坐標(biāo)鏈接曲面網(wǎng)格，為保證地質(zhì)曲面網(wǎng)格與已知地質(zhì)屬性數(shù)據(jù)的無(wú)縫耦合，建模過(guò)程中需要將已知地質(zhì)屬性的三維矢量點(diǎn)坐標(biāo)作為網(wǎng)格曲面的節(jié)點(diǎn)。
[0024]優(yōu)選的，步驟S3中的地質(zhì)屬性插值方法，能夠根據(jù)建模地質(zhì)屬性的不同特點(diǎn)，靈活選擇克里金插值法、反距離加權(quán)插值法、自然鄰點(diǎn)插值法、最近鄰點(diǎn)插值法、線性插值法中的一種方法對(duì)插值點(diǎn)進(jìn)行插值。
[0025]優(yōu)選的，網(wǎng)格曲面分區(qū)邊界采用不規(guī)則的分區(qū)邊界，不規(guī)則的分區(qū)邊界通用性更強(qiáng)，能夠適應(yīng)各種地質(zhì)網(wǎng)格曲面的分區(qū)模式；每個(gè)分區(qū)的網(wǎng)格定義可采用不同的網(wǎng)格矢量方向、網(wǎng)格精度和網(wǎng)格間距。
[0026]—種構(gòu)建多精度非均勻地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型的系統(tǒng)，包括:
[0027]建模參數(shù)定義模塊，用于定義建立地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型的基本參數(shù)；
[0028]網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)確定模塊，用于計(jì)算曲面模型的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)平面坐標(biāo)；
[0029]地質(zhì)屬性插值模塊，用于通過(guò)插值技術(shù)計(jì)算網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的地質(zhì)屬性值；
[0030]網(wǎng)格曲面建模模塊，用于利用網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的地質(zhì)屬性值數(shù)據(jù)建立三維網(wǎng)格曲面模型。
[0031]優(yōu)選的，
[0032]所述建模參數(shù)定義模塊包括:
[0033]建模地質(zhì)屬性定義模塊，用于定義地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型的地質(zhì)屬性及建模的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；
[0034]網(wǎng)格分區(qū)及精度定義模塊，用于定義網(wǎng)格曲面的分區(qū)及每個(gè)分區(qū)的網(wǎng)格方向、網(wǎng)格間距及建模進(jìn)度；
[0035]所述網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)確定模塊包括:
[0036]單區(qū)域網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述網(wǎng)格分區(qū)及精度定義模塊定義的網(wǎng)格分區(qū)及精度參數(shù)，分別計(jì)算各分區(qū)的節(jié)點(diǎn)平面坐標(biāo)；
[0037]多區(qū)域網(wǎng)格接節(jié)點(diǎn)耦合模塊，用于根據(jù)各分區(qū)的關(guān)系，通過(guò)分區(qū)節(jié)點(diǎn)的并集、差集、交集運(yùn)算，對(duì)多區(qū)域網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)進(jìn)行耦合。
[0038]優(yōu)選的，地質(zhì)網(wǎng)格曲面為多精度的非均勻網(wǎng)格曲面，曲面模型能夠以曲面網(wǎng)格線、等值線或渲染曲面形式顯示。
[0039]本發(fā)明的有益效果是:
[0040]本發(fā)明的構(gòu)建多精度非均勻地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型的方法和系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)建多精度的非均勻地質(zhì)網(wǎng)格曲面，以滿(mǎn)足工程地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型對(duì)于不同研究區(qū)域的不同建模精度需求。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，更符合工程地質(zhì)三維建模的實(shí)際需求，提高了工程地質(zhì)三維模型的建模效率和準(zhǔn)確率。
【附圖說(shuō)明】
[0041 ]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)流程圖；
[0042]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的地質(zhì)網(wǎng)格曲面示意圖(俯視曲面網(wǎng)格圖)；
[0043]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的地質(zhì)網(wǎng)格曲面示意圖(側(cè)視渲染曲面圖)。
【具體實(shí)施方式】
[0044]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0045]本發(fā)明公開(kāi)了一種構(gòu)建多精度非均勻地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型方法和系統(tǒng)，如圖1所示本方法包括以下步驟:
[0046]1、建模參數(shù)定義A，用于定義建立地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型的基本參數(shù)；
[0047]2、確定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)B，用于計(jì)算曲面模型的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)平面坐標(biāo)；
[0048]3、地質(zhì)屬性插值C，用于通過(guò)插值技術(shù)計(jì)算網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的地質(zhì)屬性值；
[0049]4、網(wǎng)格曲面建模D，利用步驟C的數(shù)據(jù)建立三維網(wǎng)格曲面模型。
[0050]所述建模參數(shù)定義A包含定義建模地質(zhì)屬性A-1、定義網(wǎng)格分區(qū)及精度A-2兩個(gè)子過(guò)程。其中A-1過(guò)程定義了地質(zhì)網(wǎng)格曲面模型的地質(zhì)屬性及建模的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(勘察成果)，A-2過(guò)程定義網(wǎng)格曲面的分區(qū)及每個(gè)分區(qū)的網(wǎng)格方向、網(wǎng)格間距及建模進(jìn)度。
[0051]所述確定網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)B包含單區(qū)域網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)B-1、多區(qū)域網(wǎng)格接節(jié)點(diǎn)耦合B-2兩個(gè)子過(guò)程。其中B-1過(guò)程根據(jù)A-2定義的網(wǎng)格分區(qū)及精度參數(shù)，分別計(jì)算各分區(qū)的節(jié)點(diǎn)平面坐標(biāo)。B-2過(guò)程根據(jù)各分區(qū)的關(guān)系，通過(guò)分區(qū)節(jié)點(diǎn)的并集、差集、交集運(yùn)算，對(duì)多區(qū)域網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)進(jìn)行耦合。
[0052]所述地質(zhì)屬性插值C包含網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)插值C-1、網(wǎng)格邊緣插值C-2兩個(gè)子過(guò)程。其中C-1利用A-1確定的已知地質(zhì)屬性數(shù)據(jù)對(duì)B-2確定的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)進(jìn)行插值計(jì)算，C-2對(duì)各網(wǎng)格區(qū)域的邊緣即分區(qū)間的交線進(jìn)行插值計(jì)算。
[0053]所述網(wǎng)格曲面建模D，利用C過(guò)程計(jì)算的各插值點(diǎn)空間三維坐標(biāo)鏈接曲面網(wǎng)格，為保證地質(zhì)曲面網(wǎng)格與已知地質(zhì)屬性數(shù)據(jù)(勘察成果)的無(wú)縫耦合，建模過(guò)程中需要將已知地質(zhì)屬性的三維矢量點(diǎn)坐標(biāo)作為網(wǎng)格曲面的節(jié)點(diǎn)。
[0054]本發(fā)明中的地質(zhì)屬性插值方法根據(jù)建模地質(zhì)屬性的不同特點(diǎn)，可靈活選擇克里金插值法、反距離加權(quán)插值法、自然鄰點(diǎn)插值法、最近鄰點(diǎn)插值法、線性插值法中的一種方法對(duì)插值點(diǎn)進(jìn)行插值。
[0055]本發(fā)明中的網(wǎng)格曲面分區(qū)邊界采用不規(guī)則的分區(qū)邊界，不規(guī)則的分區(qū)邊界通用性更強(qiáng)，能夠適應(yīng)各種地質(zhì)網(wǎng)格曲面的分區(qū)模式；每個(gè)分區(qū)的網(wǎng)格定義可采用不同的網(wǎng)格矢量方向、網(wǎng)格精度和網(wǎng)格間距。
[0056]本發(fā)明中的地質(zhì)網(wǎng)格曲面為多精度的非均勻網(wǎng)格曲面，曲面模型能夠以曲面網(wǎng)格線、等值線、渲染曲面等多種形式顯示；其中曲面網(wǎng)格線顯