一种基于矿体轮廓线的三维自动建模方法技术

本发明专利技术公开一种基于矿体轮廓线的三维自动建模方法，包括：获取矿体的轮廓线并将矿体分割为Q个平面，得到Q个轮廓线集，其中Q为预设正整数，所述平面为勘探线剖面或中段平面；根据所述轮廓线集，得到所述矿体的体数据；根据所述体数据，提取所述矿体的等值面；根据所述等值面，生成矿体三维模型。本发明专利技术的基于矿体轮廓线的三维自动建模方法用于具有表面外轮廓的矿体的建模，通过矿体轮廓线自动建立矿体模型，上述方法具有计算机自动化程度高、鲁棒性强，建模质量高等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及矿体=维建模
，具体设及一种基于矿体轮廓线的=维自动建 模方法。
技术介绍
=维矿业软件已在金属资源行业得到了越来越广泛的应用，而矿体=维建模是 =维矿业软件应用的基础，但目前=维矿业软件所提供的=维建模方法非常复杂，耗费大 量的人力、物力。究其原因：目前绝大部分S维矿业软件（如国外的化lean、Datamine、 Su巧ac、MineSi曲t、Micromine等；国内的如antyMine、3DMine、Dimine)都是采用手工方法 选择矿体轮廓线对应关系，从而通过轮廓线拼接算法实现=维重建，存在工作效率极低、主 观随意性大。轮廓线拼接算法所建立=维模型可W与轮廓线严格吻合，但存在如下方面的 问题；①轮廓线拼接通过人工选择两两轮廓线重建表面模型，存在主观随意性，且难W从整 体上把握矿体的形态；②在处理分支复合等复杂问题时，非常繁琐，结果难W保证；⑨通过 该方法所建模型几何质量不高，存在大量退化=角形。另一种在学术界研究比较多的方法：一体数据等值面法，又叫隐式建模法。相对 于轮廓线拼接法需要显示给出矿体轮廓线，隐式建模通过空间插值求取等值面的方法重建 =维模型，而不需要显示给出轮廓线。该方法试图解决基于轮廓线拼接法遇到的各种问题， W实现矿体自动建模，但矿体品位属性该样的区域化变量只存在于一定的空间范围内（区 域化变量的几何域），该方法的主要问题是矿化分布空间插值时没有几何域的约束，所建 的S维模型与实际的矿体形态差别很大，所W在实际应用中隐式建模多用于矿体的属性建 模，很少用于矿体的结构建模。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有的通过轮廓线拼接算法实现=维重建的方法 存在主观随意性，且难W从整体上把握矿体的形态；而现有的隐式建模方法多用于矿体的 属性建模，很少用于矿体的结构建模的问题。为此目的，本专利技术提出一种基于矿体轮廓线的S维自动建模方法，包括：获取矿体的轮廓线并将矿体分割为Q个平面，得到Q个轮廓线集，其中Q为预设正 整数，所述平面为勘探线剖面或中段平面； 根据所述轮廓线集，得到所述矿体的体数据； 根据所述体数据，提取所述矿体的等值面； 根据所述等值面，生成矿体=维模型。 可选的，所述根据所述轮廓线集，得到所述矿体的体数据，包括： 对轮廓线集5,片，...，马，..<)和5,+,片"，...，皆^..皆)，其中，5为第1个轮廓 线集，iG为Sw中第k个轮廓线，j，k均 为正整数； 根据所述Si中的所有轮廓线的所有顶点，确定第一平均点W及第一平均法向量， 并将所述Si中的所有轮廓线投影到第一平均平面上，所述第一平均平面由所述第一平均点 及第一平均法向量确定. 根据所述Sw中的所有轮廓线的所有顶点，确定第二平均点W及第二平均法向量， 并将所述Sw中的所有轮廓线投影到第二平均平面上，所述第二平均平面由所述第二平均 点及第二平均法向量确定； 根据预设分辨率，在所述第一平均平面和第二平均平面上划分大小相同的网格； 对所述第一平均平面和第二平均平面上每一个网格的四个顶点分别计算距离值； 其中，所述距离值为顶点到该顶点所在网格对应的轮廓线集中所有轮廓线的最短距离，所 述网格对应的轮廓线集与网格所在平均平面对应的轮廓线集相同； 将所述第一平均平面上的每个网格反投影到所述Si中的所有轮廓线所形成的空 间曲面上，将所述第二平均平面上的每个网格反投影到所述Sw中的所有轮廓线所形成的 空间曲面上，并由投影后的对应网格单元组成非平直四棱柱形成体数据Vi。 可选的，所述距离值的计算步骤如下： 采用距离函数计算所述距离值，所述距离函数为： 其中，（X，y)为网格顶点坐标，dist(x，y)为（X，y)至綱格对应的轮廓线集中所有 轮廓线的最短距离函数。 可选的，所述根据所述体数据，提取所述矿体的等值面，包括： 采用Marching化bes算法对所述Vi求取等值面； 取其它相邻两个轮廓线集重复上述步骤，至到所有相邻轮廓线集； 合并所有层的等值面，模型简化，形成最终的矿体=维模型。 相比于现有技术，本专利技术的基于矿体轮廓线的=维自动建模方法用于具有表面外 轮廓的矿体的建模，通过矿体轮廓线自动建立矿体模型，上述方法具有计算机自动化程度 高、鲁椿性强，建模质量高等特点。 进一步地，本专利技术的基于矿体轮廓线的=维自动建模方法针对矿体的复杂性及其 数据的特殊性，如何将矿体轮廓线转换为体数据，保证形成的=维模型与原边界线高度吻 合，且产生的矿体模型形态合理，并且算法的时间、空间复杂度低。 进一步地，本专利技术的基于矿体轮廓线的=维自动建模方法将矿体轮廓线的空间信 息（代表矿体边界）转化为空间数据场（体数据），基于体数据提取等值面，从而自动形成 矿体=维模型，上述方法既具有轮廓线拼接法的模型与矿体形态高度吻合的特点，又具有 体数据等值面法的自动化与鲁椿性高的特点。【附图说明】[002引图1为本专利技术实施例提供的一种基于矿体轮廓线的=维自动建模方法流程图； 图2为本专利技术实施例提供的一种体数据示意图W及体数据等值面法流程图； 图3a为本专利技术实施例提供的一种场函数重建结果示意图； 图3b为本专利技术实施例提供的另一种场函数重建结果示意图； 图4a为本专利技术实施例提供的一种在X轴方向距离场扫描填充示意图；图4b为本专利技术实施例提供的一种在y轴方向距离场扫描填充示意图； 图5a为本专利技术实施例提供的一种空间目标体素化示意图； 图化为本专利技术实施例提供的另一种空间目标体素化示意图； 图6为本专利技术实施例提供的一种矿体轮廓线=维自动建模流程图。【具体实施方式】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有 做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。[003引在=维矿体建模中，轮廓线拼接法需要人为选择轮廓线的对应关系，操作复杂、随 意性大，对于复杂矿体轮廓线点分布不均匀，易出现退化=角形，模型质量不高；体数据等 值面法在进行矿化分布空间插值时没有几何域的约束，=维模型与矿体实际形态差别较 大。本文结合轮廓线拼接法和体数据等值面法提出一种新的矿体=维建模方法，该方法将 轮廓线空间几何数据通过距离函数转换为距离场，从而将轮廓线间的表面重建问题转化为 体数据等值面构造问题，避免了人工指定轮廓线对应关系等复杂操作；通过扫描方式进行 非欧氏距离变换实现距离场的计算及采用分治法层层建模，从而有效降低算法的时间和空 间复杂度；将非平直四棱柱作为体数据构造单元，W适应矿山实际数据的特殊性。实验证明 该方法能够实现复杂矿体=维自动建模，结果准确，模型质量高，有效地解决了复杂矿体的 快速建模问题。 如图1所示，本实施例公开一种基于矿体轮廓线的=维自动建模方法，该方法包 括： 获取矿体的轮廓线并将矿体分割为Q个平面，得到Q个轮廓线集，其中Q为预设正 整数，所述平面为勘探线剖面或中段平面； 根据所述轮廓线集，得到所述矿体的体数据； 根据所述体数据，提取所述矿体的等值面； 根据所述等值面，生成矿体=维模型。 在一个具体的例子中，所述根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于矿体轮廓线的三维自动建模方法，其特征在于，包括：获取矿体的轮廓线并将矿体分割为Q个平面，得到Q个轮廓线集，其中Q为预设正整数，所述平面为勘探线剖面或中段平面；根据所述轮廓线集，得到所述矿体的体数据；根据所述体数据，提取所述矿体的等值面；根据所述等值面，生成矿体三维模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕林，王李管，贾明涛，刘晓明，朱忠华，袁睿栋，
申请(专利权)人：中南大学，长沙迪迈数码科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43