一种地裂缝地质体的三维建模可视化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种针对地裂缝地质体的三维建模可视化方法及装置，该方法包括：步骤1：读取输入的多源地质数据文件，反演出地质结构数据，储存于数据存储模块；读取地裂缝控制点文件、地裂缝特征信息文件，并将读取的数据组组织为地裂缝数据储存于数据存储模块；步骤2：对建立的三维地质体模型和三维地裂缝模型进行空间布尔运算，得到三维地裂缝地质体模型；步骤3：利用可视化图形接口根据需求渲染三维地质体模型、三维地裂缝模型和三维地裂缝地质体模型，完成地裂缝地质体的三维可视化表达。本发明专利技术能够描述地裂缝模型与地质体模型间的拓扑关系，支持空间拓扑运算。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地裂缝灾害监测与防治
，具体涉及一种针对地裂缝的地质体三维建模与可视化的方法及装置，特别是基于可视化技术的地裂缝灾害监测与防治的管理决策支持与地裂缝灾害的科普教育。
技术介绍
三维地裂缝地质体建模与可视化技术是地裂缝灾害监测与防治工作中真实反映地裂缝形态特征的重要手段，并且能帮助研究人员深刻理解地裂缝在地层中的空间展布形态。现有的针对地裂缝地质体的建模与可视化方法或采用多边形切割的方式表现地表裂缝，或以一个纵向面表示地裂缝，在地表上以折线段的形式体现。这些方法只能对地裂缝进行示意性表达，缺乏对地裂缝三维特征的真实描述。并且，现有方法没有记录地质体与地裂缝之间的空间拓扑关系，增加了空间查询、分析的难度。因此，有必要开发出一种新型实用的方法，对地裂缝地质体进行三维建模及可视化表达。特别是对于一些不具备专业知识的决策者来说，对地裂缝地质体进行真三维可视化表达将更有助于他们理解地裂缝的形成机理、发展过程以及对地表建筑的影响。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于通过三维建模以及可视化技术真实描述地裂缝地质体的三维形态特征，解决当前方法无法直观表现地裂缝地质体的问题，为此本专利技术提供一种针对地裂缝地质体的三维建模可视化方法及装置。为达成所述目的，本专利技术的第一方面是提供一种针对地裂缝地质体的三维建模可视化方法，该方法的步骤如下：步骤1：读取输入的多源地质数据文件，反演出地质结构数据，储存于数据存储模块；读取地裂缝控制点文件、地裂缝特征信息文件，并将读取的数据组组织为地裂缝数据储存于数据存储模块；步骤2：对建立的三维地质体模型和三维地裂缝模型进行空间布尔运算，得到三维地裂缝地质体模型；步骤3：利用可视化图形接口根据需求渲染三维地质体模型、三维地裂缝模型和三维地裂缝地质体模型，完成地裂缝地质体的三维可视化表达。为达成所述目的，本专利技术的第二方面是提供一种使用所述针对地裂缝地质体的三维建模可视化方法的针对地裂缝地质体的三维建模可视化装置，该装置的技术方案包括：第一输入模块、第二输入模块、数据存储模块、第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块和三维可视化模块，其中：数据存储模块与第一输入模块连接，获得第一输入模块输出的地质结构数据；数据存储模块与第二输入模块连接，获得第二输入模块输出的地裂缝数据；第一控制模块和第二控制模块分别连接数据存储模块，第一控制模块接收地质结构数据，建立三维地质体模型；第二控制模块接收地裂缝数据，建立三维地裂缝模型；第三控制模块与对应的第一控制模块和第二控制模块连接；第三控制模块通过对三维地质体模型和三维地裂缝模型间的空间布尔运算操作，得到三维地裂缝地质体模型；三维可视化模块与对应的第三控制模块、第一控制模块以及第二控制模块连接；三维可视化模块通过三维地裂缝地质体模型、三维地质体模型以及三维地裂缝模型，获得地裂缝地质体的三维可视化表达。本专利技术相对于现有技术，具有以下优点和积极效果：(1)通过模型间的空间布尔运算，使三维地裂缝地质体模型既包含地层起伏信息，又结合模拟的地裂缝三维模型，能够真实描述地裂缝三维形态特征，为地裂缝灾害研究者提供更直观的空间体信息。(2)通过记录三维地裂缝模型与三维地质体模型间的广义三棱柱体元的拓扑关系，能够描述三维地裂缝模型与三维地质体模型间的拓扑关系，支持空间拓扑运算，在地裂缝灾害预测和防治研究工作中，为灾害影响范围等空间分析提供空间数据基础。附图说明图1是本专利技术的三维可视化装置的示意图。图2是本专利技术的三维可视化方法的流程图。图3是本专利技术的地裂缝倾角与地裂缝深度说明图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，下面以具体实施并结合附图对本专利技术作进一步说明。请参阅图1示出，本专利技术针对地裂缝地质体的三维建模可视化方法，该方法的步骤如下：步骤1：读取输入的多源地质数据文件，反演出地质结构数据，储存于数据存储模块；读取地裂缝控制点文件、地裂缝特征信息文件，并将读取的数据组组织为地裂缝数据储存于数据存储模块；步骤2：对建立的三维地质体模型和三维地裂缝模型进行空间布尔运算，得到三维地裂缝地质体模型；步骤3：利用可视化图形接口根据需求渲染三维地质体模型、三维地裂缝模型和三维地裂缝地质体模型，完成地裂缝地质体的三维可视化表达。实施例1本实施例是使用如图1的方法实现图2所示为针对地裂缝地质体的三维建模可视化装置的实施例，本专利技术在计算机中实现。本专利技术装置包括：第一输入模块1、第二输入模块2、数据存储模块3、第一控制模块4、第二控制模块5、第三控制模块6和三维可视化模块7，其中：数据存储模块3与第一输入模块1连接，获得第一输入模块1输出的地质结构数据；数据存储模块3与第二输入模块2连接，获得第二输入模块2输出的地裂缝数据；第一控制模块4和第二控制模块5分别与数据存储模块3连接，第一控制模块4接收地质结构数据，建立三维地质体模型；第二控制模块5接收地裂缝数据，建立三维地裂缝模型；第三控制模块6与对应的第一控制模块4和第二控制模块5连接；第三控制模块6通过对三维地质体模型和三维地裂缝模型间的空间布尔运算操作，得到三维地裂缝地质体模型；三维可视化模块7与对应的第三控制模块6、第一控制模块4以及第二控制模块5连接；三维可视化模块7通过三维地裂缝地质体模型、三维地质体模型以及三维地裂缝模型，获得地裂缝地质体的三维可视化表达。所述第一输入模块1，将采集的多源地质数据转换为统一的地质结构数据。所述第二输入模块2，将输入的地裂缝文件，按设定的地裂缝点序规则组织成为描述地裂缝形态的地裂缝数据。所述数据存储模块3，以二进制的形式存储地质结构数据和地裂缝数据。实施例2续请参阅图2所示实现针对地裂缝地质体的三维建模可视化装置的实施例，本实施例中数据存储模块3与第一输入模块1连接，接收第一输入模块1输出的地质结构数据，并以二进制的形式存储到数据存储模块待下一步操作；第一输入模块1将采集的多源地质数据(包括钻孔采样数据、地震勘探信息等)转换为地质结构数据。所述的地质结构数据是反映不同地层的顶面数字高程信息(X，Y，Z)以及相应的地层属性(岩性描述)的数据点集合，每个地层数据点贯穿各地层；数据存储模块3与第二输入模块2连接，接收第二输入模块2输出的地裂缝数据，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对地裂缝地质体的三维建模可视化方法，该方法的步骤如下：步骤1：读取输入的多源地质数据文件，反演出地质结构数据，储存于数据存储模块；读取地裂缝控制点文件、地裂缝特征信息文件，并将读取的数据组组织为地裂缝数据储存于数据存储模块；步骤2：对建立的三维地质体模型和三维地裂缝模型进行空间布尔运算，得到三维地裂缝地质体模型；步骤3：利用可视化图形接口根据需求渲染三维地质体模型、三维地裂缝模型和三维地裂缝地质体模型，完成地裂缝地质体的三维可视化表达。

【技术特征摘要】
2016.01.05 CN 201610006117X1.一种针对地裂缝地质体的三维建模可视化方法，该方法的步骤如下：
步骤1：读取输入的多源地质数据文件，反演出地质结构数据，储存于数据存
储模块；读取地裂缝控制点文件、地裂缝特征信息文件，并将读取的数据组组织为
地裂缝数据储存于数据存储模块；
步骤2：对建立的三维地质体模型和三维地裂缝模型进行空间布尔运算，得到
三维地裂缝地质体模型；
步骤3：利用可视化图形接口根据需求渲染三维地质体模型、三维地裂缝模型
和三维地裂缝地质体模型，完成地裂缝地质体的三维可视化表达。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述地质结构数据建立三维
地质体模型，所述三维地质体模型是以广义三棱柱为基本体元，层序组合的体元集
合体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述地裂缝数据建立三维地
裂缝模型，所述三维地裂缝模型是带状组合的广义三棱柱体元集合体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过空间布尔运算操作后得到去
除相交区域的三维地裂缝地质体模型。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的空间布尔运算操作是对三
维地质体模型和三维地裂缝模型进行空间相交计算，去除三维地质体模型中相交的
区域。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立三维地裂缝模型的步骤如下:
(1)用地裂缝数据中的地裂缝控制点数据一端为起点，向另一端扩展地裂缝控
制点生成一条三角形带；
(2)以起点开始，向起点的另一端扩展地裂缝控制点和地裂缝折线控制点生成
广义...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱琳，宫辉力，于军，李小娟，刘一冬，朱锦旗，郭高轩，
申请(专利权)人：首都师范大学，江苏省地质调查研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11