一种地质体网格化过程中的数据检测方法技术

本发明专利技术公开了一种地质体网格化过程中的数据检测方法，利用非数值计算方法，对虚拟地质环境中的对象及其之间的相互关系加以描述并构建3D模型，抽象的地质对象主要包括点、边、面片、表面和体及其派生类的对象，具体包括地层、断层、侵入岩、透镜体、矿体，在构建3D模型时，需要在各个构建过程中进行数据检测，并指导数据及模型的修正，主要包括多源数据一体化、布点检测、表面模型检测、体模型检测。通过对地质体网格化过程中各个阶段的分析，提出相应的数据检测及修正方法，以确保网格化能够正确剖分，并使得网格单元的精度能够满足地质工作者的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种网格化技术，尤其涉及一种地质体网格化过程中的数据检测方法。
技术介绍
网格化技术是一种重要的信息处理方法，可以用来表示复杂物体的空间数据。地质体的网格化是将地质体分解为较小的地质单元，单元之间存在关联关系，以离散的形式来描述和分析岩性、断层之类的地质特征，以便进行地质现象的数值计算、可视化渲染及其它工程应用，为开展三维地质模拟奠定基础，使地质工作者可以获得更多的信息。网格化作为地质工程实践应用的前处理阶段，网格单元的质量直接影响着工程实际问题的解决精度。在网格化技术发展的早期阶段，网格模型通常是由熟练的工程师手工划分，之后交由算法进行自动处理。由于地质现象的复杂性和多样性，导致网格化问题的规模与复杂性也在日益增加。在网格化过程中，按照网格之间的连接关系可分为结构化网格与非结构化网格。结构化网格本身隐含着固定的邻接关系，以四边形、立方体网格单元为主，结构简单，网格化方法包括代数法、偏微分方程法以及超单元映射法，计算结果易于收敛，但是网格单元的精度难以控制与检测。非结构化网格的邻接关系并不固定，需要记录其邻接关系，以四面体、六面体、棱锥体为主要网格单元，能较好表达地质体的边界特征，主要方法有Delaunay法和AFT法，具有边界适应能力，是目前网格化技术的主要研究方向，其中，如何检测复杂地质体剖分时的边界一致性和生成高质量网格单元是难点问题之一。目前，在网格化过程中，无论是样本数据的收集、解释及其处理，还是网格模型的构建，仍然缺乏有效而系统性的检测手段和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种网格化能够正确剖分、网格单元的精度高的地质体网格化过程中的数据检测方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的地质体网格化过程中的数据检测方法，利用非数值计算方法，对虚拟地质环境中的对象及其之间的相互关系加以描述并构建3D模型，抽象的地质对象主要包括点、边、面片、表面和体及其派生类的对象，具体包括地层、断层、侵入岩、透镜体、矿体，在构建3D模型时，需要在各个构建过程中进行数据检测，并指导数据及模型的修正，主要包括步骤：A、多源数据一体化：3D地质建模主要基于区域内的多源数据，该区域记为Ω，将Ω内的边界数据、钻孔数据、剖面数据、3D扫描数据、以及各种解释数据进行一体化处理，生成样本数据集合S，作为地质体网格化的基础数据；B、布点检测：由于Ω内的样本数据比较缺乏，需要在其中布置数据点，采用2种方法：方法一、特征点插入：识别Ω内的地质特征，如断层、尖灭，并根据给定的密度阈值ε，插入相应点，构建点集合F；方法二、规格化点插入：以Ω最小/大值为界，构建包围盒，对包围盒内进行规格化插入点，生成点集合G；C、表面模型检测：以S为网格化的点数据，采用三角形或四边形作为面片，进行网格化剖分，构建地质体的表面模型，并进行下列检测：约束检测、局部单元优化检测、闭合性检测、自交性检测、流型检测、面片方向性检测；D、体模型检测：对已构建地质体的表面模型进行上述检测并修正完成之后，可以进行体剖分，生成相应的四面体或六面体网格模型，并对其进行下列测试：网格优化检测、吻合度检测、截面检测。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的地质体网格化过程中的数据检测方法，利用非数值计算方法，对虚拟地质环境中的对象及其之间的相互关系加以描述并构建3D模型，抽象的地质对象主要包括点、边、面片、表面和体及其派生类的对象，具体包括地层、断层、侵入岩、透镜体、矿体，在构建3D模型时，需要在各个构建过程中进行数据检测，并指导数据及模型的修正。通过对地质体网格化过程中各个阶段的分析，提出相应的数据检测及修正方法，以确保网格化能够正确剖分，并使得网格单元的精度能够满足地质工作者的需求。附图说明图1为本专利技术实施例提供的地质体网格化过程中的数据检测方法的总体流程示意图。图2为本专利技术实施例中表面模型的拓扑结构示意图。图3a、图3b、图3c分别为本专利技术实施例中悬点、悬边、悬面片的约束检测示例。图4a、图4b、图4c、图4d分别为本专利技术实施例中穿透性自交、相邻性自交、穿透性自交重构、相邻性自交重构的自交性检测示例。图5为本专利技术实施例中流型检测示例。图6a、图6b分别为本专利技术实施例共面检测中初始前沿、前沿推进法过程示意图。图7a、图7b分别为本专利技术实施例的多源数据一体化处理中的一体化处理示意图和地层样本数据示例。图8a、图8b分别为本专利技术实施例的布置数据处理及检测中的特征点插入和规格化点插入示意图。图9为本专利技术实施例中表面模型拓扑结构信息示例。图10a、图10b、图10c、图10d分别为本专利技术实施例对模型S4进行约束检测示例中S4中的冗余面片示例、S4中的悬点示例、S4中的悬边示例、约束检测并修正后的S4网格示例。图11a、图11b分别为本专利技术实施例对S4进行闭合性检测中闭合性检测失败和闭合性检测成功示意图。图12为本专利技术实施例中多个地层模型的自交性检测示意图。图13为本专利技术实施例中对S4地层模型实行流型检测示意图。图14为本专利技术实施例中S4的体模型。图15a、图15b、图15c、图15d分别为本专利技术实施例截面检测与一体化显示中S4截面示例、单截面一体化示例、多个截面及其一体化示例、多个截面及其一体化示例的局部放大示意图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术的地质体网格化过程中的数据检测方法，其较佳的具体实施方式是：利用非数值计算方法，对虚拟地质环境中的对象及其之间的相互关系加以描述并构建3D模型，抽象的地质对象主要包括点、边、面片、表面和体及其派生类的对象，具体包括地层、断层、侵入岩、透镜体、矿体，在构建3D模型时，需要在各个构建过程中进行数据检测，并指导数据及模型的修正，主要包括步骤：A、多源数据一体化：3D地质建模主要基于区域内的多源数据，该区域记为Ω，将Ω内的边界数据、钻孔数据、剖面数据、3D扫描数据、以及各种解释数据进行一体化处理，生成样本数据集合S，作为地质体网格化的基础数据；B、布点检测：由于Ω内的样本数据比较缺乏，需要在其中布置数据点，采用2种方法：方法一、特征点插入：识别Ω内的地质特征，如断层、尖灭，并根据给定的密度阈值ε，插入相应点，构建点集合F；方法二、规格化点插入：以Ω最小/大值为界，构建包围盒，对包围盒内进行规格化插入点，生成点集合G；C、表面模型检测：以S为网格化的点数据，采用三角形或四边形作为面片，进行网格化剖分，构建地质体的表面模型，并进行下列检测：约束检测、局部单元优化检测、闭合性检测、自交性检测、流型检测、面片方向性检测；D、体模型检测：对已构建地质体的表面模型进行上述检测并修正完成之后，可以进行体剖分，生成相应的四面体或六面体网格模型，并对其进行下列测试：网格优化检测、吻合度检测、截面检测。所述步骤B中：对于其中，i＝1,2,...m,j＝1,2,...n0,m为F集合的元素个数，n0为S的样本初始个数，检测F中的每个点fi与的距离，如果该距离大于ε，则将fi合并入S中，即S＝S∪{fi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地质体网格化过程中的数据检测方法，其特征在于，利用非数值计算方法，对虚拟地质环境中的对象及其之间的相互关系加以描述并构建3D模型，抽象的地质对象主要包括点、边、面片、表面和体及其派生类的对象，具体包括地层、断层、侵入岩、透镜体、矿体，在构建3D模型时，需要在各个构建过程中进行数据检测，并指导数据及模型的修正，主要包括步骤：A、多源数据一体化：3D地质建模主要基于区域内的多源数据，该区域记为Ω，将Ω内的边界数据、钻孔数据、剖面数据、3D扫描数据、以及各种解释数据进行一体化处理，生成样本数据集合S，作为地质体网格化的基础数据；B、布点检测：由于Ω内的样本数据比较缺乏，需要在其中布置数据点，采用2种方法：方法一、特征点插入：识别Ω内的地质特征，如断层、尖灭，并根据给定的密度阈值ε，插入相应点，构建点集合F；方法二、规格化点插入：以Ω最小/大值为界，构建包围盒，对包围盒内进行规格化插入点，生成点集合G；C、表面模型检测：以S为网格化的点数据，采用三角形或四边形作为面片，进行网格化剖分，构建地质体的表面模型，并进行下列检测：约束检测、局部单元优化检测、闭合性检测、自交性检测、流型检测、面片方向性检测；D、体模型检测：对已构建地质体的表面模型进行上述检测并修正完成之后，可以进行体剖分，生成相应的四面体或六面体网格模型，并对其进行下列测试：网格优化检测、吻合度检测、截面检测。...

【技术特征摘要】
1.一种地质体网格化过程中的数据检测方法，其特征在于，利用非数值计算方法，对虚拟地质环境中的对象及其之间的相互关系加以描述并构建3D模型，抽象的地质对象主要包括点、边、面片、表面和体及其派生类的对象，具体包括地层、断层、侵入岩、透镜体、矿体，在构建3D模型时，需要在各个构建过程中进行数据检测，并指导数据及模型的修正，主要包括步骤：A、多源数据一体化：3D地质建模主要基于区域内的多源数据，该区域记为Ω，将Ω内的边界数据、钻孔数据、剖面数据、3D扫描数据、以及各种解释数据进行一体化处理，生成样本数据集合S，作为地质体网格化的基础数据；B、布点检测：由于Ω内的样本数据比较缺乏，需要在其中布置数据点，采用2种方法：方法一、特征点插入：识别Ω内的地质特征，如断层、尖灭，并根据给定的密度阈值ε，插入相应点，构建点集合F；方法二、规格...

【专利技术属性】
技术研发人员：武强，徐华，魏斌，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11