一种三维地质剖面模型动态构建方法技术

本发明专利技术公开了一种三维地质剖面模型动态构建方法，涉及在显示屏上展示虚拟现实技术，其特征为，包括如下步骤：设定剖面；地下数据提取、判断和完善；地层数据提取与调整；将地层剖面与地层数据结构进行相交；生成剖面数据结构；形成三维模型。本发明专利技术的优点：为城市建设尤其是对未来智慧城市搭建中的地下空间信息的获取和构建方案上起到了重要的辅助作用。推进了城市空间的立体开发和地下商业交通的开发利用。同时，在地下矿藏开发地质研究工作中，三维建模完全可以在地质研究中起到更为突出的作用。

Dynamic construction method of 3D geological section model

The invention discloses a method for constructing the three-dimensional geological model of dynamic display, involving virtual reality technology on the screen, which features, including the following steps: setting section; underground data extraction, judgment and improvement of data extraction and adjustment; formation; formation section and stratum data structure for generating section intersection; data structure; form the 3D model. The advantages of the invention play an important auxiliary role for the urban construction, especially for the acquisition and construction of the underground space information in the construction of the intelligent city in the future. Promote the three-dimensional development of urban space and the development and utilization of underground commercial transportation. At the same time, the three-dimensional modeling can play a more prominent role in geological research in underground mineral resources development and geological research.

【技术实现步骤摘要】
一种三维地质剖面模型动态构建方法
本专利技术涉及在显示屏上展示虚拟现实技术，特别涉及通过对地质的情况进行模拟，实现地质数据模型的构建，可应用于工程地质与矿产地质领域，在工程地质和能源矿产地质中勘察成果的表达，与岩土工程相关的设计、分析、施工中的勘察成果的表达和能源矿产相关的设计、开采、修复中勘察成果的表达，提高地下空间规划效率的三维地质剖面模型动态构建方法。
技术介绍
在传统的工程地质、水文地质、资源勘探与开发和矿床地质等地质相关领域中，通常通过勘测后通过采用剖面图、等值线图等纸质或者电子版二维图件来表达地质体的构造形态特征和属性特征进而进行数据的分析。这些二维图件直观性较差，需要专业人士通过经验借助仪器设备出具分析报告，且在测算分析时会有误差出现的可能性且不能直观的观测到地质信息。如果用三维地质模型来直观地表达地质体，将可以提供可视化的、详细的地质体资料，能直接、完整、准确地理解和分析地质体的特征，这可以弥补传统的地质学研究模式、工作方法与技术手段的不足，可以帮助我们在地下空间的合理应用起到辅助作用。同时，也可以帮助我们在地下矿藏的开采提供大量的数据信息。三维地质模型是一个基于数据/信息分析合成的学科，是一个综合使用先进的GIS技术、遥感技术、数据库技术、数据仓库技术、三维可视化技术和计算机网络技术等各种学科的学科。最常见的地质模型是用一定垂向地层间隔的代表性基本层序表示该间隔地层组成、结构、沉积环境的剖面模型。但是，由于地质信息位于地下，与地上空间相比隐蔽性更强，地质信息不宜被观测，地下设施在建设完善后不宜改变和维护。同时，地质行业涉及空间的多层性、地质构造的复杂性和采样数据的相对稀疏性，因而描述地质体时就不可避免的产生了不确定性。所以，怎样快速的构建三维地质模型，提高工作效率，是目前解决三维地质建模推广的关键问题。利用离散的钻孔进行地质剖面可视化重构是地质构造、矿产资源评价和各种数据场分布特征研究最为直观的研究手段。在此提出一种地质剖面的实现方法。即在对数据进行预处理的基础上，采用数据挖掘方法，通过在句法、语义以及模型层面上的三维空间数据无缝集成，实时构建区域地质模型结构，再通过模型碰撞检测和相交计算，动态构建实时的地质剖面模型。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种三维地质剖面模型动态构建方法，本专利技术可以通过对地下数据进行预处理的基础上，采用数据挖掘方法，通过在句法、语义以及模型层面上的地质数据无缝集成，实时更新实现多源数据有效整合及各种规模的地下空间的三维剖面的高效创建；通过对地层的分布情况进行模拟，实现地下空间地质剖面数据模型的动态实时构建，改变传统的城市地质工作和城市地下空间利用的粗放形式，辅助解决地面沉降、地下水污染、土壤污染、人为诱发地震、海岸和河岸侵蚀、滑坡、岩溶塌陷等地质问题，提高地下空间规划的科学性、安全性和为地下矿藏的采集提供可靠的依据，协调发展与地质环境间的关系。应用于工程地质与矿产地质领域，在工程地质和能源矿产地质中勘察成果的表达，与岩土工程相关的设计、分析、施工中的勘察成果的表达和能源矿产相关的设计、开采、修复中勘察成果的表达，提高地下空间规划效率。解决了目前地层模型展示方式单一的问题，提升了地层信息统一展示、管理和分析水平。通过实时构建三维地质剖面而达到可以实时以三维形式浏览地下空间场景，实现了多平台数据一体化；为三维模型带来了全新的体验，促进了逼真、精细建模的效果。为城市地下空间规划建设尤其是对未来智慧城市搭建中的地下空间信息的获取和构建方案上起到了重要的辅助作用。在促进城市建设的快速发展，带动城市地下空间资源的大规模开发，在推进城市地下空间向定向、有序的发展，并推进城市空间的立体开发和地下商业交通的开发利用发挥重要的作业；充分开发利用地下空间资源的防护潜能，对提高城市综合防灾抗毁能力起到了一定辅助作用。同时，在地下矿藏开发地质研究工作中，三维地质剖面建模完全可以在地质研究中起到更为突出的作用，可以成为地下矿藏开发阶段矿藏精细描述和生产措施部署的核心技术。本专利技术实施例提供一种三维地质剖面模型动态构建方法，包括如下步骤：设定剖面：通过多组坐标点形成剖面线，对通过剖面线的剖面进行角度和长度设定，形成地层剖面的构建范围，同时对三维空间中的地层剖面构建其包围盒，并将包围盒的边长向四周扩展，作为地质数据获取范围；地下数据提取、判断和完善:将地质数据获取范围内所包含的地下信息进行提取，对地下数据进行空间分析，判定是否构建地层数据结构；地层数据提取与调整：对每个地层信息按照地层编号逐层提取；对地层数据进行判断和调整；确定各个地层的三维模型组织结构；将地层剖面与地层数据结构进行相交：通过地层数据结构与剖面相交获取的相交面即为地层模型在剖面上投影范围；生成剖面数据结构：分别构建剖面上的各个投影范围，形成剖面上各个地层的数据结构，并将生成的剖面地层数据结构进行记录；形成三维模型：将剖面地层数据结构进行渲染可视化，形成可展示的地层剖面三维模型。一种三维地质剖面模型动态构建方法，其中，所述地下数据提取、判断和完善:将地质数据获取范围内所包含的地下信息进行提取，对地下数据进行空间分析，判定是否构建地层数据结构；所述对数据进行判断和完善的具体步骤为：当地质数据获取范围内包含的钻孔数据极少，则判断该区域内不能构建虚拟地下数据；当地质数据获取范围内数据丰厚，数据分布不均衡，则以地质数据获取范围内数据为基础，在数据分布稀疏的范围内进行插值操作，构建地层数据结构。一种三维地质剖面模型动态构建方法，其中，地层数据提取与调整：对每个地层信息按照地层编号逐层提取；对地层数据进行判断和调整；确定各个地层的三维模型组织结构；所述地层数据提取与调整的具体步骤为：根据所述地层缺失情况和所述地层透镜体情况实时调整与该地层数据以及与其相关联的其它地层结构；当出现有缺失地层的地下空间数据，其周围最近距离的地下空间数据关联的地层结构会在两者之间尖灭，同时调整该缺失地层紧邻的上层和下层地层的结构；当出现有透镜体地层的地下空间数据，其关联的地层结构会在其周围最近距离的地下空间数据之间尖灭，同时调整该透镜体地层紧邻的上层和下层地层的结构。一种三维地质剖面模型动态构建方法，其中，所述将地层剖面与地层数据结构进行相交：通过地层数据结构与剖面相交获取的相交面即为地层模型在剖面上投影范围；所述将地层剖面与地层数据结构进行相交的具体步骤为：根据地层数据结构构建地层数据模型：在地质数据获取范围内构建以地层为标准的分层模型结构，在地层数据结构中以地层为标准逐层提取地层信息，构建封闭的地层数据模型；获取地层投影面：用地层剖面与地层数据模型进行逐层相交，将地层模型的封闭边界与剖面进行相交计算获取相交线，相交线与剖面边界形成该地层的在剖面上的投影范围，记录该投影范围边界值以及对应的地层属性信息；透镜体的处理：在剖面上透镜体的投影范围与地层的投影范围重合，剔除重合的地层部分，保留透镜体部分。一种三维地质剖面模型动态构建方法，其中，所述形成三维模型：将剖面地层数据结构进行渲染可视化，形成可展示的地层剖面三维模型；所述形成三维模型的具体步骤为：将地层标识图例统一化处理；依据地层模型在地质剖面上投影的各个点的坐标以及坐标所在面的轴向，计算坐标的法线坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维地质剖面模型动态构建方法，其特征在于，包括如下步骤：设定剖面：通过多组坐标点形成剖面线，对通过剖面线的剖面进行角度和长度设定，形成地层剖面的构建范围，同时对三维空间中的地层剖面构建其包围盒，并将包围盒的边长向四周扩展，作为地质数据获取范围；地下数据提取、判断和完善:将地质数据获取范围内所包含的地下信息进行提取，对地下数据进行空间分析，判定是否构建地层数据结构；地层数据提取与调整：对每个地层信息按照地层编号逐层提取；对地层数据进行判断和调整；确定各个地层的三维模型组织结构；将地层剖面与地层数据结构进行相交：通过地层数据结构与剖面相交获取的相交面即为地层模型在剖面上投影范围；生成剖面数据结构：分别构建剖面上的各个投影范围，形成剖面上各个地层的数据结构，并将生成的剖面地层数据结构进行记录；形成三维模型：将剖面地层数据结构进行渲染可视化，形成可展示的地层剖面三维模型。

【技术特征摘要】
1.一种三维地质剖面模型动态构建方法，其特征在于，包括如下步骤：设定剖面：通过多组坐标点形成剖面线，对通过剖面线的剖面进行角度和长度设定，形成地层剖面的构建范围，同时对三维空间中的地层剖面构建其包围盒，并将包围盒的边长向四周扩展，作为地质数据获取范围；地下数据提取、判断和完善:将地质数据获取范围内所包含的地下信息进行提取，对地下数据进行空间分析，判定是否构建地层数据结构；地层数据提取与调整：对每个地层信息按照地层编号逐层提取；对地层数据进行判断和调整；确定各个地层的三维模型组织结构；将地层剖面与地层数据结构进行相交：通过地层数据结构与剖面相交获取的相交面即为地层模型在剖面上投影范围；生成剖面数据结构：分别构建剖面上的各个投影范围，形成剖面上各个地层的数据结构，并将生成的剖面地层数据结构进行记录；形成三维模型：将剖面地层数据结构进行渲染可视化，形成可展示的地层剖面三维模型。2.根据权利要求1所述的一种三维地质剖面模型动态构建方法，其特征在于：所述地下数据提取、判断和完善:将地质数据获取范围内所包含的地下信息进行提取，对地下数据进行空间分析，判定是否构建地层数据结构；所述对数据进行判断和完善的具体步骤为：当地质数据获取范围内包含的钻孔数据极少，则判断该区域内不能构建虚拟地下数据；当地质数据获取范围内数据丰厚，数据分布不均衡，则以地质数据获取范围内数据为基础，在数据分布稀疏的范围内进行插值操作，构建地层数据结构。3.根据权利要求1所述的一种三维地质剖面模型动态构建方法，其特征在于：地层数据提取与调整：对每个地层信息按照地层编号逐层提取；对地层数据进行判断和调整；确定各个地层的三维模型组织结构；所述地层数据提取与调整的具体步骤为：根据所述地层缺失情况和所述地层透镜体情况实时调整与该地层数据以及与其相关联的其它地层结构；当出现有缺失地层的地下空间数据，其周围最近距离的地下空间数据关联的地层结构会在两者之间尖灭，同...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓晖，沈迎志，蔡红，王永杰，沈美岑，熊鑫，王静，
申请(专利权)人：星际空间天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12