模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法和系统，包括步骤：S1、地质数据输入，具体为输入工程勘察成果数据并确定工程地质三维建模的有效数据；S2、定义模型参数，具体为定义建模地质对象、模型几何属性和模型地质属性参数；S3、构建地质曲面模型，具体为根据所述地质数据和所述模型参数建立单一地质对象的曲面模型；S4、构建综合地质模型，具体为通过对各地质对象的曲面模型进行耦合和相关几何运算构建地质综合模型。本发明专利技术提高了工程地质三维建模的准确率和效率，同时能够实现工程地质三维模型与勘察数据的动态关联，可实现地质三维模型的动态更新。

Geological modeling method and system for simulating spatial development trend of geological phenomena

The invention discloses a 3D geological modeling method and system development trend, a space simulation of geological phenomena comprises the steps of: S1, geological data input, the input of engineering investigation data and confirm the valid data of 3D engineering geological modeling; S2, define the parameters of the model, the specific definition of geological modeling objects, geometric properties and model parameters model of geological attribute; S3, construction of geological surface model, surface model for the establishment of a single specific geological object according to the geological data and the model parameters; S4, constructing a comprehensive geological model, specifically through surface model in various geological objects are coupled and geometry construction of geological model. The invention improves the accuracy and efficiency of the three-dimensional modeling of engineering geology, and simultaneously realizes the dynamic association between the engineering geological three-dimensional model and the survey data, and can realize the dynamic updating of the geological three-dimensional model.

【技术实现步骤摘要】
模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法和系统
本专利技术涉及工程地质领域，尤其涉及一种模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法和系统；主要用于水电地质、水利地质、石油地质、海洋地质、煤炭地质、地质勘察等领域。
技术介绍
传统的工程地质资料分析和解释一般局限于二维、静态的表达方式，这种方式描述地质对象的空间变化直观性差，往往不能充分揭示其空间变化规律，难以使人们直接、完整、准确地理解和感受地下的地质情况，所以越来越不能满足工程设计人员空间分析的需求。利用计算机图形学和可视化技术，构建工程地质三维模型，将二维抽象的地质信息以三维可视化的图形效果直观形象的表达出来，不仅可以直观描述工程地质条件，形象地表达地质现象的空间发育特征，而且结合工程地质三维可视化模型的空间分析功能，可以使工程地质分析更为直观、准确，从而实现快速、适时地进行工程决策。目前工程地质三维模型的建模通常根据钻孔、物探、坑槽等资料，按照插值理论对未知区域的工程地质属性进行模拟，并交互式生成地质三维面模型或三维实体模型。地质三维模型传统建模方法主要基于空间数据插值理论和三维面或实体模型构建理论，构建的三维模型能够很好的反应各工程地质勘探点和各插值点的地质属性，但对于地质对象的整体发育规律和空间发育趋势考虑较少，无法将地质工程师依据勘察成果推演地质现象空间发育趋势的工程地质思维融入工程地质三维建模过程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法和系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法，包括以下步骤：S1、地质数据输入，具体为输入工程勘察成果数据并确定工程地质三维建模的有效数据；S2、定义模型参数，具体为定义建模地质对象、模型几何属性和模型地质属性参数；S3、构建地质曲面模型，具体为根据所述地质数据和所述模型参数建立单一地质对象的曲面模型；S4、构建综合地质模型，具体为通过对各地质对象的曲面模型进行耦合和相关几何运算构建地质综合模型。优选的，步骤S1包括以下步骤：S11、地质数据整理输入，具体为主要对收集的勘察成果数据进行整理并输入工程地质数据库；S12、确定建模有效数据，具体为对数据库数据进行查询、分析、筛选，提取适用于构建工程地质三维模型的有效数据。优选的，步骤S2包括以下步骤：S21、定义建模地质对象，具体为确定工程地质三维模型的建模地质对象；S22、定义模型几何属性，具体为对工程地质模型的几何属性进行定义；S23、定义模型地质属性，具体为对工程地质三维模型的地质属性进行定义。优选的，步骤S3包括以下步骤：S31、确定曲面模型节点，具体为根据步骤S22定义的模型几何属性确定地质曲面模型的节点信息；S32、计算已知节点数据，具体为根据步骤S12确定的建模有效数据计算已知曲面节点地质属性数据；S33、模拟未知节点数据，具体为根据步骤S21定义的建模地质对象和地质工程师推演地质现象未知区域发育趋势的思维模式模拟未知节点地质属性数据；S34、构建单一曲面模型，具体为根据步骤S32和步骤S33的输出成果构建单一地质曲面模型。优选的，步骤S4包括以下步骤：S41、地质曲面模型耦合，具体为将步骤S3构建的各地质单一曲面模型按照工程地质类别进行耦合，形成地质三维曲面模型集；S42、构建单元实体模型，具体为利用曲面的几何计算构建地质单元实体模型；S43、构建地质综合模型，具体为通过地质三维曲面模型和地质三维实体模型的几何运算构建工程地质综合模型，并对综合地质模型附加工程地质属性。一种模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模系统，包括：地质数据输入模块，用于输入工程勘察成果数据并确定工程地质三维建模的有效数据；模型参数定义模块，用于定义建模地质对象、模型几何属性、模型地质属性参数；地质曲面模型构建模块，用于根据地质数据和模型参数建立单一地质对象的曲面模型；综合地质模型构建模块，用于通过对各地质对象的曲面模型进行耦合和相关几何运算构建地质综合模型。优选的，所述地质数据输入模块包括：地质数据整理输入子模块，用于主要对收集的勘察成果数据进行整理并输入工程地质数据库；建模有效数据确定子模块，用于对数据库数据进行查询、分析、筛选，提取适用于构建工程地质三维模型的有效数据。优选的，所述模型参数定义模块包括：建模地质对象定义子模块，用于确定工程地质三维模型的建模地质对象；模型几何属性定义子模块，用于对工程地质模型的几何属性进行定义；模型地质属性定义子模块，用于对工程地质三维模型的地质属性进行定义。优选的，所述地质曲面模型构建模块包括：曲面模型节点确定子模块，用于根据所述模型几何属性定义子模块定义的模型几何属性确定地质曲面模型的节点信息；已知节点数据计算子模块，用于根据所述建模有效数据确定子模块确定的建模有效数据计算已知曲面节点地质属性数据；未知节点数据模拟子模块，用于根据所述建模地质对象定义子模块定义的建模地质对象和地质工程师推演地质现象未知区域发育趋势的思维模式模拟未知节点地质属性数据；单一曲面模型构建子模块，用于根据所述已知节点数据计算子模块和所述未知节点数据模拟子模块的输出成果构建单一地质曲面模型。优选的，所述综合地质模型构建模块包括：地质曲面模型耦合子模块，用于将所述地质曲面模型构建模块构建的各地质单一曲面模型按照工程地质类别进行耦合，形成地质三维曲面模型集；单元实体模型构建子模块，用于利用曲面的几何计算构建地质单元实体模型；地质综合模型构建子模块，用于通过地质三维曲面模型和地质三维实体模型的几何运算构建工程地质综合模型，并对综合地质模型附加工程地质属性。本专利技术的有益效果是：本专利技术的模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法和系统能够将地质工程师根据勘察成果进行地质推演或地质预测的工程地质思维融入工程地质三维建模过程，充分考虑工程地质现象的整体发育规律和空间发育趋势，提高了工程地质三维建模的准确率和效率。本专利技术同时能够实现工程地质三维模型与勘察数据的动态关联，可实现地质三维模型的动态更新。附图说明图1是本专利技术的方法的技术流程图；图2是本专利技术的模拟地质现象空间发育趋势的方法示意图；图3是本专利技术的工程地质曲面模型示意图；图4是本专利技术的工程地质综合模型示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如附图1所示本专利技术的模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法，包括以下步骤：地质数据输入A，输入工程勘察成果数据并确定工程地质三维建模的有效数据；定义模型参数B，定义建模地质对象、模型几何属性、模型地质属性等参数；构建地质曲面模型C，根据地质数据和模型参数建立单一地质对象的曲面模型；构建综合地质模型D，通过对各地质对象的曲面模型进行耦合和相关几何运算构建地质综合模型。所述地质数据输入A包含地质数据整理输入A-1子过程、确定建模有效数据A-2子过程。其中A-1过程主要对收集的勘察成果数据进行整理并输入工程地质数据库；A-2子过程对数据库数据进行查询、分析、筛选，提取适用于构建工程地质三维模型的有效数据。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、地质数据输入，具体为输入工程勘察成果数据并确定工程地质三维建模的有效数据；S2、定义模型参数，具体为定义建模地质对象、模型几何属性和模型地质属性参数；S3、构建地质曲面模型，具体为根据所述地质数据和所述模型参数建立单一地质对象的曲面模型；S4、构建综合地质模型，具体为通过对各地质对象的曲面模型进行耦合和相关几何运算构建地质综合模型。

【技术特征摘要】
1.一种模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、地质数据输入，具体为输入工程勘察成果数据并确定工程地质三维建模的有效数据；S2、定义模型参数，具体为定义建模地质对象、模型几何属性和模型地质属性参数；S3、构建地质曲面模型，具体为根据所述地质数据和所述模型参数建立单一地质对象的曲面模型；S4、构建综合地质模型，具体为通过对各地质对象的曲面模型进行耦合和相关几何运算构建地质综合模型。2.根据权利要求1所述的模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：S11、地质数据整理输入，具体为主要对收集的勘察成果数据进行整理并输入工程地质数据库；S12、确定建模有效数据，具体为对数据库数据进行查询、分析、筛选，提取适用于构建工程地质三维模型的有效数据。3.根据权利要求2所述的模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：S21、定义建模地质对象，具体为确定工程地质三维模型的建模地质对象；S22、定义模型几何属性，具体为对工程地质模型的几何属性进行定义；S23、定义模型地质属性，具体为对工程地质三维模型的地质属性进行定义。4.根据权利要求3所述的模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：S31、确定曲面模型节点，具体为根据步骤S22定义的模型几何属性确定地质曲面模型的节点信息；S32、计算已知节点数据，具体为根据步骤S12确定的建模有效数据计算已知曲面节点地质属性数据；S33、模拟未知节点数据，具体为根据步骤S21定义的建模地质对象和地质工程师推演地质现象未知区域发育趋势的思维模式模拟未知节点地质属性数据；S34、构建单一曲面模型，具体为根据步骤S32和步骤S33的输出成果构建单一地质曲面模型。5.根据权利要求1所述的模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法，其特征在于，步骤S4包括以下步骤：S41、地质曲面模型耦合，具体为将步骤S3构建的各地质单一曲面模型按照工程地质类别进行耦合，形成地质三维曲面模型集；S42、构建单元实体模型，具体为利用曲面的几何计算构建地质单元实体模型；S43、构建地质综合模型，具体为通过地质三维曲面模型和地质三维实体模型的几何运算构建工程地质综合模型，并对综合地质模型附加工程地质属性。6.一种模拟地质现...

【专利技术属性】
技术研发人员：李进敏，张国宝，陈丹，朱夏甫，陈新球，徐立彦，王腾飞，肖海波，赵开开，
申请(专利权)人：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11