一种三维曲面拟合方法技术

本发明专利技术公开了一种三维曲面拟合方法，其包括以下步骤：S1、根据已知散列点线特征自动拟合原始三维地形和/或地质曲面；S2、对所述原始三维地形和/或地质曲面进行修正；S3、根据高斯过程回归模型预测格网点三维坐标，并在修正后的原始三维地形和/或地质曲面中内插格网点，以获得光滑三维曲面。基于高斯过程回归模型进行三维曲面拟合及修正，以解决在少量特征点线基础上拟合三维地形和地质曲面的难题，并可在顾及原始曲面三维特征的前提下利用少量高精度特征点线对原始曲面进行纠正，以得到更高精度的三维地形和/或地质曲面。

A method of 3D surface fitting

【技术实现步骤摘要】
一种三维曲面拟合方法
本专利技术涉及地理信息处理
，具体为一种三维曲面拟合方法。
技术介绍
近年来，我国铁路行业BIM(BuildingInformationModeling，建筑信息模型)技术应用越来越广泛。探索BIM技术在铁路工程全生命周期中的应用将是重要课题之一。其中，三维地形面和地质面构造是铁路勘察专业BIM的重要内容之一。现有应用较广泛的技术是利用已知特征点线生成三角网，包括直接利用已知点线坐标进行三角剖分，形成三维面模型，其中比较典型的算法有delaunay算法。采用三角剖分算法在点线特征充足的情况下能较好地生成反映实际的三维面模型；但是当点线特征不足时，此算法生成的面会无法反映实际特征且三角面之间过渡突兀。同时，要使得三维曲面能够更为真实、准确的反应地形、地质的实际特征，现有技术中多利用高精度点纠正既有曲面，目前处理方多简单将高精度点与现有点组合重新构造曲面。但产生的结果曲面可能出现不符合实际情况的特征，比如出现突出和凹陷情况。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种三维地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维曲面拟合方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、根据已知散列点线特征自动拟合原始三维地形和/或地质曲面；/nS2、对所述原始三维地形和/或地质曲面进行修正；/nS3、根据高斯过程回归模型预测格网点三维坐标，并在修正后的原始三维地形和/或地质曲面中内插格网点，以获得光滑三维曲面；/n其中，所述步骤S3包括：/nS31、引入回归模型F和随机函数Z，且回归模型F和随机函数Z满足下述公式(1)、(2)所示条件：/n

【技术特征摘要】
1.一种三维曲面拟合方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据已知散列点线特征自动拟合原始三维地形和/或地质曲面；
S2、对所述原始三维地形和/或地质曲面进行修正；
S3、根据高斯过程回归模型预测格网点三维坐标，并在修正后的原始三维地形和/或地质曲面中内插格网点，以获得光滑三维曲面；
其中，所述步骤S3包括：
S31、引入回归模型F和随机函数Z，且回归模型F和随机函数Z满足下述公式(1)、(2)所示条件：






其中，为利用回归模型F计算结果；fn(x)为第n个变量函数值；f(x)T为[f1(x)+...+fn(x)]变成列向量的数学表示；{βk}为回归参数；随机函数Z均值为0，且协方差满足下述公式(3)所示条件：
E[Z(w)Z(x)]＝σ2R(θ,w,x)(3)；
其中，Var[Z(x)]＝σ2；R(θ,w,x)为高斯核函数，且w,x表示两个不同的变量，θ为高斯核函数的自定义参数；
S32、建立预测模型且获得下述公式(4)所示误差方程：



且F＝[f(s1)...f(sm)]T；Z＝[z1...zm]T，是行向量[Z1(x)...Zn(x)]的数学表示；f(x)＝FTc(x)；c(x)T表示函数c(x)的多个结果；Y＝Fβ+Z，为回归模型F的计算结果；
S33、计算获得公式(4)的方差，且所述方差满足下述公式(5)所示条件：



其中，Rij＝R(θ,si,sj),i,j＝1...m,r(x)＝[R(θ,s1,x)...R(θ,s...

【专利技术属性】
技术研发人员：周清华，张忠良，黄新文，李纯，张弛，马文静，方杨，
申请(专利权)人：中铁工程设计咨询集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11