地质剖面三维模型的构建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地质剖面三维模型的构建方法及装置，方法包括：(1)加载二维数据形成剖面集合SP、地层剖面集合S、剖面线集合SL与栅格集合GEoDEM；(2)从SP中读取任一剖面sp

【技术实现步骤摘要】
地质剖面三维模型的构建方法及装置


[0001]本专利技术涉及地质领域，尤其涉及一种地质剖面三维模型的构建方法及装置。

技术介绍

[0002]地质剖面是反映某一方向地表及地下一定深度的地层和地质构造情况的图件，是研究地层、岩体和构造的基础资料。此外，地质剖面图与平面地质图相配合，还可以获得地质构造的立体概念，反映地质体与地质构造在空间上的相互关系及地质演化关系。基于地质剖面在研究与应用的重要价值，长期以来，地学工作者制作和积累了大量的地质剖面图。
[0003]然而，随着三维GIS技术的不断成熟和三维地学应用系统的日益扩大，传统二维形式的地质剖面图，难以满足用户在三维可视化表达、三维空间分析等诸多方面的科研与应用需要。如何基于传统二维地质剖面图，自动生成地质剖面局部区域的三维模型，以支持三维可视化表达和三维空间分析，具有重要的研究意义与应用价值。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种根据二维地质剖图构建地质剖面三维模型的方法和装置。
[0005]技术方案：本专利技术所述的地质剖面三维模型的构建方法包括：
[0006](1)分别根据二维图切剖面矢量数据、剖面线矢量数据与DEM，形成剖面集合SP、地层剖面集合S、剖面线集合SL与栅格集合GEoDEM；
[0007](2)从剖面集合SP中读取任一剖面sp
o
，基于地层剖面集合S对剖面sp
o
构建地表线GL与参考线RL；
[0008](3)从地层剖面集合S读取剖面sp
o
的任一地层剖面s
oi
，基于剖面线集合SL、地表线GL与参考线RL，将地层剖面s
oi
和地表线GL进行空间几何变换，得到变换地层剖面s
’
oi
和变换地表线GL
’
；
[0009](4)基于栅格集合GEoDEM、地表线GL和变换地表线GL
’
，将变换地层剖面s
’
oi
转换到三维，得到三维地层剖面s
’
3oi
；
[0010](5)基于三维地层剖面s
’
3oi
，根据预设条带宽度w创建平行地层剖面t
oi
，采用二者构建地层三维模型；
[0011](6)循环执行步骤(3)
‑
(5)，直至完成剖面sp
o
的所有地层剖面遍历；
[0012](7)循环执行步骤(2)
‑
(6)，直至完成所有剖面的遍历，得到所有地层三维实体模型，镶嵌后得到三维地质剖面模型。
[0013]进一步的，步骤(1)包括：
[0014](1
‑
1)读取二维地质剖面矢量数据，存入剖面集合SP＝{sp
o
|o＝1,2,
…
,SN}，其中，sp
o
表示编号为o的地质剖面，SN表示地质剖面数量，并将每个剖面内的地层保存到地层剖面集合S＝{s
oi
|o＝1，2，
…
，SN，i＝1，2，
…
，DNo}；其中，s
oi
表示编号为o的地质剖面的第i个地层剖面，DNo表示编号为o的地质剖面的地层剖面数量；
[0015](1
‑
2)读取剖面线矢量数据，存入剖面线集合SL＝{sl
o
|o＝1,2,
…
,SN},其中，sl
o
表示sp
o
的剖面线，SN表示剖面线数量；
[0016](1
‑
3)读取DEM数据，存入栅格集合GEoDEM。
[0017]进一步的，步骤(2)包括：
[0018](2
‑
1)从剖面集合SP中读取任一剖面sp
o
，并从地层剖面集合S中提取其所有地层剖面进行合并形成整体几何面，提取几何面的边界线BL；
[0019](2
‑
2)计算边界线BL上两节点p
l
与p
r
，具体方法为：按照横坐标升序排序边界线BL上所有节点，获取首节点和与首节点横坐标相等的节点构建左侧节点集合LP，获取末节点和与末节点横坐标相等的节点构建右侧节点集合RP；再按照纵坐标降序排序节点集合LP与RP，分别获取集合内首节点，作为节点p
l
与p
r
；
[0020](2
‑
3)在节点p
l
、p
r
处分割边界BL获得两条边界分段，将其中起点为p
l
终点为p
r
的边界分段作为地表线GL；
[0021](2
‑
4)以p
r
横坐标为横坐标，以p
l
纵坐标为纵坐标创建新节点p
’
r
，并以p
l
为起点p
’
r
为终点构建参考线RL。
[0022]进一步的，步骤(3)包括：
[0023](3
‑
1)分别获取参考线RL起点p
l
、终点p
’
r
、方位角α和长度L
RL
，以及sp
o
的剖面线sl
o
起点p
f
、终点p
t
、方位角β和长度L
slo
；
[0024](3
‑
2)从地层剖面集合S读取剖面sp
o
的任一地层剖面s
oi
；
[0025](3
‑
3)基于步骤(3
‑
1)获取的起点、终点、方位角和长度将地层剖面s
oi
边界上所有节点进行仿射变换，并采用变换后的节点生成变换地层剖面s
’
oi
；
[0026](3
‑
4)将地表线GL按照步骤(3
‑
3)的变换方法，得到变换地表线GL
’
。
[0027]进一步的，步骤(3
‑
3)包括：
[0028](3
‑3‑
1)从地层剖面s
oi
边界上获取任一节点p
si
；
[0029](3
‑3‑
2)将参考线RL起点p
l
平移到原点，计算得x方向平移量
‑
x(p
l
)、y方向平移量
‑
y(p
l
)；
[0030](3
‑3‑
3)根据方位角计算旋转角度θ＝β
‑
α；
[0031](3
‑3‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地质剖面三维模型的构建方法，其特征在于包括：(1)分别根据二维图切剖面矢量数据、剖面线矢量数据与DEM，形成剖面集合SP、地层剖面集合S、剖面线集合SL与栅格集合GEoDEM；(2)从剖面集合SP中读取任一剖面sp
o
，基于地层剖面集合S对剖面sp
o
构建地表线GL与参考线RL；(3)从地层剖面集合S读取剖面sp
o
的任一地层剖面s
oi
，基于剖面线集合SL、地表线GL与参考线RL，将地层剖面s
oi
和地表线GL进行空间几何变换，得到变换地层剖面s
’
oi
和变换地表线GL
’
；(4)基于栅格集合GEoDEM、地表线GL和变换地表线GL
’
，将变换地层剖面s
’
oi
转换到三维，得到三维地层剖面s
’
3oi
；(5)基于三维地层剖面s
’
3oi
，根据预设条带宽度w创建平行地层剖面t
oi
，采用二者构建地层三维模型；(6)循环执行步骤(3)
‑
(5)，直至完成剖面sp
o
的所有地层剖面遍历；(7)循环执行步骤(2)
‑
(6)，直至完成所有剖面的遍历，得到所有地层三维实体模型，镶嵌后得到三维地质剖面模型。2.根据权利要求1所述的地质剖面三维模型的构建方法，其特征在于：步骤(1)包括：(1
‑
1)读取二维地质剖面矢量数据，存入剖面集合SP＝{sp
o
|o＝1,2,
…
,SN}，其中，sp
o
表示编号为o的地质剖面，SN表示地质剖面数量,并将每个剖面内的地层保存到地层剖面集合S＝{s
oi
|o＝1，2，
…
，SN，i＝1，2，
…
，DNo}；其中，s
oi
表示编号为o的地质剖面的第i个地层剖面，DNo表示编号为o的地质剖面的地层剖面数量；(1
‑
2)读取剖面线矢量数据，存入剖面线集合SL＝{sl
o
|o＝1，2，
…
，SN}，其中，sl
o
表示sp
o
的剖面线，SN表示剖面线数量；(1
‑
3)读取DEM数据，存入栅格集合GEoDEM。3.根据权利要求1所述的地质剖面三维模型的构建方法，其特征在于：步骤(2)包括：(2
‑
1)从剖面集合SP中读取任一剖面sp
o
，并从地层剖面集合S中提取其所有地层剖面进行合并形成整体几何面，提取几何面的边界线BL；(2
‑
2)计算边界线BL上两节点p
l
与p
r
，具体方法为：按照横坐标升序排序边界线BL上所有节点，获取首节点和与首节点横坐标相等的节点构建左侧节点集合LP，获取末节点和与末节点横坐标相等的节点构建右侧节点集合RP；再按照纵坐标降序排序节点集合LP与RP，分别获取集合内首节点，作为节点p
l
与p
r
；(2
‑
3)在节点p
l
、p
r
处分割边界BL获得两条边界分段，将其中起点为p
l
终点为p
r
的边界分段作为地表线GL；(2
‑
4)以p
r
横坐标为横坐标，以p
l
纵坐标为纵坐标创建新节点p
’
r
，并以p
l
为起点p
’
r
为终点构建参考线RL。4.根据权利要求1所述的地质剖面三维模型的构建方法，其特征在于：步骤(3)包括：(3
‑
1)分别获取参考线RL起点p
l
、终点p
’
r
、方位角α和长度L
RL
，以及sp
o
的剖面线sl
o
起点p
f
、终点p
t
、方位角β和长度L
slo
；(3
‑
2)从地层剖面集合S读取剖面sp
o
的任一地层剖面s
oi
；(3
‑
3)基于步骤(3
‑
1)获取的起点、终点、方位角和长度将地层剖面s
oi
边界上所有节点
进行仿射变换，并采用变换后的节点生成变换地层剖面s
’
oi
；(3
‑
4)将地表线GL按照步骤(3
‑
3)的变换方法，得到变换地表线GL
’
。5.根据权利要求4所述的地质剖面三维模型的构建方法，其特征在于：步骤(3
‑
3)包括：(3
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1)从地层剖面s
oi
边界上获取任一节点p
si
；(3
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2)将参考线RL起点p
l
平移到原点，计算得x方向平移量
‑
x(p
l
)、y方向平移量
‑
y(p
l
)；(3
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3)根据方位角计算旋转角度θ＝β<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李安波，沈言根，黄键初，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：