一种褶皱构造的参数化三维模型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褶皱构造的参数化三维模型构建方法及装置，方法包括：(1)获取用户设置的褶皱参数，形成褶皱枢纽参数集合A、褶皱要素参数集合F和地层厚度集合S；(2)基于褶皱要素参数集合F，生成褶皱中间剖面的参考地层界线sl0，并存入地层界线集合SL；(3)根据地层厚度集合S和参考地层界线sl0，按照褶皱地层排布规律，生成中间剖面的剩余地层界线，并存入地层界线集合SL；(4)将中间剖面的地层界线集合SL转换为中间剖面sc

【技术实现步骤摘要】
一种褶皱构造的参数化三维模型构建方法及装置


[0001]本专利技术涉及地理信息技术，尤其涉及一种褶皱构造的参数化三维模型构建方法及装置。

技术介绍

[0002]褶皱是地壳中层状的岩石因挤压力的作用而呈现出的波纹状弯曲现象。褶皱构造作为一种基本的地质构造类型，其三维建模与符号化表达都是至关重要的内容。然而，目前针对褶皱构造的三维建模方法大多为依赖钻孔或实测剖面的非参数化建模方法，不仅对地质数据有着较高的依赖性，而且适用范围较为局限，建模效率较低；另一方面，目前褶皱构造的符号化表达多局限于二维层面，难以满足三维地质模型中的地质符号需求。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种效率更高的褶皱构造的参数化三维模型构建方法及装置。
[0004]技术方案：本专利技术所述的褶皱构造的参数化三维模型构建方法包括：
[0005](1)获取用户设置的褶皱参数，形成褶皱枢纽参数集合A、褶皱要素参数集合F和地层厚度集合S；
[0006](2)基于褶皱要素参数集合F，生成褶皱中间剖面的参考地层界线sl0，并存入地层界线集合SL；
[0007](3)根据地层厚度集合S和参考地层界线sl0，按照褶皱地层排布规律，生成中间剖面的剩余地层界线，并存入地层界线集合SL；
[0008](4)将中间剖面的地层界线集合SL转换为中间剖面sc
mid
；
[0009](5)基于中间剖面sc
mid
和褶皱枢纽参数集合A，通过仿射变换处理，生成褶皱在枢纽方向上的剖面集合SC；
[0010](6)基于剖面集合SC，通过Morphing插值算法，生成符号化的褶皱三维模型。
[0011]进一步的，步骤(1)包括：
[0012](1
‑
1)读取用户设置的褶皱枢纽参数，包括枢纽前后倾角、枢纽前后走向、轴面前后倾角和枢纽宽度，并存入褶皱枢纽参数集合A；
[0013](1
‑
2)读取用户设置的褶皱要素参数，包括左拐点位置、右拐点位置、轴面倾角、翼间角和褶皱形态，并存入褶皱要素参数集合F；
[0014](1
‑
3)读取用户设置的地层厚度，并存入地层厚度集合S＝{s
k
|k＝1,2,...,SN}，其中s
k
表示用户设置的自顶向下的第k个地层的厚度，SN表示地层数目。
[0015]进一步的，步骤(2)包括：
[0016](2
‑
1)获取褶皱要素参数集合F中左拐点位置f
pl
和右拐点位置f
pr
，生成褶皱要素的左拐点p
l
和右拐点p
r
，并存入褶皱中间剖面的参考地层界线点集P0；
[0017](2
‑
2)读取褶皱要素参数集合F中褶皱要素的轴面倾角、翼间角和褶皱形态参数，
并分别记为γ、δ和curve；
[0018](2
‑
3)根据下式计算左右转折端的倾角α和β：
[0019][0020](2
‑
4)根据拐点p
l
和p
r
，以及倾角α和β，通过点斜式求交方法，得到褶皱要素轴面上顶点，记为顶点C；
[0021](2
‑
5)根据轴面倾角γ和顶点C，计算轴面与褶皱要素底面线p
l
p
r
的交点D，作为轴面下顶点D；
[0022](2
‑
6)根据顶点C和顶点D生成轴面CD，在轴面CD上获取褶皱要素的转折点E，该转折点使得下式成立：
[0023][0024](2
‑
7)过E点作FG
⊥
CD，分别交p
l
C、p
r
C于贝塞尔控制点F和G；
[0025](2
‑
8)分别基于点p
l
、F、E和点E、G、p
r
，生成两条连续的贝塞尔曲线点集，并存入参考地层界线点集P0中；
[0026](2
‑
9)基于用户设置的最大旋转角amax和旋转半径R，对参考地层界线点集P0进行扭曲变形处理，得到变形点集P
′0以使其在描绘倒转地层时更加贴近实际地层分布情况；
[0027](2
‑
10)将变形点集P
′0转为相应的参考地层界线sl0，并存入地层界线集合SL。
[0028]进一步的，步骤(2
‑
9)包括：
[0029](2
‑9‑
1)选取参考地层界线点集P0中任一点p
m,0
；
[0030](2
‑9‑
2)计算p
m,0
与点D的距离，记为r；
[0031](2
‑9‑
3)根据下式计算点p
m,0
处的旋转角度θ：
[0032]θ＝amax
×
(R
‑
r)/R
[0033](2
‑9‑
4)将点p
m,0
旋转θ，得到扭曲变形后的点p
′
m,0
，并存入变形点集P
′0；
[0034](2
‑9‑
5)循环执行步骤(2
‑9‑
1)
‑
(2
‑9‑
4)，直至P0中所有点变形完毕，得到变形点集P
′0＝{p
′
m,0
|m＝1,2,...,PN}，PN表示参考地层界线的点数。
[0035]进一步的，步骤(3)包括：
[0036](3
‑
1)设置k＝0，0为参考地层界线sl0的序号；
[0037](3
‑
2)从地层厚度集合S中选取地层厚度s
k
；
[0038](3
‑
3)获取地层厚度s
k
对应地层的地层界线sl
k
的点集P
k
；
[0039](3
‑
4)选取点集P
k
中的任一点p
v,k
；
[0040](3
‑
5)根据相邻点计算点p
v,k
附近的切线方向，并基于切线方向计算p
v,k
处的法线倾斜角ω；
[0041](3
‑
6)基于倾斜角ω和地层厚度s
k
，根据下式计算p
v,k
对应的地层底部界线中的相应点p
v,k+1
的坐标(x
v,k+1
,y
v,k+1
)，并存入点集P
k+1
：
[0042][本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种褶皱构造的参数化三维模型构建方法，其特征在于该方法包括：(1)获取用户设置的褶皱参数，形成褶皱枢纽参数集合A、褶皱要素参数集合F和地层厚度集合S；(2)基于褶皱要素参数集合F，生成褶皱中间剖面的参考地层界线sl0，并存入地层界线集合SL；(3)根据地层厚度集合S和参考地层界线sl0，按照褶皱地层排布规律，生成中间剖面的剩余地层界线，并存入地层界线集合SL；(4)将中间剖面的地层界线集合SL转换为中间剖面sc
mid
；(5)基于中间剖面sc
mid
和褶皱枢纽参数集合A，通过仿射变换处理，生成褶皱在枢纽方向上的剖面集合SC；(6)基于剖面集合SC，通过Morphing插值算法，生成符号化的褶皱三维模型。2.根据权利要求1所述的褶皱构造的参数化三维模型构建方法，其特征在于：步骤(1)包括：(1
‑
1)读取用户设置的褶皱枢纽参数，包括枢纽前后倾角、枢纽前后走向、轴面前后倾角和枢纽宽度，并存入褶皱枢纽参数集合A；(1
‑
2)读取用户设置的褶皱要素参数，包括左拐点位置、右拐点位置、轴面倾角、翼间角和褶皱形态，并存入褶皱要素参数集合F；(1
‑
3)读取用户设置的地层厚度，并存入地层厚度集合S＝{s
k
|k＝1,2,...,SN}，其中s
k
表示用户设置的自顶向下的第k个地层的厚度，SN表示地层数目。3.根据权利要求1所述的褶皱构造的参数化三维模型构建方法，其特征在于：步骤(2)包括：(2
‑
1)获取褶皱要素参数集合F中左拐点位置f
pl
和右拐点位置f
pr
，生成褶皱要素的左拐点p
l
和右拐点p
r
，并存入褶皱中间剖面的参考地层界线点集P0；(2
‑
2)读取褶皱要素参数集合F中褶皱要素的轴面倾角、翼间角和褶皱形态参数，并分别记为γ、δ和curve；(2
‑
3)根据下式计算左右转折端的倾角α和β：(2
‑
4)根据拐点p
l
和p
r
，以及倾角α和β，通过点斜式求交方法，得到褶皱要素轴面上顶点，记为顶点C；(2
‑
5)根据轴面倾角γ和顶点C，计算轴面与褶皱要素底面线p
l
p
r
的交点D，作为轴面下顶点D；(2
‑
6)根据顶点C和顶点D生成轴面CD，在轴面CD上获取褶皱要素的转折点E，该转折点使得下式成立：(2
‑
7)过E点作FG
⊥
CD，分别交p
l
C、p
r
C于贝塞尔控制点F和G；
(2
‑
8)分别基于点p
l
、F、E和点E、G、p
r
，生成两条连续的贝塞尔曲线点集，并存入参考地层界线点集P0中；(2
‑
9)基于用户设置的最大旋转角amax和旋转半径R，对参考地层界线点集P0进行扭曲变形处理，得到变形点集P
′0以使其在描绘倒转地层时更加贴近实际地层分布情况；(2
‑
10)将变形点集P
′0转为相应的参考地层界线sl0，并存入地层界线集合SL。4.根据权利要求3所述的褶皱构造的参数化三维模型构建方法，其特征在于：步骤(2
‑
9)包括：(2
‑9‑
1)选取参考地层界线点集P0中任一点p
m,0
；(2
‑9‑
2)计算p
m,0
与点D的距离，记为r；(2
‑9‑
3)根据下式计算点p
m,0
处的旋转角度θ：θ＝amax
×
(R
‑
r)/R(2
‑9‑
4)将点p
m,0
旋转θ，得到扭曲变形后的点p
′
m,0
，并存入变形点集P
′0；(2
‑9‑
5)循环执行步骤(2
‑9‑
1)
‑
(2
‑9‑
4)，直至P0中所有点变形完毕，得到变形点集P
′0＝{p
′
m,0
|m＝1,2,...,PN}，PN表示参考地层界线的点数。5.根据权利要求1所述的褶皱构造的参数化三维模型构建方法，其特征在于：步骤(3)包括：(3
‑
1)设置k＝0，0为参考地层界线sl0的序号；(3
‑
2)从地层厚度集合S中选取地层厚度s
k
；(3
‑
3)获取地层厚度s<...

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