一种复杂地质模型的快速建模方法技术

本发明专利技术涉及一种复杂地质模型的快速建模方法，属油气勘探开发地质建模技术领域，其特征在于包括如下步骤：1、工区网格点三维数据库的建立，2、网格点的初始法矢量的计算，3、网格点的修正法矢量的计算，4、网格点的取舍，5、根据删除顶点后的工区复杂地质体的网格数据，进行三角形剖分，生成Delaunay三角网，绘制地质模型。本发明专利技术通过删除一部分在精度范围内的顶点，减少了运算数据，利用Delaunay三角网的剖分方法绘制出简化后的复杂地质模型，克服了大规模数据造成的建模速度迟缓的问题，使大数据的网格模型大大简化，达到了加快建模速度的目的；具有建模速度明显加快，能得到高逼真度的地质模型的特点。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术涉及，属油气勘探开发地质建模
。
技术介绍
:油气能源成为人类社会的主要能源以后，迅速改变着整个世界经济和社会的面貌。自然界没有哪一种原料能像油气那样能对社会产生如此巨大的影响，因此地质勘探技术的发展，对准确高效的寻找油气储层起着至关重要的作用。三维地质建模，就是运用计算机技术，在三维环境下，将空间信息管理、地质解释、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来，用于地质研究的技术。在复杂地质体的环境下，地质构造复杂，岩性岩相不稳定，地层信息难以获取，这些问题都给地质建模带来很大的影响。近年来，我国在油气勘探方面的研究蓬勃发展，己研究开发出了不少具有自主知识产权的、完整的地质建模系统，就其算法构架和功能稳定方面不乏先进性，但在建模的质量，速度及准确度等方面还存在明显不足。随着复杂几何模型建模的需求日益膨胀，快速建模技术也应运而生。在计算机图形学领域，经常采用多边形网格来描述物体的几何模型。对于小数据量的地质模型，采用一般的建模技术足以满足要求，但是对于复杂不规则的地质模型(如含有断层，褶曲，开挖边界等)，其不规则网通常由成千上万个多边形面片组成。由于将多边形映射为图像的过程需要大量的计算，因此花费的绘制时间相当长，存储量也特别大。随着地质学研究的深入，数据量庞大的复杂地质模型通常不能满足实时绘制的需要。因此，需要实现对复杂地质模型建模的简化和加速。目前，许多领域已经着眼于快速建模方法的研究(如虚拟现实、交互式可视化、计算机仿真等领域)，以求能够在保证较少地损害逼真度并且较大幅度地降低复杂度的情况下，达到加快建模速度的目的。如申请号为CN99802420.1的专利公开了一种能进行纤维供给卷轴监测的快速建模系统，其主要用于快速建模系统中的纤维卷轴支承一个保存有关卷轴上纤维类型和数量的数据的电路。申请号为CN200810057144.5的专利公开了一种用于数据挖掘领域的海量数据的快速建模方法，该方法在建模的过程中，首先从数据集中获取数据，然后为每个属性计算一个指标值作为属性的特征值，并根据特征值对属性进行筛选，从而减少被测试的属性在建模过程中的数量，即用少量的内存操作数替代大量的外存操作，达到了提高建模效率，节省建模时间的效果。目前，在复杂地质建模的快速建模领域，还未有相关的研究报道。
技术实现思路
:为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供，通过删除一部分在精度范围内的顶点，减少运算数据，利用Delaunay三角网的剖分方法绘制出简化后的复杂地质模型，具有绘制速度明显加快，能得到高逼真度的地质模型的特点。本专利技术是通过如下技术方案来实现上述目的的。本专利技术所提供的，包括如下步骤:1、工区网格点三维数据库的建立:根据地质勘探资料和建模要求，将工区划分成网格，并获得每个网格点的三维坐标，按网格点的X坐标、Y坐标、高程值建立网格点的三维数据库；2、网格点的初始法矢量的计算:从网格点的三维数据库中取一个网格点，计算出周围与其相连接的所有三角形的法矢量，并求出其平均值，作为该网格点的初始法矢量，并进行归一化处理；依此求出所有网格点的初始法矢量；3、网格点的修正法矢量的计算:从网格点的三维数据库中取一个网格点，将其周围所有的网格点的初始法矢量进行平均，计算的平均值即为该网格点的修正法矢量；4、网格点的取舍:根据快速建模的精度要求，设定简化模型的精度值ε ；求出一个网格点的修正法矢量与周围所有的网格点的修正法矢量之间的夹角Θ ；将所求得的夹角Θ换算成弧度值δ ;再将弧度值δ与设定的精度值ε进行比较；当所得的所有的弧度值δ都小于精度值ε时，就可以将该网格点删除，否则，将保留该网格点；5、Delaunay三角网的生成:根据删除顶点后的工区复杂地质体的网格数据，进行三角形剖分，生成Delaunay三角网，绘制地质模型。本专利技术与现有的技术相比，通过删除一部分在精度范围内的顶点，减少了运算数据，利用Delaunay三角网的剖分方法绘制出简化后的复杂地质模型，克服了大规模数据造成的建模速度迟缓的问题，使大数据的网格模型大大简化，达到了加快建模速度的目的；具有建模速度明显加快，能得到高逼真度的地质模型的特点。【附图说明】:图1为本专利技术的流程示意图。图2为模型网格面及其三角形细分的示意图。图3为网格点的修正法矢量的计算示意图。图4为曲面的一维数学模型示意图。图5为网格点初始Delaunay边构造模型示意图。图6为凸壳多边形的合成示意图。【具体实施方式】:下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例:下面就某工区的地表高程数据(DEM)进行地质模型的快速建模对本专利技术作进一步说明。本实施例的数据为DEM数据，选用了两个模型的DEM数据进行说明。模型1:规格为 CoIumnsI (列数)*rowsl (行数)(columnsl=985, rowsl=748),原始网格点数目为736，780个，直接形成的三角面片数为1，476，096个，其X坐标值的间距为cellsizelX (cellsizelX=20), Y 坐标值的间距为 cellsizelY (cellsizelY=18), X, Y 坐标值均只有一个起点值。模型2:规格为 columns2 (列数)*rows2 (行数)(columns2=2467, rows2=676),原始网格点数目为1，667，692个，直接形成的三角面片数为3，329，100个，X坐标值的间距为cellsize2X(cellsize2X=25)，Y 坐标值的间隔为 cellsize2Y(cellsize2Y=25)，X，Y 坐标值只有一个起点值。 根据起点和间隔以及每点的高程值就可以算出所有点的三维坐标值。1、工区网格点三维数据库的建立:根据地质勘探资料和建模要求，将工区划分成网格，并获得每个网格点的三维坐标，按网格点的X坐标、Y坐标、高程值建立网格点的三维数据库。2、网格点的初始法矢量的计算:由于三个点确定一个平面，因此通常将网格面细分为三角形面；读取三维数据库中的地质网格数据,将地质数据进行三角形细分；从网格点的三维数据库中取一个网格点，计算出周围与其相连接的所有三角形的法矢量，并求出其平均值，作为该网格点的初始法矢量，并进行归一化处理；依此求出所有网格点的初始法矢量；利用三角形三个顶点来唯一确定这个三角面片的法矢量，其方法如下:设三角形的三个点分别为A，B, C (逆时针排列)，其法矢量为^，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复杂地质模型的快速建模方法，其特征在于包括如下步骤：（1）、工区网格点三维数据库的建立：根据地质勘探资料和建模要求，将工区划分成网格，并获得每个网格点的三维坐标，按网格点的X坐标、Y坐标、高程值建立网格点的三维数据库；（2）、网格点的初始法矢量的计算：从网格点的三维数据库中取一个网格点，计算出周围与其相连接的所有三角形的法矢量，并求出其平均值，作为该网格点的初始法矢量，并进行归一化处理；依此求出所有网格点的初始法矢量；（3）、网格点的修正法矢量的计算：从网格点的三维数据库中取一个网格点，将其周围所有的网格点的初始法矢量进行平均，计算的平均值即为该网格点的修正法矢量；（4）、网格点的取舍：根据快速建模的精度要求，设定简化模型的精度值ε；求出一个网格点的修正法矢量与周围所有的网格点的修正法矢量之间的夹角θ；将所求得的夹角θ换算成弧度值δ；再将弧度值δ与设定的精度值ε进行比较；当所得的所有的弧度值δ都小于精度值ε时，就可以将该网格点删除，否则，将保留该网格点；（5）、Delaunay三角网的生成：根据删除顶点后的工区复杂地质体的网格数据，进行三角形剖分，生成Delaunay三角网，绘制地质模型。...

【技术特征摘要】
1.一种复杂地质模型的快速建模方法，其特征在于包括如下步骤: (1)、工区网格点三维数据库的建立: 根据地质勘探资料和建模要求，将工区划分成网格，并获得每个网格点的三维坐标，按网格点的X坐标、Y坐标、高程值建立网格点的三维数据库； (2)、网格点的初始法矢量的计算: 从网格点的三维数据库中取一个网格点，计算出周围与其相连接的所有三角形的法矢量，并求出其平均值，作为该网格点的初始法矢量，并进行归一化处理；依此求出所有网格点的初始法矢量； (3)、网格点的修正法矢量的计算: 从网格点的三维数据库中取一个网格点，将其周围所有的网格点的初始法矢量进行平均，计算的平均值即为该网格点的修正法矢量； (4)、网格点的取舍: 根据快速建模的精度要求，设定简化模型的精度值ε ； 求出一个网格点的修正法矢量与周围所有的网格点的修正法矢量之间的夹角Θ ;将所求得的夹角Θ换算成弧度值δ ;再将弧度值δ与设定的精度值ε进行比较；当所得的所有的弧度值δ都小于精度值ε时，就可以将该网格点删除，否则，将保留该网格点； (5)、Delaunay三角网的生成: ...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢凯，刘波，张拓，丰帆，白志君，夏巍，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：