專利名稱：復(fù)雜褶皺真三維建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地質(zhì)測繪領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)雜褶皺真三維建模方法。
背景技術(shù)：
褶皺的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，類型多樣，對于直立褶曲和傾斜褶曲，由于不存在多值面的現(xiàn) 象，只是簡單的背斜與向斜，在三維地質(zhì)建模中，可以不需單獨處理，而對復(fù)雜的褶皺易出 現(xiàn)巖性序列倒轉(zhuǎn)及巖性重復(fù)的現(xiàn)象，如不考慮褶皺因素，由于數(shù)據(jù)局部重復(fù)和沖突，可能引 起三維地質(zhì)建模過程的混亂而使地質(zhì)建模失敗。因此對含褶皺地質(zhì)的三維建模的研究仍然 處于初級階段，目前對于含褶皺地質(zhì)體三維建?？偨Y(jié)起來，主要有斷面法、多層TIN法、三 維柵格法三種方法。但是，這三種方法還存在以下不足(l)斷面法，雖然可以實現(xiàn)對含褶 皺地質(zhì)體構(gòu)模，但構(gòu)模過程很繁瑣，構(gòu)模的結(jié)果具有不確定性，并沒有指出斷面之間交互過 程；(2)多層TIN法，沒有指出輪廓線控制點如何確定，還有相鄰層之間拓撲關(guān)系統(tǒng)一維護 存在很大的難度；(3)柵格法，一個顯著的問題就是所占用的內(nèi)存較大，尤其是用不同的顏 色來表示不同的成分變化時，更為突出，這是制約柵格方法運用的重要原因之一。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種巖柱體分區(qū)建模法(RPBP)，其相關(guān)定義如 下 定義1 :廣義三棱柱(GTP):是一種三維地質(zhì)構(gòu)模的數(shù)據(jù)模型，它由上、下不一定平 行的兩個三角形和3個側(cè)面空間四邊形圍成，幾何要素包含結(jié)點、邊、頂?shù)酌嫒切?、?cè)面 三角形、GTP。 定義2 :巖柱體(rock pillar body, RPB)，設(shè)鉆孔口形成的地表面CD-TIN中的任 一三角形為I,由構(gòu)成1\的3個鉆孔點沿著鉆孔跡線向下擴展到鉆孔的末端而形成一個柱 體空間Ri，稱為巖柱體。巖柱體包含所有內(nèi)含在柱體空間范圍內(nèi)的地層、斷層、褶皺、工程體 等自然或人工實體。 定義3 :界限三角形，根據(jù)斷層三維建模的需要，巖柱體被鉆孔孔口形成的地表面 CD-TIN中的三角形、相應(yīng)鉆孔的末端點所構(gòu)成的三角形、斷層面上三角形、褶皺軸面三角形
等分成多個封閉區(qū)域，這些三角形在三維地質(zhì)建模中起到界限的作用，稱作界限三角形。
定義4 :巖柱體分區(qū)建模法(RPBP)，巖體按照一定的規(guī)則被界限三角形分區(qū)成多 個封閉的區(qū)域，然后對這些區(qū)域進行建模，進而完成整個建模區(qū)的建模，這種建模的方法稱 為巖柱體分區(qū)建模法。 基于上述方法，本發(fā)明的技術(shù)方案為 運用RPBP法，在巖柱體相鄰兩個界限三角形內(nèi)，首先進行是否含有復(fù)雜褶皺構(gòu)造 的檢測，如果有復(fù)雜褶皺則進行自動交互構(gòu)建復(fù)雜褶皺軸面界限三角形，如沒有褶皺則按 照多尺度構(gòu)模的方法構(gòu)建三維地質(zhì)模型，如含有復(fù)雜褶皺構(gòu)造需要首選構(gòu)建褶皺軸面界限 三角形后，按照多尺度構(gòu)模的方法構(gòu)建三維地質(zhì)模型。這個過程中含復(fù)雜褶皺構(gòu)造的檢測及復(fù)雜褶皺軸面界限三角形的構(gòu)建是關(guān)鍵。
其主要步驟如下 1.地質(zhì)體含復(fù)雜褶皺構(gòu)造的檢測 St印l :在地表面CD-TIN中任取一個三角形設(shè)為cdtin—tiangle，此時在cdtin_ tiangle的存貯界限三角形的動態(tài)數(shù)組adjTriangle順序取兩個界限三角形，存貯的是以 組為尺度的界限三角形，設(shè)一個布爾型變量bfolds = fals ; St印2 :在三角形cdtin—tiangle的動態(tài)數(shù)組adjTriangle中順序取兩個三角形設(shè) 為uplimit_tiangle、downlimit_tiangle，從uplimit—tiangle至lj downlimit_tiangle表不 的是一個組，uplimit_tiangle的三維頂點設(shè)為up_n0、 uo_nl、 up_n2， dwonlimit_tiangle 的三維頂點設(shè)為dowm_n0、downn_l、dow_n2，由點up_n0沿鉆孔可以追蹤到點downui0，其它 兩個點也是如此； St印3 :由點up_nO沿鉆孔到點doWm_nO，搜索是否存在巖性的重復(fù)，如有則bfolds =true。轉(zhuǎn)到St印5，否則繼續(xù)檢測點up_nl到點dowm_nl和up_n2到點dowm_n2 ;
St印4 :如果bflds仍為false,則表明界限三角形uplimit_tiangle和 downlimit—tiangle之間不存在褶皺現(xiàn)象，按照上文所述的巖性為尺度的構(gòu)模方法構(gòu)建地 質(zhì)模型。轉(zhuǎn)入St印2繼續(xù)檢測，直到所有的界限三角形都檢測結(jié)束； St印5 :如果bflds為true,貝U，則表明界限三角形uplimit_tiangle和 downlimit—tiangle之間不存在褶皺現(xiàn)象，需要交互插入界限三角形， 一般是插入的界限三 角形在褶曲的軸面上，轉(zhuǎn)入St印2繼續(xù)檢測，直到所有的界限三角形都檢測結(jié)束；
2.構(gòu)建復(fù)雜褶皺的軸面界限三角形
其主要步驟如下 St印l :運用下文介紹的三維空間交互技術(shù)的方法構(gòu)建交互操作集，交互操作集包 含要操作的巖柱體的鉆孔與已構(gòu)建好的全部界限三角形； St印2 :運用三維交互操作各種觀察方式，如放大、平移、旋轉(zhuǎn)、線框、關(guān)閉顯示等， 來觀察需要交互構(gòu)建界限三角形的三個孔， 一般來說，要從上向下逐步構(gòu)建，經(jīng)過觀察分 析，依次選取鉆孔上的相應(yīng)節(jié)點，構(gòu)建界限三角形按扭，構(gòu)建出界限三角形，該界限三角形 搜尋到相應(yīng)巖柱體內(nèi)的界限三角形內(nèi)，將上面相應(yīng)區(qū)域的被新建的界限三角形一分為二 ；
St印3 :重復(fù)St印l、St印2，直到處理完所有相鄰界限三角形區(qū)域。
通過本發(fā)明很好解決了復(fù)雜褶皺真三維建模的問題。


附圖為基于RPBP法的含褶皺地質(zhì)體三維建模的基本流程示意圖
具體實施例方式
如附圖所示運用RPBP法，在巖柱體相鄰兩個界限三角形內(nèi)，首先進行是否含有 復(fù)雜褶皺構(gòu)造的檢測，如果有復(fù)雜褶皺則進行自動交互構(gòu)建復(fù)雜褶皺軸面界限三角形，如 沒有褶皺則按照多尺度構(gòu)模的方法構(gòu)建三維地質(zhì)模型，如含有復(fù)雜褶皺構(gòu)造需要首選構(gòu)建 褶皺軸面界限三角形后，按照多尺度構(gòu)模的方法構(gòu)建三維地質(zhì)模型。這個過程中含復(fù)雜褶 皺構(gòu)造的檢測及復(fù)雜褶皺軸面界限三角形的構(gòu)建是關(guān)鍵。
其主要步驟如下 1.地質(zhì)體含復(fù)雜褶皺構(gòu)造的檢測 St印l :在地表面CD-TIN中任取一個三角形設(shè)為cdtin_tiangle，此時在cdtin_ tiangle的存貯界限三角形的動態(tài)數(shù)組adjTriangle順序取兩個界限三角形，存貯的是以 組為尺度的界限三角形，設(shè)一個布爾型變量bfolds = false,如圖4. 20 (a)所示。
St印2 :在三角形cdtin—tiangle的動態(tài)數(shù)組adjTriangle中順序取兩個三角形設(shè) 為uplimit_tiangle、downlimit_tiangle，從uplimit_tiangle至lj downlimt_tiangle表不 的是一個組，uplimit_tiangle的三維頂點設(shè)為up_n0、 up_nl、 up_n2， dwonlimit_tiangle 的三維頂點設(shè)為dowm_n0、 down_nl、 down_n2，由點up_n0沿鉆孔可以追蹤到點downui0，其 它兩個點也是如此。 St印3 :由點up_nO沿鉆孔到點doWm_nO，搜索是否存在巖性的重復(fù)，如有則bfolds =true。轉(zhuǎn)到St印5，否則繼續(xù)檢測點up_nl到點dowm_nl和up_n2到點dowm_n2。
St印4 :如果bfolds仍為false,則表明界限三角形uplimit—tiangle和 downlimit—tiangle之間不存在褶皺現(xiàn)象，按照上文所述的巖性為尺度的構(gòu)模方法構(gòu)建地 質(zhì)模型。轉(zhuǎn)入St印2繼續(xù)檢測，直到所有的界限三角形都檢測結(jié)束。 St印5 :如果bfolds為true,貝U，則表明界限三角形uplimit_tiangle和 downlimit—tiangle之間不存在褶皺現(xiàn)象，需要交互插入界限三角形， 一般是插入的界限三 角形在褶曲的軸面上，具體交互插入界限三角形的方法將在下文介紹。轉(zhuǎn)入St印2繼續(xù)檢 測，直到所有的界限三角形都檢測結(jié)束。
2.構(gòu)建復(fù)雜褶皺的軸面界限三角形
其主要步驟如下 St印l :運用下文介紹的三維空間交互技術(shù)的方法構(gòu)建交互操作集，交互操作集包 含要操作的巖柱體的鉆孔與已構(gòu)建好的全部界限三角形。
St印2 :運用三維交互操作各種觀察方式，如放大、平移、旋轉(zhuǎn)、線框、關(guān)閉顯示等，
來觀察需要交互構(gòu)建界限三角形的三個孔， 一般來說，要從上向下逐步構(gòu)建，經(jīng)過觀察分
析，依次選取鉆孔上的相應(yīng)節(jié)點，構(gòu)建界限三角形按扭，構(gòu)建出界限三角形，該界限三角形
搜尋到相應(yīng)巖柱體內(nèi)的界限三角形內(nèi)，將上面相應(yīng)區(qū)域的被新建的界限三角形一分為二。 St印3 :重復(fù)St印l、St印2，直到處理完所有相鄰界限三角形區(qū)域。 復(fù)雜褶皺軸面界限三角形構(gòu)建完成后，就可以根據(jù)多尺度構(gòu)模的方法構(gòu)建三維地
質(zhì)模型。對于構(gòu)建的地質(zhì)模型需要進行模型的檢驗，不符合要求模型需要重新刪除相關(guān)的
GTP體元，重新返回復(fù)雜褶皺構(gòu)建的檢測，再構(gòu)建褶皺軸面三角形構(gòu)建地質(zhì)模型，或利用三
維空間交互技術(shù)通過選取、刪除、修改的方法編輯構(gòu)建的GTP體元。按照上述步驟多次循環(huán)
直到建立的地質(zhì)模型符合要求為止。
權(quán)利要求
一種復(fù)雜褶皺真三維建模方法，其特征在于運用RPBP法，在巖柱體相鄰兩個界限三角形內(nèi)，首先進行是否含有復(fù)雜褶皺構(gòu)造的檢測，如果有復(fù)雜褶皺則進行自動交互構(gòu)建復(fù)雜褶皺軸面界限三角形，如沒有褶皺則按照多尺度構(gòu)模的方法構(gòu)建三維地質(zhì)模型，如含有復(fù)雜褶皺構(gòu)造需要首選構(gòu)建褶皺軸面界限三角形后，按照多尺度構(gòu)模的方法構(gòu)建三維地質(zhì)模型，這個過程中含復(fù)雜褶皺構(gòu)造的檢測及復(fù)雜褶皺軸面界限三角形的構(gòu)建是關(guān)鍵，其主要步驟包括(1)地質(zhì)體含復(fù)雜褶皺構(gòu)造的檢測Step1在地表面CD-TIN中任取一個三角形設(shè)為cdtin_tiangle，此時在cdtin_tiangle的存貯界限三角形的動態(tài)數(shù)組adjTriangle順序取兩個界限三角形，存貯的是以組為尺度的界限三角形，設(shè)一個布爾型變量bfolds＝false；Step2在三角形cdtin_tiangle的動態(tài)數(shù)組adjTriangle中順序取兩個三角形設(shè)為uplimit_tiangle、downlimit_tiangle，從uplimit_tiangle到downlimit_tiangle表示的是一個組，uplimit_tiangle的三維頂點設(shè)為up_n0、up_n1、up_n2，dwonlimit_tiangle的三維頂點設(shè)為dowm_n0、down_n1、down_n2，由點up_n0沿鉆孔可以追蹤到點dowm_n0，其它兩個點也是如此；Step3由點up_n0沿鉆孔到點dowm_n0，搜索是否存在巖性的重復(fù)，如有則bfolds＝true。轉(zhuǎn)到Step5，否則繼續(xù)檢測點up_n1到點dowm_n1和up_n2到點dowm_n2；Step4如果bfolds仍為false，則表明界限三角形uplimit_tiangle和downlimit_tiangle之間不存在褶皺現(xiàn)象，按照上文所述的巖性為尺度的構(gòu)模方法構(gòu)建地質(zhì)模型。轉(zhuǎn)入Step2繼續(xù)檢測，直到所有的界限三角形都檢測結(jié)束；Step5如果bfolds為true，則，則表明界限三角形uplimit_tiangle和downlimit_tiangle之間不存在褶皺現(xiàn)象，需要交互插入界限三角形，一般是插入的界限三角形在褶曲的軸面上，轉(zhuǎn)入Step2繼續(xù)檢測，直到所有的界限三角形都檢測結(jié)束；(2)構(gòu)建復(fù)雜褶皺的軸面界限三角形其主要步驟如下Step1運用下文介紹的三維空間交互技術(shù)的方法構(gòu)建交互操作集，交互操作集包含要操作的巖柱體的鉆孔與已構(gòu)建好的全部界限三角形；Step2運用三維交互操作各種觀察方式，如放大、平移、旋轉(zhuǎn)、線框、關(guān)閉顯示等，來觀察需要交互構(gòu)建界限三角形的三個孔，一般來說，要從上向下逐步構(gòu)建，經(jīng)過觀察分析，依次選取鉆孔上的相應(yīng)節(jié)點，構(gòu)建界限三角形按扭，構(gòu)建出界限三角形，該界限三角形搜尋到相應(yīng)巖柱體內(nèi)的界限三角形內(nèi)，將上面相應(yīng)區(qū)域的被新建的界限三角形一分為二；Step3重復(fù)Step1、Step2，直到處理完所有相鄰界限三角形區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明屬于地質(zhì)測繪領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)雜褶皺真三維建模方法。其特征在于運用RPBP法，在巖柱體相鄰兩個界限三角形內(nèi)，首先進行是否含有復(fù)雜褶皺構(gòu)造的檢測，如果有復(fù)雜褶皺則進行自動交互構(gòu)建復(fù)雜褶皺軸面界限三角形，如沒有褶皺則按照多尺度構(gòu)模的方法構(gòu)建三維地質(zhì)模型，如含有復(fù)雜褶皺構(gòu)造需要首選構(gòu)建褶皺軸面界限三角形后，按照多尺度構(gòu)模的方法構(gòu)建三維地質(zhì)模型。通過本發(fā)明很好解決了復(fù)雜褶皺真三維建模的問題。
文檔編號G06T17/05GK101762263SQ200810051329
公開日2010年6月30日 申請日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者任凌云, 林華, 羅衛(wèi)華 申請人:任凌云