專利名稱：基于地質(zhì)規(guī)律約束復(fù)雜構(gòu)造塊狀地質(zhì)模型的構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地質(zhì)三維建模方法技術(shù)領(lǐng)域，確切地說涉及一種基于地:質(zhì) 規(guī)律約束復(fù)雜構(gòu)造塊狀地質(zhì)模型的構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
復(fù)雜地區(qū)速度場構(gòu)建的目的是要在復(fù)雜地區(qū)的研究工作中，根據(jù)地'震 資料和地震解釋成果，綜合地質(zhì)、測井和鉆井資料構(gòu)建復(fù)雜地區(qū)的速度，莫 型。在速度模型確定前必須根據(jù)層位解釋成果，構(gòu)建地下地質(zhì)模型，常^ 的地質(zhì)模型構(gòu)建方法有兩類層狀結(jié)構(gòu)模型和封閉結(jié)構(gòu)模型(即塊狀模型)。
層狀結(jié)構(gòu)模型描述的特點是，地層分界面是一個從左邊界貫穿到右邊 界的連續(xù)界面，并且要求界面函數(shù)是X變量的單值函數(shù)，即界面不允許有 回折現(xiàn)象發(fā)生。為了用層狀結(jié)構(gòu)描述復(fù)雜地質(zhì)模型， 一般是添加假想的畀 面，使原來不連續(xù)的分段界面形式上變成從左邊界貫穿到右邊界的連續(xù)界 面，這些假想的界面稱為虛界面，所謂虛界面實際上就是不存在的界面， 虛界面上下兩邊的介質(zhì)地層屬性完全相同。層狀結(jié)構(gòu)模型描述正斷層、透 鏡體這樣的結(jié)構(gòu)還是比較直觀和方便的，但對于逆斷層或更復(fù)雜的模型^ 層狀結(jié)構(gòu)模型描述就比較困難，常常要添加很多虛界面，并且使得層與M 的邏輯關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，實際上很難表示層的關(guān)系，這樣的模型結(jié)構(gòu)對正演 模擬處理起來也十分不方便。因此，層狀結(jié)構(gòu)模型僅僅能夠適應(yīng)簡單結(jié)構(gòu) 的地質(zhì)模型，對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)地質(zhì)模型尤其是類似川東地區(qū)的復(fù)雜構(gòu)造需泰
尋求新的描述方法。 ;
通過對地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征進行分析和對地質(zhì)模型建立的多年實踐經(jīng)驗總 結(jié)，人們提出了封閉結(jié)構(gòu)建立模型的思路。所謂封閉結(jié)構(gòu)模型就是定義相 同地質(zhì)屬性為一獨立封閉地質(zhì)單元，地質(zhì)模型按照地質(zhì)屬性劃分成一個一 個的獨立封閉地質(zhì)單元，所有獨立封閉地質(zhì)單元按空間分布有序排列起來， 這樣組成的集合體就構(gòu)建了一個地質(zhì)模型。封閉結(jié)構(gòu)模型拋棄了傳統(tǒng)上層 的概念，而是以積木方式定義地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是不受地下地質(zhì)結(jié)構(gòu) 的限制，可描述非常復(fù)雜的地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有針對封閉地質(zhì)模型的建立
存在以下不足不能有效地將用戶解釋輸入的層位進行相交計算；不能有
效的利用計算機圖形學(xué)的概念對復(fù)雜的地質(zhì)模型進行封閉面的識別。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于地質(zhì)規(guī)律約束復(fù)雜構(gòu)造 塊狀地質(zhì)模型的構(gòu)建方法，本方法可描述非常復(fù)雜的地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，同時 能有效地將用戶解釋輸入的層位進行相交計算和利用計算機圖形學(xué)概念對 復(fù)雜的地質(zhì)模型進行封閉面識別。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種基于地質(zhì)規(guī)律約束復(fù)雜構(gòu)造塊狀地質(zhì)模型的構(gòu)建方法，其特征在 于包括層位追蹤步驟和多邊形裁剪步驟；層位追蹤步驟包括本層到本層追 蹤，不同層到地表層追蹤，本層到上一層追蹤，層到斷層的追蹤和斷層到 層的追蹤，這個過程就是模型點(P)—模型段(D)—模型線(L)的生成過程； 經(jīng)所述層位追蹤步驟追蹤出來的層位線和邊界經(jīng)多邊形裁剪步驟后形成塊 狀地質(zhì)模型，所述多邊形裁剪步驟為首先將所述層位線和邊界沿順時針 閉合成多個多邊形；然后采用裁剪流程處理所述多個多邊形，處理多個多 邊形的裁剪過程為將多個多邊形看成一個集合，取出集合中任意兩個多 邊形進行裁減，然后將裁減后的多邊形放回集合中，直到集合中所有的多 邊形都不相交，裁減流程處理完成。
所述層位追蹤步驟的流程為
a、 開始；
b、 確定追蹤對象及范圍； C、本層到本層追蹤；
d、 不同層到地表層追蹤；
e、 本層到上一層追蹤；
f、 選擇是否進入層到斷層追蹤？是則轉(zhuǎn)g流程，否則轉(zhuǎn)j流程；
g、 層到斷層追蹤；
h、 判斷是否進入斷層到層追蹤？是則轉(zhuǎn)i流程，否則轉(zhuǎn)j流程；
i、 斷層到層追蹤；
j、判斷是否追蹤結(jié)束，是則轉(zhuǎn)k流程，否則回c流程或者經(jīng)出錯處理 后回c流程； k、結(jié)束。
所述裁剪流程的具體方法為
a、 找出兩個多邊形的交點；
b、 找出多邊形相交后的基本線段單元； C、找到每條線段的相關(guān)基本線段單元；
d、 從相關(guān)線段中找到與當(dāng)前線段夾角最小的線段；
e、 遍歷基本線段單元組，尋找裁剪的結(jié)果多邊形；
f、 判斷交點和多邊形的位置關(guān)系；
g、 找到每個裁剪結(jié)果多邊形內(nèi)部的一段；
h、 刪除不合格多邊形。 所述層位追蹤是指層位和斷層連成線。
層位追蹤步驟b中所述確定追蹤對象是指哪一層位用于追蹤。 層位追蹤步驟b中所述范圍是指確定的追蹤層位線的哪一段。 本發(fā)明的優(yōu)點表現(xiàn)在
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用層位追蹤步驟和多邊形裁剪步驟后，可描述非常復(fù)雜的地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，同時能有效地將用戶解釋輸入的層位進行
相交計算和利用計算機圖形學(xué)概念對復(fù)雜的地質(zhì)模型進行封閉面識別。


下面將結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說 明，其中-
圖1為逆斷層地質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為實際拾取的逆斷層地質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖 圖3為本層到本層追蹤過程分解示意圖 圖4為同一線段內(nèi)追蹤示意圖 圖5為本層到地表層的追蹤示意圖 圖6a為一無效的交點示意圖 圖6b為另一無效的交點示意圖 圖6c為又一無效的交點示意圖 圖6d為再一無效的交點示意圖 圖7a為一層到斷層追蹤示意圖 圖7b為又一層到斷層追蹤示意圖 圖8a為其中一種追蹤軌跡示意圖 圖8b為另一種追蹤軌跡示意圖 圖9a為一斷層到層追蹤示意圖 圖9b為又一斷層到層追蹤示意圖 圖IO為斷層到層追蹤示意圖 圖11為變斷為層的示意圖 圖12為斷層到層追蹤軌跡示意圖 圖13a為一孤立點處理示意圖 圖13b為另一孤立點處理示意圖 圖13c為又一孤立點處理示意圖 圖13d為再一孤立點處理示意圖 圖14為層位追蹤流程示意圖 圖15為線段夾角示意圖 圖16為重復(fù)點示意圖 圖17為重合邊示意圖具體實施方式
1、層位追蹤
在層位解釋的過程中，解釋人員對層位的解釋可簡單表示為圖1所示 層位模型，其中標(biāo)有阿拉伯?dāng)?shù)字的線為層位線，標(biāo)有字母符號的線表示斷 層，層位線或斷層上的序號表示其序號，T3xl、 P2、 Pl為層位線名稱，每 條層位線由不同的線段組成，線段由拾取點和線組成，如層位T3xl由7、 8、 9共3條線段組成，線段7由5個拾取點和4條線組成，線段8由4個拾取點和3條線組成，線段9也由4個拾取點和3條線組成。
但在實際的層位線拾取過程中，圖1所示的理論模型很難達到，因為 人為的主觀因素和視覺誤差，難以保證層位線之間的嚴(yán)格相交，因而在實 際工作中常用圖2所示的實際層位解釋模型來表示地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在該模型中， 層與斷層不僅相交，而且層位線的端點跨過了斷層(或?qū)游痪€)，這樣作的 目的是保證層位線與層位線、層位線與斷層、斷層與層位線嚴(yán)格相交，避 免了人為因素的影響，在層位線要相交的情況下，確保層位線之間在數(shù)學(xué) 意義上的嚴(yán)格相交，從而確保每一條層位線在所討論的區(qū)域內(nèi)都是封閉的。 但是，這種實際的層位解釋模型，卻給層位追蹤帶來了困難，原因在于層 位追蹤的結(jié)果要能反映圖2-5所示的有效模型的話，那么在層位追蹤的過 程中，必須將跨過斷層或?qū)游坏亩嘤嗑€段去掉，而且在層位追蹤的過程中 還要處理如何將斷層轉(zhuǎn)換為層、以及如何去掉不在層中的斷等等問題，只 有所有這些問題都正確解決了，那么層位追蹤的結(jié)果才是正確的，才能準(zhǔn) 確無誤的反映解釋人員對該段地質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，才能確保層位追蹤的結(jié)果 在滿足只有層沒有斷，而且層位線是封閉的這樣兩個必要的前提條件下去 進行正確的時深反演。
就層位追蹤的整個過程，可將層位追蹤分為層到層追蹤、層到斷層追 蹤、斷層到層追蹤等3種情況，下面分別對這3種情況下層位追蹤的方法 進行具體的討論和分析。
層到層的追蹤可以用如圖3所示的分析過程來表示，由圖可知，層到 層的追蹤可以分為兩種情況同一線段內(nèi)追蹤、到地表層的追蹤、到上一 層的追蹤。
(1)同一線段內(nèi)追蹤
這種情況下的追蹤很簡單，如圖4所示，線段由子線段l、 2、 3、 4組 成，而子線段又由其端點確定，因而由端點就可確定子線段，所有的子線 段就可以確定整個線段，這樣一來，線段就可以由一些有順序的代表子線 段端點的點來描述，這些點由其平面坐標(biāo)確定。如圖4所示，其中的端點 可以表示為al(xl，yl)， a2(x2,y2)， a3(x3,y3)， a4(x4，y4)， a5(x5,y5);則 線段可以表示為{ al(xl, yl)， a2(x2,y2)， a3(x3,y3)， a4(x4,y4)， a5(x5,y5) }， 由al到a5將這些有順序的點用線按順序連接起來就描述了整個線段。
上面討論了線段的描述，在此基礎(chǔ)上來討論線段的追蹤問題。有了上 面對線段描述的討論，可知，線段的追蹤可以借鑒線段的描述這樣一種思 路來進行。在線段追蹤的時候，可以首先選定線段的一個起始端點(如圖 4中的al端點)為線段追蹤的起始端點，按照描述線段的有序點的順序來 進行線段追蹤。如圖4所示線段的追蹤過程可以描述如下
a、 選定起始點al(xl,yl);
b、 按照描述線段的有序點的順序，進行線段內(nèi)追蹤，可以找到與 al(xl,yl)相鄰的下一點為a2(x2, y2);
6c、 a2(x2,y2)是線段的結(jié)束點？不是，則繼續(xù)與上一步類似的追蹤，可 以找到與a2(x2, y2)相鄰的下一點為a3(x3,y3);
d、 同理，可以找到線段上的其余點a4(x4,y4)， a5(x5，y5);
e、 a5(x5，y5)為線段結(jié)束點，同一線段內(nèi)層位追蹤結(jié)束。
圖4中的虛線表示線段內(nèi)的層位追蹤軌跡，箭頭表示層位追蹤方向。 (2)不同層到地表層的追蹤
在某些地質(zhì)構(gòu)造中，地表層下的層位沖出地表，形成了剝蝕的情況。 如圖5所示，假設(shè)由1、 2、 3、 4組成的層位線A為Tl，由5、 6、 7組成 的層位線為地表層Tc，即它們是不同層位的不同描述線段，則在層位線 Tl內(nèi)完成同一線段層位追蹤時，要在Tc層位線中進行搜索，查找與該末 端線段(如a4、 a5組成的線段)有交點的端線段(如bl、 b2組成的線段)。 假設(shè)a4、 a5組成的末端線段與層位線Tc的bl、 b2組成的端線段有交點， 并假設(shè)點a4、 a5和bl、 b2可以表示為
a4(xa4,ya4), a5(Xg,yJ，b,(Xw，yb,)， b2(xb2,yb2)
圖5中的虛線表示層位到地表層的層位追蹤軌跡，箭頭表示層位追蹤 方向。
則交點可以由如下方程組來確定
"ya5:ya4(x—Xa4)+ya4
j Xa5 — Xa4
、 Xb2 - Xbl (1)
在交點確定以后，交點的有效性是一個值得討論的問題。不是任何一
個交點都是有效的，如圖6所示的幾種情況，這些交點都是無效，因而需
要考慮交點的有效范圍，即交點的橫縱坐標(biāo)的取值范圍。另外，在一定處
理精度下，需要考慮相應(yīng)的誤差ERR，假設(shè) xa4 ^ xa5， ya4》ya5,xbl ^ xb2,ybl S yb2 這樣交點的橫縱坐標(biāo)x、 y的取值范圍為
X.卩、4-備，Xc+層] {[ya5-層，ya4+ ]
X: l[xbl—￡朋，xb2+￡i i ] y: i[yb2—￡i i ， ybl + Mi ]
由此可以得到最終的交點有效范圍
x: [max(xa4 —xbl -min(xa5 +xb2 +(2) y: [maX(ya5 yb2 min(ya4 +￡i i ， ybl +(3)
凡是所求得的交點滿足如上(2)、 (3)式，則認(rèn)為交點是有效的。將 有效的交點保存到描述層位線的有序點序列中，到此完成到地表層的線段 間追蹤，把交點設(shè)為新的起始點，按照上面討論的同一線段內(nèi)追蹤方法， 即可繼續(xù)在Tc層位追蹤過程， 一直追蹤到Tc與Tl的另外一個交點，然
7后回到Tl繼續(xù)追蹤。層位到地表層的追蹤過程可以描述為
a、 同層線段內(nèi)追蹤結(jié)束時，確定末線段4(a4,a5),a4、 a5為其端點；
b、 在地表層位中査找端線段L，求L與末線段4"4,a5》的交點c(x， y);
c、 確定交點橫縱坐標(biāo)的取值范圍，如上(2)、 (3)式；
d、 判斷交點c (x,y)的有效性，無效，繼續(xù)查找；沒有找到交點，進 入層到斷層的追蹤或結(jié)束；
e、 找到有效交點，將交點保存到描述層位線的有序點序列中，并以新 的交點為起始點，在地表層中繼續(xù)層位追蹤，找到下一個交點，回到這一 層繼續(xù)追蹤，沒有找到，沿作地表層追蹤結(jié)束。
(3) 本層到上一層的追蹤
在某些地質(zhì)構(gòu)造中，下一層的層位沖出上一層，形成了剝蝕的情況。 如圖3的(d)所示。追蹤過程類似層位到地表層的追蹤，層位到上層的追 蹤過程可以描述為-
a、 本層線段內(nèi)追蹤結(jié)束時，確定末線段；
b、 在上一層位中査找端線段L，求L與本層末線段的交點c (x, y);
c、 確定交點橫縱坐標(biāo)的取值范圍，如上(2)、 (3)式；
d、 判斷交點c (x，y)的有效性，無效，繼續(xù)查找；沒有找到交點，進 入層到斷層的追蹤或結(jié)束；
找到有效交點，將交點保存到描述層位線的有序點序列中，并以新的 交點為起始點，在上層中繼續(xù)層位追蹤，找到下一個交點，回到這一層繼 續(xù)追蹤，沒有找到，沿上層追蹤結(jié)束。
(4) 層到斷層追蹤 層到斷層的追蹤與上面討論的不同線段間追蹤方法類似，在層到斷層
的追蹤過程中，能遇到的斷有圖7所示的兩種，對這兩種情況，處理過程 是一樣的。下面以圖7中的(a)來討論層到斷層的追蹤
層到斷層的追蹤是在所有的斷層中査找與層位線的交點，同時也進行 交點的有效性判斷，判斷方法與上類似，在斷層中找到有效的交點后，將 交點保存到描述層位線的有序點序列中，同時將交點所在的斷層進行標(biāo)記， 以便進行斷層到層追蹤，因為這時盡管層到斷層的交點確定了，但是層位 繼續(xù)追蹤的方向還沒有確定，以交點為起點的兩個相反方向都有可能是層 位追蹤的方向(如圖8所示)，這只有等到斷層到層的追蹤過程中找到有效 交點后，方可確定繼續(xù)追蹤的方向。
斷層到層的追蹤可以描述如下
a、 在不同線段間追蹤沒有找到有效交點時，則進入層到斷層的追蹤；
b、 在所有的斷層中査找與層位線的交點，找到有效交點，對斷進行標(biāo) 識；否則，進行出錯處理；
c、 以標(biāo)識的斷為對象，進行斷層到層的追蹤。
(5) 斷層到層追蹤在斷層到層的追蹤過程中能遇到的情況有如圖9所示的兩種，這兩種 情況在處理時是一樣的，下面以圖(a)為例進行討論
斷層到層追蹤難點也是在查找斷與層的交點，對交點的査找與判斷與 上面討論的類似，但是，在這里求交點時，是以斷層上拾取的相鄰兩點確 定的線段與當(dāng)前查找層位線的交點，如圖9中(a)所示，線段a(fl,f^、 b{f2, f3}、 c{f3, f4}、 d{f4, f5》與當(dāng)前追蹤層位的交點，即遍歷斷層上拾 取的所有線段，直到找到有效交點為止，如圖10所示交點fb。
當(dāng)斷層到層的交點硫定下來時，層到斷層追蹤后繼續(xù)追蹤的方向就確 定了，圖10中，即以層到斷層的交點af為起點，以斷層到層的交點fb為 終點進行層位追蹤。但現(xiàn)在需要作的更重要事情是變斷為層，這一步需要 將在斷層上追蹤的軌跡變換為層，如圖11所示。
在變斷為層的過程中，需要將在斷層上追蹤的起始點到終點的軌跡所 遇到的點(包括起始點和終點)保存到描述層位線的有序點序列中，至此， 可以以交點fb為起始點，在層為線中繼續(xù)層位追蹤過程，直到層位追蹤結(jié) 束。斷層到層的追蹤過程可以描述如下
a、 以層到斷層追蹤過程中所標(biāo)識的斷為對象，遍歷其上所有的線段與 當(dāng)前追蹤的同名層位線的交點；
b、 能找到有效交點則進行下一步處理，否則轉(zhuǎn)入出錯處理或結(jié)束；
c、 根據(jù)找到的有效交點B，以及層到斷層追蹤過程中找到的有效交點 A，確定在斷層上追蹤的方向為A— B，同時標(biāo)識交點B所在的層位線L;
d、 在A — B的追蹤過程中，完成變斷為層的處理；
e、 將在A — B的追蹤過程中所遇到的點(包括起始點A和終點B) 保存到描述層位線的有序點序列中；
f、 層位追蹤到B點，在斷層上追蹤結(jié)束，即可以B為起始點，重復(fù)以 上討論的所有步驟，在層位線L上繼續(xù)層位追蹤，直到結(jié)束。
斷層到層追蹤軌跡如圖12所示，虛線表示層位追蹤軌跡，箭頭所指方 向表示層位追蹤方向。 (6)孤立點的處理
在層到層、層到斷層、斷層到層的追蹤過程中，孤立點的處理是一種 值得討論的特殊情況。因為對孤立點的處理正確與否，將直接影響到后面 速度模型的質(zhì)量高低，從而影響時深反演的結(jié)果，可見對孤立點的處理， 與層位追蹤其他過程一樣，也是一個很重要的過程。如何處理孤立點？怎 樣處理孤立點？下面對此進行討論。
孤立點就是在層位追蹤過程中，盡管它在層位追蹤的軌跡上，但是它 在層位追蹤的方向上表現(xiàn)為一個孤立的點，它是層位追蹤方向的轉(zhuǎn)折點。 如圖13所示的點均為孤立點，圖13中箭頭虛線為層位追蹤方向。在圖13 中可以看到，當(dāng)沿著層位追蹤時，每到孤立點處，層位追蹤的方向不會穿 過垂直的虛線，而是在孤立點處層位追蹤方向改變了方向。
9如圖13可知，孤立點不僅存在于層位中，而且也存在于層位與斷層、 斷層與層位的交點處，因此，孤立點的處理不是一個單獨的過程，而是貫 穿于層位追蹤的整個過程，在層位追蹤的每一個追蹤軌跡點，都需要判斷 該點是否為孤立點，如是，只需要作出標(biāo)識就可以了，以便以后的處理模 塊能正確處理層位追蹤軌跡。 (7)層位追蹤流程
圖14表示了整個層位追蹤的流程，其中包括層到層追蹤、層到斷層追 蹤、斷層到層追蹤等3個處理過程以及相應(yīng)的出錯處理。
2、基于多邊形裁減的塊狀模型構(gòu)建
封閉塊的形成就是將前面層位追蹤出來的層位線和外面的邊界構(gòu)成一 個用線去裁減多邊形的多變形裁減問題。
首先將層位線和邊界沿順時針閉合成多邊形，這樣各個層位和邊界組 成了一系列的多邊形，接下來就是處理多邊形的裁減。處理多個多邊形的 裁減就是兩兩處理兩個多邊形的裁減，直到所有的多邊形處理完成。
算法的具體步驟如下所示-(1)求兩個多邊形的交點
依次取出一個多邊形的各條邊和另外一個多邊形的各條邊相交，寫出 兩條線段的參數(shù)方程，參數(shù)方程如式(4)。
判斷是否是有效交點。繼續(xù)求其他的線段的交點，將所有的交點放入 到一個有效交點容器中。
(2) 求多邊形相交之后的基本線段單元 遍歷有效交點容器中的交點，將有序的這些交點插入到多邊形相應(yīng)的
線段上，得到交點頂點的序列，對上面的點序列中的基本線段單元。找到 上面的點序列中相鄰兩個交點之間的點序列；可以得到基本線段單元。
將上面的所有線段反向得到另外一組線段。對這些所有線段進行同意 編號，之后保存起來。
(3) 找到每條線段的相關(guān)基本線段單元
定義對一條線段AB，起點是A終點是B。如果有一條線段，起點和 B重合，終點和A不重合，那么這條線段是線段AB的相關(guān)線段。找到每 條線段的相關(guān)線段單元。
(4) 從相關(guān)線段組中找到與當(dāng)前線段夾角最小的線段 對某條線段，現(xiàn)假設(shè)是P7BP6。那么它的相關(guān)線段單元是P6P7， P6P3
和P6HP5。分別計算線段單元P7BP6和各條相關(guān)線段的夾角。計算夾角的 過程如下
首先，將目標(biāo)線段的終點作為起點，這里是P6。找到在這條線段中了P6相鄰的點作為終點，這里是B。對于是折線的相關(guān)線段單元，取和目標(biāo) 線段最接近的那條線段來計算。
比如折線P6HP5，就是取出P6H來計算。這樣處理之后，對線段單元 P7BP6得到如圖15的向量關(guān)系
選定一個旋向，之后計算目標(biāo)向量，即:p和其他向量的夾角。這里不
妨選定旋向為右旋，這里以p和^為例來解釋如何計算按照特定旋向
時，兩條向量之間的夾角。
<formula>formula see original document page 11</formula>
同時計算和巧g和外積。
如果^xg耳大于0，那么夾角為arccose;否則夾角為2;r-arccosP 。
這里由于p和^按右旋方向的夾角大于;r，所以它們的外積結(jié)果是 一個向下的向量，小于0，所以^和巧耳的夾角是2;r-^B尸eA。
用同樣的方法計算^和它的其他相關(guān)線段的夾角。
(5) 遍歷基本線段單元組，尋找裁剪的結(jié)果多邊形 從線段單元組中找一條沒有用于組建多邊形的基本線段作為初始線
段，記為BO。從B1的相關(guān)線段單元中找到與它的夾角最小的那條線段作 為B0的下一條線段。如果找到的下一條線段和B0相同，那么這個結(jié)果多 邊形找到，否則繼續(xù)尋找當(dāng)前線段的下一條線段。直到將所有的線段都用 于組建了多邊形為止。
(6) 判斷點和多邊形的位置關(guān)系 1)重復(fù)交點的情況處理
假設(shè)這里的考察對象是點P0和多邊形S0。以點P0為端點，向右做一 條射線。求出這條射線和多邊形S0的所有有效交點。觀察有效交點組中 的點的數(shù)據(jù)，如果有重復(fù)的點出現(xiàn)，那么S0中重復(fù)的點所在的兩條線段 和射線的位置關(guān)系就有同側(cè)和異側(cè)兩種可能?，F(xiàn)用圖16進行解釋
求出射線和多邊形S0的交點，得到的交點組中的有效交點為 C1,C2,C3,C3,C4,C4;有效交點數(shù)為6.
遍歷交點組發(fā)現(xiàn)有兩組重復(fù)交點C3和C4。到多邊形S0中找出C3和C4所在的線段，將C3所在的線段標(biāo)記為13,14。C4所在的線段標(biāo)記為11,12。 分別求出11,12和射線的位置關(guān)系，以及13,14和射線的位置關(guān)系。
通過坐標(biāo)的比較，可以得到13,14在射線的同側(cè)；11,12在射線的不同側(cè)。 所以在有效交點組中要去掉一個C4.從而得到得到有效交點組為CI, C2, C3, C3， C4;有效交點數(shù)為5。
2) 多個交點在射線上的處理
同l) 一樣同樣是PO和SO，先求出有效交點。然后遍歷交點組，如果 發(fā)現(xiàn)有多個交點都在射線上，那么要進行如圖17進行判斷
射線和多邊形SO的有效交點為C1,C2,C3,C4;有效交點數(shù)為4。由于 C1，C2,C3，C4都在射線上，所有先找出C1,C2,C3,C4所在的不與射線重合 的線段，這里即為11,12,13,14。判斷這些線段沒相鄰兩條線段是否在射線的 同側(cè)，如果是在同側(cè)，那么不做任何處理；否者要將有效交點數(shù)減1。這 里相鄰的13很14在射線的不同側(cè)，所以有效交點數(shù)減l，之后為3。
3) 根據(jù)有效交點數(shù)作出判斷
在對以上的兩種情況做處理之后，得到最終的有效交點數(shù)n。如果n 是奇數(shù)，那么這個點P0在多邊形S0內(nèi)部，否則P0在多邊形S0的外部。
(7) 找到每個裁剪結(jié)果多邊形內(nèi)部的一點 對每個多邊形找到連續(xù)的3個頂點，找到前兩個點的中點。然后計算
這個交點和第三個點的中點。判斷這個點與多邊形之間的位置關(guān)系；如果 這個點在多邊形外部，那么將這3個點往后挪一位，用同樣的方法計算一 點，繼續(xù)判斷；直到找到了內(nèi)部的一點為止。
(8) 刪除不合格多邊形
針對第5步得到的結(jié)果多邊形，分別找到每個多邊形內(nèi)部的一點。刪
除不合格的多邊形。這里不合格的多邊形有兩類 一類是裁剪之后的多邊
形不在原來兩個多邊形任何一個內(nèi)部的多邊形，另一類是裁剪的結(jié)果多邊 形是原來兩個多邊形的輪廓多邊形。
1) 刪除不在任意一個參與裁剪的多邊形內(nèi)部的裁剪結(jié)果
依次對所有多邊形對應(yīng)內(nèi)部的點，判斷這個點是否在多邊形ABCDE 中或者在多邊形FGH中。如果這個點既不再多邊形ABCDE中又不再多邊 形FGH中，那么這個點對應(yīng)的多邊形就是此類多邊形，要刪除。
2) 刪除裁剪之后是原來參與裁剪的多邊形的輪廓的多邊形 將多邊形對應(yīng)的內(nèi)部的所有內(nèi)部的點同時和表內(nèi)的每一個多邊形進行
判斷，如果這些點同時在某個多邊形內(nèi)部，那么這個多邊形就是裁剪之后 的輪廓。要刪除。
1權(quán)利要求
1、一種基于地質(zhì)規(guī)律約束復(fù)雜構(gòu)造塊狀地質(zhì)模型的構(gòu)建方法，其特征在于包括層位追蹤步驟和多邊形裁剪步驟；層位追蹤步驟包括本層到本層追蹤，不同層到地表層追蹤，本層到上一層追蹤，層到斷層的追蹤和斷層到層的追蹤；經(jīng)所述層位追蹤步驟追蹤出來的層位線和邊界經(jīng)多邊形裁剪步驟后形成塊狀地質(zhì)模型，所述多邊形裁剪步驟為首先將所述層位線和邊界沿順時針閉合成多個多邊形；然后采用裁剪流程處理所述多個多邊形，處理多個多邊形的裁剪流程為將多個多邊形看成一個集合，取出集合中任意兩個多邊形進行裁減，然后將裁減后的多邊形放回集合中，直到集合中所有的多邊形都不相交，裁減流程處理完成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地質(zhì)規(guī)律約束復(fù)雜構(gòu)造塊狀地質(zhì)模型 的構(gòu)建方法，其特征在于所述層位追蹤步驟的具體流程為a、開始；b、 確定追蹤對象及范圍；C、本層到本層追蹤；d、不同層到地表層追蹤；e、 本層到上一層追蹤；f、選擇是否進入層到斷層追蹤？是則轉(zhuǎn)g流程，否則 轉(zhuǎn)j流程；g、層到斷層追蹤；h、判斷是否進入斷層到層追蹤？是則轉(zhuǎn)i 流程，否則轉(zhuǎn)j流程；i、斷層到層追蹤；j、判斷是否追蹤結(jié)束，是則轉(zhuǎn)k 流程，否則回C流程或者經(jīng)出錯處理后回C流程；k、結(jié)束。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于地質(zhì)規(guī)律約束復(fù)雜構(gòu)造塊狀地質(zhì) 模型的構(gòu)建方法，其特征在于所述裁剪流程具體方法為-a、 找出兩個多邊形的交點；b、 找出多邊形相交后的基本線段單元； C、找到每條線段的相關(guān)基本線段單元；d、 從相關(guān)線段中找到與當(dāng)前線段夾角最小的線段；e、 遍歷基本線段單元組，尋找裁剪的結(jié)果多邊形；f、 判斷交點和多邊形的位置關(guān)系；g、 找到每個裁剪結(jié)果多邊形內(nèi)部的一段；h、 刪除不合格多邊形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地質(zhì)規(guī)律約束復(fù)雜構(gòu)造塊狀地質(zhì)模型 的構(gòu)建方法，其特征在于所述層位追蹤是指層位和斷層連成線。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于地質(zhì)規(guī)律約束復(fù)雜構(gòu)造塊狀地質(zhì)模型 的構(gòu)建方法，其特征在于所述確定追蹤對象是指哪一層位用于追蹤，所 述范圍是指確定的追蹤層位線的哪一段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于地質(zhì)規(guī)律約束復(fù)雜構(gòu)造塊狀地質(zhì)模型的構(gòu)建方法，包括層位追蹤步驟和多邊形裁剪步驟；經(jīng)所述層位追蹤步驟追蹤出來的層位線和邊界經(jīng)多邊形裁剪步驟后形成塊狀地質(zhì)模型，所述多邊形裁剪步驟為首先將所述層位線和邊界沿順時針閉合成多個多邊形；然后采用裁剪流程處理所述多個多邊形，處理多個多邊形的裁剪過程為將多個多邊形看成一個集合，取出集合中任意兩個多邊形進行裁減，然后將裁減后的多邊形放回集合中，直到集合中所有的多邊形都不相交，裁減流程處理完成。本方法可描述非常復(fù)雜的地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，同時能有效地將用戶解釋輸入的層位進行相交計算和利用計算機圖形學(xué)概念對復(fù)雜的地質(zhì)模型進行封閉面識別。
文檔編號G06T17/50GK101587597SQ20091005974
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者巫盛洪, 忠 李, 磊 李, 符志國, 文 鄒, 才 魯 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司