[發明專利]復雜斷層真三維建模方法

無效

• 申請號: 200810051294.5
• 申請日: 2008-10-20
• 公開（公告）號: CN101727680A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 吳立新;車德福
• 申請（專利權）人: 車德福
• 主分類號: G06T17/50
• 分類號: G06T17/50;G01C7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于地質測繪領域，尤其涉及一種復雜斷層真三維建模方法。

背景技術

國內外學者研究提出了一些斷層三維建模方法，如提出用一個或多個平面來擬合斷層面的“平面擬合法”；提出先分別構出斷層面與地層面TIN面，然后處理兩者之間TIN面交合處的“局部法”；還有先不考慮斷層因素，而將斷層面兩側的煤層面看成是一個整體構出TIN面，再構出煤層TIN面和斷層TIN面交線的“整體法”。上述三種方法的不足在于：1)適用范圍有限，僅適用于單一斷層或簡單斷層系的模擬，不適用多斷層或復雜斷層系(如正、逆斷層的相互切割)的情況；2)沒有考慮斷層的厚度影響，雖然斷層厚度較小時可簡化為不規則的曲面，但斷層厚度較大時對地質構造及工程建設影響較大，其厚度是不能忽略的；3)斷層三維建模過程中未能運用交互技術來控制和修改中間結果，不能將地質人員所掌握的其它斷層建模數據及相應的專家知識融入到建模的工作流程中。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種巖柱體分區建模法(RPBP)，其相關定義如下：

定義1：廣義三棱柱(GTP)：是一種三維地質構模的數據模型，它由上、下不一定平行的兩個三角形和3個側面空間四邊形圍成，幾何要素包含結點、邊、頂底面三角形、側面三角形、GTP。

定義2：巖柱體(rock?pillar?body，RPB)，設鉆孔口形成的地表面CD-TIN中的任一三角形為T_i，由構成T_i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R_i，稱為巖柱體。巖柱體包含所有內含在柱體空間范圍內的地層、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、相應鉆孔的末端點所構成的三角形、斷層面上三角形、褶皺軸面三角形等分成多個封閉區域，這些三角形在三維地質建模中起到界限的作用，稱作界限三角形。

定義4：巖柱體分區建模法(RPBP)，巖體按照一定的規則被界限三角形分區成多個封閉的區域，然后對這些區域進行建模，進而完成整個建模區的建模，這種建模的方法稱為巖柱體分區建模法。

基于上述方法，本發明的技術方案為：

運用RPBP法，將復雜斷層系轉化為多個簡單斷層系，然后采用構建簡單斷層系模型的方法來實現復雜斷層系的三維建模。所謂簡單斷層系指受各次獨立構造運動影響而形成的斷層組合，斷層間不存在相互切割與錯斷情況；復雜斷層系是指受多期相互影響的構造運動而形成的斷層組合，斷層間存在相互切割和錯斷等復雜情況。其基本流程包括構建地面CD-TIN、斷層類型判斷與斷層構模優先級排序、界限三角形生成、斷層模型的構建及斷層模型的檢驗與交互編輯等主要步驟。

由于簡單斷層系中各斷層間不存在相互切割與錯斷關系，斷層的整個形狀較為完整，在構建斷層模型時不必分先后順序構建，斷層構模優先級排序號為1；復雜斷層系中的多條斷層在構造運動上有先有后，后期地質構造運動形成的斷層切割先期形成的斷層。將復雜斷層系中各斷層按彼此間的切割關系排定斷層的三維建模的優先級，然后根據所排定的優先級在巖柱體內構建各自的斷層界限三角形。由于界限三角形發揮“界限”的作用，復雜斷層系被分區成多個簡單斷層系。各斷層分別被排定三維構模的優先級之后，即可構建斷層界限三角形，其構建步驟如下：

Step1：從地表面CD-TIN中任取一個三角形bTringle，設一個整型變量為type＝1(type為斷層構模優先級的順序號)；

Step2：把bTringle的界限三角形動態數組內所有的界限三角形備份到另一個空的臨時動態數組limittrianglesgruop內；

Step3：從界限三角形動態數組limittrianglesgruop中順序取兩個界限三角形T₁、T₂；

Step4：由T₁的3個頂點到T₂的3個相應頂點，沿鉆孔搜索斷層三維建模優先級序號等于type的斷層。若搜索到，則這3個相應的斷層點構成一個界限三角形，插入到bTringle的界限三角形組T₁、T₂之間；

Step5：重復Step3-Step4直到處理完bTringle中的所有界限三角形；

Step6：type＝type+1，重復Step1-Step5直到處理完所有的斷層三維建模的優先級順序號；