[發明專利]一種基于地震解釋數據的地質體閉合曲面三維重建方法

有效

• 申請號: 201710388787.7
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107221028B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 彭真明;李新彥;陳科;廖龍;王雨青;吳昊;陳穎頻;劉雨菡;饒行妹;劉偉;楊立峰;何艷敏
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T17/05
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 徐金瓊;劉東

1.一種基于地震解釋數據的地質體閉合曲面三維重建方法，其特征在于對采樣點十分稀疏的polygon離散點列重建出地質體的外表面模型，包括以下幾個步驟：

步驟1：對輸入數據離散點的XYZ坐標變化范圍進行正則化處理，使離散點的XYZ坐標變化范圍在同一數量級；

步驟2：利用B-樣條擬合算法擬合正則化后的數據，再采用重采樣的方法對擬合后的數據進行加密處理，得到加密處理后的點集數據；

步驟3：對加密后的點集數據創建離散點法向量場，選取局部鄰域點集個數，由選取的局部鄰域點集擬合局部平面，對局部鄰接平面取平均，得局部鄰接平面法向量均值即為離散點法向量；

步驟4：離散點法向量方向進行一致化處理，將全部離散點法向量方向處理成指向閉合體外側；

步驟5：對一致化后的離散點法向量場求泊松方程得到指示函數，通過計算指示函數提取對應的等值面，初步得到重建的泊松曲面；

步驟6：利用拉普拉斯平滑、網格細分處理重建的泊松曲面；

步驟7：利用步驟1正則化處理的參數進行反正則化處理，使反正則化處理的結果返回步驟1輸入數據所在坐標系下的坐標，地質體閉合曲面三維模型的重建完成。

2.如權利要求1所述的基于地震解釋數據的地質體閉合曲面三維重建方法，其特征在于，所述步驟1具體有以下幾個步驟：

步驟1.1：先求取數據離散點最小包圍盒；

步驟1.2：由包圍盒知包圍盒XYZ坐標變化范圍，根據包圍盒XYZ坐標變化范圍，對所有點坐標除以相應的變化范圍；

步驟1.3：步驟1.2的結果再乘以一個振幅值，完成正則化處理。

3.如權利要求2所述的基于地震解釋數據的地質體閉合曲面三維重建方法，其特征在于，振幅值默認為200。

4.如權利要求1所述的基于地震解釋數據的地質體閉合曲面三維重建方法，其特征在于，所述步驟2重采樣后點數相對于重采樣前點數的倍數默認為2倍。

5.如權利要求1所述的基于地震解釋數據的地質體閉合曲面三維重建方法，其特征在于，所述步驟3具體有以下幾個步驟：

步驟3.1：用KNN算法獲取離散點最近的K個鄰點，用最小二乘逼近法計算擬合K個鄰點及其鄰接點集的局部鄰接平面，然后求鄰接平面法向量

步驟3.2：由局部鄰接平面法向量均值求出頂點法向量

其中，i、j是整數，i＞0用于標記點集數據中的點，v_i是其中的任意一點，稱為頂點，0＜j≤k用于標記第i個點數據的K近鄰域區域中的點，p_i，j是K近鄰域中的任意一點，f_i，j是v_i點與p_i，j點構成的局部鄰接平面，d為v_i點到坐標原點的距離，θ是高斯權重函數，它以每個p_i，j點在三維坐標平面上的投影點p_0，j的距離為參數，符合||p_i，j-p_0，j||表示p_i，j點與p_0，j點之間的距離，函數表示在約束條件d下求得法向量的最小化的坐標；

其中，局部領域點集個數對重建結果影響很大，默認為50。

6.如權利要求1所述的基于地震解釋數據的地質體閉合曲面三維重建方法，其特征在于，所述步驟4具體有以下幾個步驟：

步驟4.1：計算所有步驟2加密后離散點的中心點；

步驟4.2：連接步驟4.1得到的中心點與法向量的起點構成新的向量；

步驟4.3：計算新向量與法向量的夾角α，若α大于90°，則該向量方向為指向閉合體內側，進入步驟4.4；若α小于或等于90°，則該向量方向為指向閉合體外側；

步驟4.4：將所有方向指向閉合體內側的法向量乘以-1，使所有法向量方向都朝向閉合體的外側。

7.如權利要求1所述的基于地震解釋數據的地質體閉合曲面三維重建方法，其特征在于，所述步驟6的拉普拉斯平滑指選定一個局部鄰域，對此局部鄰域中的每個點由鄰域中所有點的平均值代替。