[發明專利]基于Morphing的河床基巖面建模方法

有效

• 申請號: 201910398051.7
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110197013B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 王凱亮;李安波;萬夏;閭國年
• 申請（專利權）人: 南京泛在地理信息產業研究院有限公司;南京師范大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T17/05
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張超

本發明公開了一種基于Morphing的河床基巖面建模方法，包括：(1)鉆孔數據標準化處理與分組存貯；(2)構建河床橫剖面線；(3)河床基巖埋深零值等值線分段處理；(4)基于Morphing的河床基巖面插值點生成；(5)構建河床基巖面模型。本發明根據橫跨河谷的鉆孔、河床基巖埋深零值等值線、河床范圍和DEM等數據，基于三維Morphing，實現了較為精確的河床基巖面模型構建。算法在一定程度上降低了傳統基于鉆孔的基巖面建模方法對鉆孔數據的過分依賴。

技術領域

本發明屬于地理信息技術應用領域，具體涉及一種基于Morphing的河床基巖面建模方法。

背景技術

基巖面是指地球陸地表面疏松物質(土壤和底土)底下的堅硬巖層面?；鶐r面是城市三維地質建模所需的一項重要數據，在城市規劃、工程建設和古地貌研究等諸多方面具有重要的研究意義和應用價值。

城市人口數量的不斷增加，給城市環境和空間資源帶來巨大壓力，為了城市的可持續發展，許多城市開始開發利用地下空間資源。在交通方面，越來越多的城市開始規劃建設跨江大橋和地鐵。由于跨江大橋地鐵的建設具有施工難度大，投資大，安全性要求高、不可逆等特點，迫切需要了解河床的基巖面埋深及基巖面形態特征，以便于進行跨江大橋和跨江地鐵的合理規劃與高效建設。

然而，現有的基巖面建模方法主要為數據驅動的建模方法，該方法需要大量的鉆孔數據(張宏鑫.2015.基于Map?GIS數字高程模型基巖面高程等值線圖的制作.測繪與空間地理信息,38(6),62-63)。而河床鉆孔的數量較少，并且多為已有跨江大橋和跨江地鐵建設時積累的。這些鉆孔數據稀疏，且多為線狀的空間不均勻分布，構建的基巖面模型精度相對較低，難以滿足實際需求。通常，河床具有一定的形態特征(如V形谷、U形谷)，且其基巖埋深等值線具有兩側對稱分布的規律。針對跨江大橋、跨江地鐵等項目建設時積累的鉆孔數據，基于三維Morphing技術可以較為精確地構建河床基巖面模型。

權利要求中采用的快速求取空間任意兩條曲線交點的算法(董明曉,鄭康平.2004.一種快速求取空間任意兩條曲線交點的算法.機械設計與制造,5(2),55-56)，思路是首先根據P樣條曲線的控制多邊形判斷兩條曲線是否相交，并求出兩條曲線存在交點的可能參數區間；然后在此區間內，利用控制頂點算出所對應的曲線段，進行精確求交計算。

發明內容

發明目的：本發明針對數據驅動的建模方法過分依賴鉆孔數據問題，以大江大河的河床為研究對象，提供一種基于Morphing的河床基巖面建模方法。該方法主要以鉆孔、河床基巖埋深零值等值線、河床范圍和DEM等數據為建模數據源，基于三維Morphing技術，能夠構建出較為精確的河床基巖面模型。

技術方案：為解決上述問題，本發明采用以下技術方案：

基于Morphing的河床基巖面建模方法，包括以下步驟：

(1)計算機獲取鉆孔數據、河床基巖埋深零值等值線數據、河床范圍數據和河床DEM數據，并對鉆孔數據進行標準化處理，并構建鉆孔數據組集合DrillPoints；

(2)構建河床橫剖面線，遍歷鉆孔數據組集合DrillPoints中的每一個鉆孔數據組，按該組中鉆孔空間排列的先后順序，生成河床橫剖面線并保存至河床橫剖面線集合ProfileLines＝{pl_i|i＝1,2,3,…,p₀}，其中，pl_i表示第i條橫剖面線，p₀表示橫剖面線條數；

(3)河床基巖埋深零值等值線分段處理；

(4)根據河床橫剖面線數據集合ProfileLines和基巖埋深零值等值線線段集合SectionLines，基于三維Morphing，生成河床基巖面插值點；

(5)構建河床基巖面模型,具體包括以下步驟：