[發明專利]一種工程地質克里金擬合貼片式三維建模方法

在審

• 申請號: 201911151712.2
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN111080783A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 黃新文;薛宇騰;崔俊杰;張忠良;周清華;李純;張弛
• 申請（專利權）人: 中鐵工程設計咨詢集團有限公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關兆輝

本發明適用于工程建模技術領域，提供了一種工程地質克里金擬合貼片式三維建模方法，包括如下步驟：步驟S10：確定已知點并形成已知的頂面；步驟S20：采用克里金插值擬合方法，根據已知點，計算范圍內未知點到參考面的高；步驟S30：將未知點的高加上原坐標的Z值，即可得到未知點擬合后的坐標值；步驟S40：利用已知點坐標和未知點擬合后的坐標形成地質體底面和三棱柱；根據未知點的坐標和頂面形成三棱柱，隨后對多個三棱柱進行合并，從而得到完整的工程地質體，利用三棱柱的合并使用，能有效降低剪切過程中產生的錯誤和剪切失敗的風險，從而提高建模效率，且該方法更適用實現自動化三維建模，具有明顯的社會經濟效益。

技術領域

本發明屬于工程建模技術領域，尤其涉及一種工程地質克里金擬合貼片式三維建模方法。

背景技術

三維模型是物體的多邊形表示，通常用計算機或者其它視頻設備進行顯示。顯示的物體可以是現實世界的實體，也可以是虛構的物體。任何物理自然界存在的東西都可以用三維模型表示，三維模型經常用三維建模工具這種專門的軟件生成，但是也可以用其它方法生成。作為點和其它信息集合的數據，三維模型可以手工生成，也可以按照一定的算法生成。盡管通常按照虛擬的方式存在于計算機或者計算機文件中，但是在紙上描述的類似模型也可以認為是三維模型。三維模型廣泛用任何使用三維圖形的地方。

目前，鐵路工程三維地質建模過程中主要有以下幾種方式：一、利用拉伸體元構建線性工程三維地質模型；二、利用三棱柱體做基本體元構建三維地質體模型；三、利用克里金擬合三維地層面后，通過逐層剖切的方法獲得體元。

在上述的第三種方法中，采用逐層剖切的方法受布爾運算影響較大，極易出現錯誤導致剖切失敗，且速度較慢。

發明內容

本發明提供一種工程地質克里金擬合貼片式三維建模方法，旨在解決采用逐層剖切的方法受布爾運算影響較大，極易出現錯誤導致剖切失敗，且速度較慢問題。

本發明是這樣實現的，一種工程地質克里金擬合貼片式三維建模方法，包括如下步驟：

步驟S10：確定已知點并形成已知的頂面；

步驟S20：采用克里金插值擬合方法，根據已知點，計算范圍內未知點到參考面的高；

步驟S30：將未知點的高加上原坐標的Z值，即可得到未知點擬合后的坐標值；

步驟S40：利用已知點坐標和未知點擬合后的坐標形成地質體底面和三棱柱；

步驟S50：將所有得到的三棱柱合并，得到該層完整的地質體。

優選的，所述步驟S10中包括獲取需要建立地質體的勘探孔位層底坐標，并計算層底節點到參考面的高，并利用層底坐標的X、Y值和層底坐標到參考面的高組成已知點。

優選的，所述步驟S20還包括如下步驟：

步驟S1、根據已知散列點線特征自動擬合原始三維地形和地質曲面；

步驟S2、利用高精度特征線對所述原始三維地形和地質曲面進行修正；

步驟S3、根據高斯過程回歸模型預測格網點三維坐標，并在修正后的原始三維地形和地質曲面中內插格網點，以獲得未知點的高。

優選的，所述步驟S30中計算出的未知點的坐標設有多個，并分別對應多個三棱柱。

優選的，所述步驟S40中的三棱柱是將地質體底面的每一個三角面與地質體頂面的對應三角面而形成的。

優選的，步驟S50中，將多個三棱柱中，相鄰的三棱柱穩定側面進行合并。

優選的，多個三棱柱合并之后，多個三棱柱的底層和頂層合并形成地面和底面。