[發明專利]一種基巖斷層面三維模型的自動構建方法

有效

• 申請號: 202010192232.7
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111325844B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 李安波;徐詩宇;董甜甜;閭國年
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: 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: 馮艷芬

1.一種基巖斷層面三維模型的自動構建方法，其特征在于該方法包括：

(1)分別讀取基巖斷層線矢量數據和基巖面DEM到斷層線集合F和基巖面DEM像元集合RE中；

(2)從斷層線集合F中讀取任一斷層線，并基于基巖面DEM像元集合RE，提取基巖面斷層剖面線；具體包括：

(2-1)從集合F中獲取任一斷層線f_i，并取出斷層線f_i中所有折線段，獲取每個折線段的兩個端點，存入集合FE＝{(fe_k,1,fe_k,2)|k＝1,2,…,FPN}，fe_k,1,fe_k,2表示第k個折線段的兩個端點，FPN為折線段數量；

(2-2)創建一個空的三維點列FP；

(2-3)基于基巖面像元集合RE，根據下列公式插值計算fe_k,1,fe_k,2的中間點坐標fp_k(x_k,y_k,z_k)，并將fp_k存入點列FP：

其中，k＝1,2,…,FPN，(x_k,1,y_k,1)為fe_k,1的坐標，(x_k,2,y_k,2)為fe_k,2的坐標，d為fe_k,1,fe_k,2間的距離，p_k、q_k分別為點fp_k對應的基巖面DEM像元的行號、列號，為fp_k對應的基巖面DEM像元值，(X,Y)為基巖面DEM的原點坐標，C為基巖面DEM的像元大小，為向下取整符號；

(2-4)插值完成后的三維點列FP＝{fp_k|k＝1,2,…,FPN}即為基巖面斷層剖面線；

(3)以基巖面斷層剖面線為斷層面上邊界，基于斷層產狀信息推演斷層面下邊界，并基于斷層面上邊界和下邊界構建基巖斷層面三維模型；具體包括：

(3-1)基于獲取的斷層線f_i，根據下面公式計算斷層面推演方向的單位向量

其中，dir_i為f_i的傾向，dip_i為f_i的傾角；

(3-2)將基巖面斷層剖面線作為斷層面上邊界，根據下式計算得到斷層面下邊界FL＝{fl_k|k＝1，2，…，FPN}；

其中，D為預設斷層面推演深度；

(3-3)基于斷層面上邊界和斷層面下邊界，構建基巖斷層面三維模型S_i，具體包括：

(3-3-1)依次按照fp_k、fl_k、fp_k+1的頂點順序，構建基巖斷層面三維模型S_i的正三角面片集合STL＝{stl_k(fp_k，fl_k，fp_k+1)|k＝1，…，FPN-1}，其中，stl_k(fp_k，fl_k，fp_k+1)表示由點fp_k，fl_k，fp_k+1形成的三角面，fp_k、fp_k+1表示斷層面上邊界中第k和第k+1個點，fl_k表示斷層面下邊界中第k個點；

(3-3-2)依次按照fl_k+1，fl_k，fp_k+1的頂點順序，構建基巖斷層面三維模型S_i的倒三角面片集合STR＝{str_k(fl_k+1，fl_k，fp_k+1)|k＝1，…，FPN-1}，其中，str_k(fl_k+1，fl_k，fp_k+1)表示由點fl_k+1，fl_k，fp_k+1形成的三角面；

(3-3-3)將正三角面片集合STL和倒三角面片集合STR進行整合，得到基巖斷層面三維模型S_i；

(4)根據預設顏色創建材質，完成與基巖斷層面三維模型的綁定；

(5)循環執行步驟(2)至(4)，完成基巖面DEM中所有基巖斷層面三維模型的構建。