[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

本發明公開了一種基巖斷層面三維模型的自動構建方法，具體包括步驟：首先，基于斷層線矢量數據和基巖面DEM，提取基巖面斷層剖面線；其次，基于基巖面斷層剖面線和斷層產狀，推演斷層面邊界，并構建斷層面模型；最后，為斷層面模型綁定材質，生成基巖斷層面三維模型。本發明實現了一種快速構建基巖斷層面三維模型的方法。本發明與現有技術相比，既提高了基巖斷層面的三維表達效果，又具有較高的自動化程度。

技術領域

本發明涉及三維建模技術和地質學領域，尤其涉及一種基巖斷層面三維模型的自動構建方法。

背景技術

斷層是巖層或巖體順破裂面發生明顯位移的構造，在地殼中廣泛發育。地殼斷塊沿斷層的突然運動是地震發生的主要原因，且在斷層帶上由于巖石破碎和易于風化侵蝕，而沿斷層線常常發育溝谷、泉或湖泊。斷層空間展布特征的準確直觀表達，是地質空間表達的重要內容，對重大工程規劃、地質災害防治、地下空間開發等諸多應用具有重要的約束和指導意義。

然而，在地質圖中，以二維斷層線的方式表達的斷層信息，難以準確地表達斷層面的三維空間展布特征。斷層面是地殼受力發生斷層而形成的巖石破裂面，通常呈面狀展布。在三維地質建模研究與應用不斷深入的今天，如何基于地質圖中的斷層線狀分布信息和產狀信息，研究實現三維斷層面模型的自動構建，具有重要的研究意義和實用價值。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種基巖斷層面三維模型的自動構建方法，自動化程度高。

技術方案：本發明所述的基巖斷層面三維模型的自動構建方法包括：

(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；

(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模三維型；

(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。

進一步的，步驟(1)具體包括：

(1-1)讀取基巖斷層線矢量數據到斷層集合F＝{f_i|i＝1,2,…,FN}；其中，f_i表示第i個斷層線，FN表示斷層線數量；

(1-2)讀取基巖面DEM到基巖面DEM像元集合RE＝{re_p,q|p＝1,2,…,PN,q＝1,2,…QN}；其中，re_p,q表示基巖面DEM的第p行第q列的像元，PN為基巖面DEM的行數，QN為基巖DEM的列數。

進一步的，步驟(2)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：