[發明專利]水平構造臺地的三維模型構造方法及裝置

在審

• 申請號: 202010730943.5
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111951393A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 萬夏;李安波;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;G06T3/40
• 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

本發明公開了一種水平構造臺地的三維模型構造方法及裝置，其中方法包括：針對構造臺地建模數據的預處理；基于各地層邊界的點集高程，推斷對應被裁剪地層邊界的點集高程；基于一地層下層面邊界的點集，利用克里金插值方法，實現相應地層下層面的插值處理；地層出露側面TIN模型的構建；地層被裁剪側面TIN模型的構建；直至完成不同地層下層面和相應側面的TIN模型；根據DEM和不同地層的上、下層面和側面TIN模型，縫合生成不同地層的OBJ三維模型。本發明算法復雜度較低，自動化程度高，模型的準確度較好。

技術領域

本發明涉及地理信息技術應用領域，尤其涉及一種水平構造臺地的三維模型構造方法及裝置。

背景技術

水平構造地貌是指在地殼垂直運動下原始沉積地層保持水平(或近水平)產狀而無褶皺變化的地貌類型(巖層傾角通常小于或等于5°)。在地殼上升區域，由于軟硬相間的水平巖層不斷受到外力侵蝕，出露于地表的較軟巖層不斷被侵蝕，顯露出不易被侵蝕的堅硬巖石表面，使得地貌表面與堅硬巖石表面一致，從而表現出豐富的水平構造地貌類型。

就不同發育階段所表現的形態而言，水平構造地貌劃分為構造臺地(巖層發育的幼年期)、構造石墻(巖層發育的青年期)、構造方山(巖層發育的壯年期)和石峰石林(巖層發育的老年期)。不同階段的水平構造地貌類型，具有不同的科學研究價值和旅游觀賞價值，研究不同類型的水平構造地貌三維建模方法，對研究地貌實體的三維建模、古地貌恢復、地貌演化過程模擬、旅游資源開發和礦產資源利用都具有重要意義。

目前，針對水平構造地貌的三維建模研究相對較少，李安波等(參考：李安波,萬夏,王凱亮,閭國年.一種水平構造地貌實體的三維模型構建方法.中國,CN110400371A.2019.)利用地質圖和DEM，初步實現了一種基于水平構造方山的三維建模。該方法自動化程度較高，構建的模型較為完整。但是，該方法構建的三維模型地層層面起伏較大，建模質量和準確度有待進一步提升；且該方法不能進行構造臺地、石墻等其它類型水平構造地貌的三維建模。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種準確度更高的水平構造臺地的三維模型構造方法及裝置。

技術方案：本發明所述的水平構造臺地的三維模型構造方法包括：

(1)對水平構造臺地的地層圖層和DEM數據按照預設構造臺地建模范圍裁剪，并獲取地層圖層中各地層被裁剪后剩余的自然出露地層邊界線，形成自然出露地層邊界線集合SL；

(2)根據DEM數據獲取集合SL中各自然出露地層邊界線的高程，并基于自然出露地層邊界線的高程推測對應地層被裁剪位置上非自然出露地層邊界線的高程；

(3)將自然出露的地層邊界線和對應被裁剪位置上的非自然出露地層邊界線合并為一條線，作為所在地層的地層邊界線，形成地層邊界線集合PL；

(4)從地層圖層中獲取任一地層s；

(5)從地層邊界線集合PL中獲取地層s的地層邊界線，利用克里金插值方法，進行地層s下層面的插值處理，構建下層面的TIN模型；

(6)根據DEM數據和等高線構建臺地建模范圍的TIN模型，從中提取出地層s自然出露側面的TIN模型；

(7)根據被裁剪位置上的非自然出露地層邊界線構建被裁剪側面的TIN模型；

(8)循環執行步驟(4)-(7)，直至完成所有地層的處理；

(9)根據各地層的下層面和側面TIN模型，通過縫合生成地層的三維模型。

進一步的，步驟(2)具體包括：

(2-1)獲取自然出露地層邊界線集合SL＝{sl_i|i＝0,1,…,N-1}，其中，sl_i為第i條自然出露地層邊界線，N為線個數；