专利名称：复杂空间的曲面重构方法
技术领域：
本发明涉及一种复杂空间的曲面重构方法。
背景技术：
空间曲面重构在CAD、计算机图形学、气象和勘探等各类科学研究和工程设计中有广泛的应用。由于曲面的不规则性，以及散乱数据的无明确规律和无序性，很难用单一的数学形式把曲面表达出来，因此一般用插值的方法来重构曲面。空间曲面重构运用计算机技术，进行曲面插值，从而近似还原出真实曲面，其本质是利用三维离散点拟合成曲面的问题。空间曲面重构在地质勘探数据、测井数据和油藏数据等非结构化数据的编辑与显示中具有重要应用。在地质勘探领域，目前常用的空间曲面重构方法有如下几种(1)最近邻点法最近邻点法即泰森多边形法，是一种极端的边界内插方法，只用最近的单个数据点进行区域插值，得到的结果图只是边界上的变化，生成的插值数据之间有明显的边界，不会产生不同级别的中间现象。该方案不适合于稀疏离散点的曲面重构。(2)距离反比加权法距离反比加权法是常用的空间插值方法之一，它认为待插值点距离最近的若干个已知点对待插值点的贡献最大，其贡献与距离成反比，如下式所示
权利要求
1.一种复杂空间的曲面重构方法，其特征在于包括如下步骤第一步、原始断层数据预处理包括断层插值、拟合断层面和根据层位原始三维数据生成关联层位的断层多边形；其中断层插值和拟合断层面是先确定一个断层包络范围，利用克里金算法直接插值，然后根据插值数据拟合成断面；所述断层多边形是断层与层位在空间上相交而成的一个多边形结构，其边界由断层线组成，断层线分为上盘线和下盘线，上下盘线组成一个三维空间中的闭合多边形；第二步、原始层位数据预处理去除违法的点数据；第三步、层位插值(1)初始化关联的断层多边形获取与将要插值的层位关联的所有断层多边形，初始化层位插值的约束断层多边形边界集合；(2)初始化网格属性确定网格参数，将关联断层多边形边界按照网格离散为三维控制点，并将关联断层多边形投影到网格，确定各个网格的属性；(3)初始化种子点数据获取将要插值的层位原始数据和关联断层多边形边界的三维控制点，转换为离散的三维种子点数据结构，获取每个种子点的断层关联属性，然后将种子点按照(x，y)坐标投影到各个网格中，定义种子点结构，获得初始化种子点的属性；(4)初始化插值点数据在插值之前对网格的每一道进行插值点初始化，确定网格的每一道需要插值的层位点数目，以及每个插值点的断层关联属性，定义插值点结构，获得初始化插值点的属性；(5)层位插值根据第(4)步得到的插值点数据，通过搜索插值点周围的合法种子点来对该插值点进行插值计算；在种子点稀疏的层位中，保留无法计算Z值的插值点，在所有能依靠种子点进行插值计算的插值点处理完毕后，将插值完成的点当作新的种子点来进行层位补偿插值，直到所有插值点均处理完毕；第四步、层位拟合成面根据事先确定的边界约束条件将层位与断层相邻部分的边界插值点与断层多边形的上下盘线段连接起来，得到一个层面和断层完全无缝连接的面结构。
2.根据权利要求1所述的复杂空间的曲面重构方法，其特征在于所述合法种子点的判断规则为设待插值点为Ii,关联的断层集合UFi和IFi ；搜索到的种子点为Sp关联的断层集合UFi和1。；定义与插值点和种子点的水平连线Ii^相交的断层多边形边界集合 Boundary，其中uP为断层上盘边界集合，IP为断层下盘边界集合，uPk为断层Fk关联插值层位的多边形上盘边界，Ipk为断层Fk关联插值层位的多边形下盘边界，m为插值层位关联的断层多边形总数Boundary = {uP, IP}uP = IuPh, uPh, L, uPlM] ^^^m ^mlP = {lpk, lph, L, IpkN} 0<kN<mA.若UP= 0目/P = 0，则种子点h合法；B.若存在断层Fke UFi且Fk e IFj,或者Fk e IFi且Fk e UFj,则种子点。不合法；C.若Boundary中存在垂直断层边界，则种子点。不合法；D.若Boundary中同时存在某个断层的上盘边界和下盘边界，则种子点。不合法；E.若UFj中最后一个断层或者IFj中第一个断层为正断层，且Boundary中包含该正断层的边界，则种子点1不合法；F.若Boundary集合不满足D和E中的条件，同时有UFi= UFj且IFi = IFj,则种子点 Sj合法；G.若存在断层Fk e UFi 且 Ipk e Fk 且 Ipk e 1P,或者 Fk e IFi 且 uPk e Fk 且 uPk e uP， 则种子点h不合法；H.若存在断层Fk e UFj 且 Ipk e Fk 且 Ipk e 1P,或者 Fk e IFj 且 uPk e Fk 且 uPk e uP， 则种子点h不合法；I.其它情况，则判定种子点h合法。
全文摘要
本发明公开了一种复杂空间的曲面重构方法，通过采用复杂空间曲面插值方法，解决了三维地质建模中复杂地质构造下的层位曲面重构问题，为等值线绘制、地质成块等提供了新的思路。本发明具有如下优点解决了复杂地质构造下的层位插值问题，不但支持正、逆断层以及垂直断层，并且适合于多种地质建模应用；通过断层多边形边界约束下的层面拟合，实现了层面和断层无缝拟合，解决了传统的网格化插值方案层位与断层无法严格相交的难题；通过采用混合网格化的层位插值方法，既保证了数据的快速处理，又保证了拟合的精度。
文档编号G06T17/05GK102222365SQ201110215270
公开日2011年10月19日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者胡光岷, 陈凯云, 鲁才 申请人:电子科技大学