基于地质图的断层构造单元三维模型构建方法及装置与流程

文档序号:22968677发布日期:2020-11-19 21:46阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于地质图的断层构造单元三维模型构建方法,其特征在于该方法包括:

(1)分别读取地层数据、断层数据和基岩面dem数据到地层集合g、断层集合f和像元集合e;

(2)从地层集合g中读取任一地层gi,以gi的边界线与gi相邻地层的边界线的交点为分割点,将gi的边界线分段,得到边界线分段集合s,并计算每一边界线分段的倾向和倾角;

(3)以地层gi为计算范围,基于基岩面dem数据构建三角网,得到地层gi的上顶面三角面集合vt;

(4)基于像元集合e、边界线分段集合s以及对应边界线分段的倾向和倾角,生成地层gi的上顶面三维边界线和下底面三维边界线,并根据下底面三维边界线构建地层gi的下底面三角面集合vb;

(5)根据地层gi的上顶面三维边界线和下底面三维边界线,构建侧面三角面集合vs;

(6)组合上顶面三角面集合vt、下底面三角面集合vb和侧面三角面集合vs,形成地层gi的三维模型;

(7)循环执行步骤(2)-(6),完成所有地层的三维模型构建;

(8)组合所有地层的三维模型,得到断层构造单元的三维模型。

2.根据权利要求1所述的基于地质图的断层构造单元三维模型构建方法,其特征在于:步骤(1)具体包括:

(1-1)读取地层数据到地层集合g={gi|i=1,2,…,gn};其中,gi表示第i个地层,gn表示地层数量;

(1-2)读取断层数据到断层集合f={fk|k=1,2,…,fn};其中,fk表示第k个断层,fn表示断层数量;

(1-3)读取基岩面dem数据到像元集合e={epq|p=1,2,…,pn,q=1,2,…,qn};其中,epq表示基岩面dem数据中第p行第q列的像元,pn为基岩面dem数据的行数,qn为基岩面dem数据的列数。

3.根据权利要求1所述的基于地质图的断层构造单元三维模型构建方法,其特征在于:步骤(2)具体包括:

(2-1)从地层集合g中读取任一地层gi,并获取其边界线gli;

(2-2)读取地层gi的任一相邻地层gj,获取gj的边界线glj,并计算边界线gli与glj的交汇点,存入交点集合p;

(2-3)循环执行步骤(2-2),直至地层gi的所有相邻地层被遍历,得到交点集合p;

(2-4)以p中的点为分割点,将边界线gli分段,得到边界线分段集合s={su|u=1,2,…,sn};其中,sn为边界线gli的分段数;

(2-5)基于地层和断层的倾向数据,根据下式计算每一边界线分段su的倾向;

u=1,2,...,sn

其中,diru为su的倾向,fdirk为断层集合f中第k个断层fk的倾向,gdiri、gdirj分别为地层gi、gj的倾向,gj为gi的任一相邻地层;

(2-6)基于地层和断层的倾角数据,根据下式计算每一边界线分段su的倾角;

u=1,2,...,sn

其中,dipu为su的倾角,fdipk为断层fk的倾角,gdipi、gdipj分别为地层gi、gj的倾角。

4.根据权利要求1所述的基于地质图的断层构造单元三维模型构建方法,其特征在于:步骤(4)具体包括:

(4-1)读取地层gi边界线gli的任一边界线分段su,并提取su所有折点形成折点集合su={su,v|v=1,2,…,sun},su,v表示su中第v个折点,sun为折点数;

(4-2)基于集合su和像元集合e,计算得到边界线分段su对应的上顶面三维边界线分段stu;

(4-3)根据上顶面三维边界线分段stu和边界线分段su的倾向和倾角,推演出下底面三维边界线分段btu;

(4-4)循环执行步骤(4-1)-(4-3),直至完成边界线分段集合s的遍历,并将所有下底面三维边界线分段btu合并得到下底面三维边界线gbi,将所有上顶面三维边界线分段stu合并得到上顶面三维边界线gti;

(4-5)提取下底面三维边界线gbi的折点,形成集合gbi={gbi,a|a=1,2,…,bn};其中,gbi,a为gbi的第a个折点,bn为折点数;提取上顶面三维边界线gti的折点,形成集合gti={gti,a|a=1,2,…,bn};其中,gti,a为gti的第a个折点;

(4-6)依次按照gbi,1、gbi,a、gbi,a+1的顶点顺序,构建地层gi的下底面三角面vba{gbi,1、gbi,a、gbi,a+1},形成下底面三角面集合vb={vba|a=2,…,bn-1}。

5.根据权利要求4所述的基于地质图的断层构造单元三维模型构建方法,其特征在于:步骤(4-2)包括:

(4-2-1)新建一个空的三维点集合stu;

(4-2-2)基于像元集合e,根据下式计算得到三维点stu,v(xv,yv,zv),并加入集合stu;

其中,(xu,v,yu,v)为su,v的坐标,pv、qv分别为点su,v对应的dem像元的行号、列号,为su,v对应的dem像元值,(x,y)为dem像元的原点坐标,c为dem像元大小,为向下取整符号;

(4-2-3)将集合stu的所有点形成的线作为边界线分段su对应的上顶面三维边界线分段stu。

6.根据权利要求4所述的基于地质图的断层构造单元三维模型构建方法,其特征在于:步骤(4-3)具体包括:

(4-3-1)基于边界线分段su的倾角和倾向,根据下式计算断层面推演方向的单位向量

其中,diru为su的倾向,dipu为su的倾角;

(4-3-2)基于上顶面三维边界线分段stu,根据下式计算得到断层面的下底面三维边界线分段btu;

btu={btu,v|v=1,2,...,sun}

式中,stu,v为stu的第v个折点,d为预设地层下底面推演深度。

7.根据权利要求1所述的基于地质图的断层构造单元三维模型构建方法,其特征在于:步骤(5)具体包括:

(5-1)获取下底面三维边界线gbi={gbi,a|a=1,2,…,bn}和上顶面三维边界线gti={gti,a|a=1,2,…,bn},其中,gbi,a为gbi的第a个折点,gti,a为gti的第a个折点,bn为折点数;

(5-2)依次按照gti,a、gbi,a、gti,a+1的顶点顺序,构建侧面的正三角面vsla{gti,a、gbi,a、gti,a+1},形成正三角面集合vsl={vsla|a=2,…,bn-1};

(5-3)依次按照gbi,a+1、gbi,a、gti,a+1的顶点顺序,构建侧面的倒三角面vsra{gbi,a+1、gbi,a、gti,a+1},形成倒三角面集合vsr={vsra|a=2,…,bn-1};

(5-4)将正三角面集合vsl和倒三角面集合vsr进行整合,作为地层gi的侧面三角面集合vs。

8.根据权利要求1所述的基于地质图的断层构造单元三维模型构建方法,其特征在于:步骤(8)具体包括:

(8-1)根据预设纹理创建地层模型材质,并与对应地层三维模型绑定;

(8-2)组合所有地层的三维模型,得到断层构造单元三维模型。

9.一种基于地质图的断层构造单元三维模型构建装置,包括处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-8中任意一项所述的方法。


技术总结
本发明公开了一种基于地质图的断层构造单元三维模型构建方法及装置,方法包括:首先,读取断层数据、地层数据和基岩面DEM数据;其次,基于地层邻接关系,将地层边界线分段,并分别计算产状;然后,基于基岩面数据、地层边界线分段,构建地层的上顶面、侧面和下底面三维模型;最后,组合地层三维模型,绑定材质,并导出模型文件。本发明精度更高,可以有效降低断层构造单元的建模复杂度,提高自动化程度。

技术研发人员:徐诗宇;李安波;闾国年;董甜甜
受保护的技术使用者:南京师范大学
技术研发日:2020.07.27
技术公布日:2020.11.17
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1