一种矿体块段三维建模方法及系统与流程

本发明属于三维建模，具体涉及一种矿体块段三维建模方法及系统。

背景技术：

1、为了发现矿藏的矿石类别和储量估计，并更加深入直观的了解和掌握地质信息，三维地质建模结合图形可视化工具以三维模型的形式将矿体信息直观的呈现在人类面前，并使得我们能够基于信息技术在可视化环境下利用空间分析与预测和地质统计手段分析、解译地质信息。

2、现有的矿体块段三维建模方法不能满足实际需求，因此，亟需研发一种符合实际生产需求的矿体块段三维建模方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，针对相邻矿体轮廓线形状和顶点数目差异比较大时易出现交叉、错位连接问题，本发明提出了一种矿体块段三维建模方法及系统，本发明通过几何重心投影对齐和周长同步前进来实现矿体块段连接，能够有效解决此类连接问题，并且能够实现平行剖面间任意轮廓线平滑连接，进而快速构建符合客观期望的矿体三维模型。

2、为了到达预期效果，本发明采用了以下技术方案：

3、本发明公开了一种矿体块段三维建模方法，包括：

4、计算得到相邻矿体块段轮廓线的重心坐标，对相邻矿体块段轮廓线进行投影变换并进行重心对齐，以相邻矿体块段轮廓线的重心坐标为中心进行轮廓线缩放，对缩放后的轮廓线进行加密处理，对加密处理后的轮廓线进行坐标还原并同步前进连接构造面。

5、进一步地，所述计算得到相邻矿体块段轮廓线的重心坐标具体包括：采用狄洛尼三角剖分法对相邻矿体块段轮廓线进行三角剖分得到若干个三角形，分别计算得到各三角形的重心坐标，将所有三角形面积和三角形重心坐标的加权平均值作为整个相邻矿体块段轮廓线的重心坐标。

6、进一步地，所述对相邻矿体块段轮廓线进行投影变换并进行重心对齐具体包括：将相邻矿体块段轮廓线以重心坐标为原点投影到投影平面上，所述投影平面以预设一个剖面的三维空间中的z轴正向为y轴正向，以剖面的三维空间中的xoy平面的方向向量为x轴。

7、进一步地，所述对缩放后的轮廓线进行加密处理具体包括：确定缩放后的轮廓线的连接起点，采用周长同步前进法将轮廓线构造的多边形边界加密到相同的数量。

8、进一步地，所述确定缩放后的轮廓线的连接起点的具体步骤包括：以投影平面x轴正方向为射线，将轮廓线构造的多边形与所述x轴交点中最大的点并作为连接起点。

9、进一步地，所述加密的具体步骤包括：

10、设p＝{p1p2，…,pn，p1}与q＝{q1，q2，…,qn，q1}为待连接的两个多边形，轮廓线总长度为cp与cq，p上第i条线段终点pi+1距离起点p1的累积长度与cp的比值为q上第i条线段终点qi+1距离起点q1的累积长度与cq的比值为

11、如果则在p上增加一个点使否则在q上增加一个点使

12、进一步地，在对加密处理后的轮廓线进行坐标还原并同步前进连接构造面之前，判断加密处理后的轮廓线是否存在连接交叉错误的情况，如果存在，则进行轮廓线分解与交互式切开处理，在重新加密处理后直至不存在连接交叉错误的情况。

13、进一步地，所述以相邻矿体块段轮廓线的重心坐标为中心进行轮廓线缩放具体包括：以相邻矿体块段轮廓线的重心坐标为中心，对相邻矿体块段轮廓线构造的第一面积多边形进行中心缩放，以使所有多边形面积均等于第二面积。

14、进一步地，所述缩放的倍数为第二面积与第一面积的比值，所述第二面积大于所述第一面积。

15、本发明还公开了一种矿体块段三维建模系统，包括：

16、采集模块，用于采集相邻矿体块段轮廓线；

17、模型构建模块，用于根据上述任一所述一种矿体块段三维建模方法进行建模。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：针对相邻矿体轮廓线形状和顶点数目差异比较大时易出现交叉、错位连接问题，本发明提出了一种矿体块段三维建模方法及系统，本发明通过几何重心投影对齐和周长同步前进来实现矿体块段连接，能够有效解决此类连接问题，并且能够实现平行剖面间任意轮廓线平滑连接，进而快速构建符合客观期望的矿体三维模型。相比同步前进和最短三角形法，本发明解决了其存在的错位和交叉问题，实现了对复杂轮廓线的连接；相比周长投影法，优化了周长投影仅从几何轮廓先考虑矿体连接，在考虑边界连接前加入了几何重心投影对齐、面积相近处理等方法来降低数据的复杂性，提高了计算的准确性；相比“切开-缝合”法，本发明采用边界转向计算方法来实现复杂形状多轮廓线的分段，从“线对”角度简化了切开后的复杂处理步骤，缝合中采用了网格合并的方法进一步简化了矿体面模型构建。本发明还提出了拟合多段平行剖面的方法，采用b样条光滑单矿体和多矿体，生成光滑模型，效果较好。通过本专利的方法开发实现的应用系统能够在短时间内处理大量复杂的矿体构建，提供一种简单、便捷、易懂、易操作的矿体建模方法。

技术特征：

1.一种矿体块段三维建模方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种矿体块段三维建模方法，其特征在于，所述计算得到相邻矿体块段轮廓线的重心坐标具体包括：采用狄洛尼三角剖分法对相邻矿体块段轮廓线进行三角剖分得到若干个三角形，分别计算得到各三角形的重心坐标，将所有三角形面积和三角形重心坐标的加权平均值作为整个相邻矿体块段轮廓线的重心坐标。

3.如权利要求1所述的一种矿体块段三维建模方法，其特征在于，所述对相邻矿体块段轮廓线进行投影变换并进行重心对齐具体包括：将相邻矿体块段轮廓线以重心坐标为原点投影到投影平面上，所述投影平面以预设一个剖面的三维空间中的z轴正向为y轴正向，以剖面的三维空间中的xoy平面的方向向量为x轴。

4.如权利要求3所述的一种矿体块段三维建模方法，其特征在于，所述对缩放后的轮廓线进行加密处理具体包括：确定缩放后的轮廓线的连接起点，采用周长同步前进法将轮廓线构造的多边形边界加密到相同的数量。

5.如权利要求4所述的一种矿体块段三维建模方法，其特征在于，所述确定缩放后的轮廓线的连接起点的具体步骤包括：以投影平面x轴正方向为射线，将轮廓线构造的多边形与所述x轴交点中最大的点并作为连接起点。

6.如权利要求4所述的一种矿体块段三维建模方法，其特征在于，所述加密的具体步骤包括：

7.如权利要求1所述的一种矿体块段三维建模方法，其特征在于，在对加密处理后的轮廓线进行坐标还原并同步前进连接构造面之前，判断加密处理后的轮廓线是否存在连接交叉错误的情况，如果存在，则进行轮廓线分解与交互式切开处理，在重新加密处理后直至不存在连接交叉错误的情况。

8.如权利要求1所述的一种矿体块段三维建模方法，其特征在于，所述以相邻矿体块段轮廓线的重心坐标为中心进行轮廓线缩放具体包括：以相邻矿体块段轮廓线的重心坐标为中心，对相邻矿体块段轮廓线构造的第一面积多边形进行中心缩放，以使所有多边形面积均等于第二面积。

9.如权利要求8所述的一种矿体块段三维建模方法，其特征在于，所述缩放的倍数为第二面积与第一面积的比值，所述第二面积大于所述第一面积。

10.一种矿体块段三维建模系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种矿体块段三维建模方法及系统，包括：计算得到相邻矿体块段轮廓线的重心坐标，对相邻矿体块段轮廓线进行投影变换并进行重心对齐，以相邻矿体块段轮廓线的重心坐标为中心进行轮廓线缩放，对缩放后的轮廓线进行加密处理，对加密处理后的轮廓线进行坐标还原并同步前进连接构造面。本发明通过几何重心投影对齐和周长同步前进来实现矿体块段连接，解决了常见的连接错位和交叉问题，能够实现平行剖面间任意轮廓线平滑连接，进而快速构建符合客观期望的矿体三维模型。本发明还优化了周长投影仅从几何轮廓先考虑矿体连接，在考虑边界连接前加入了几何重心投影对齐、面积相近处理等方法来降低数据的复杂性，提高了计算的准确性。

技术研发人员：张发勇,包金坤,席万鑫,凌逸菲,吴昊,李才仙
受保护的技术使用者：武汉智博创享科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25