CN101051395A - 一种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，包括：A.读取采集并整理好的地球物理场数据，将读取的数据存储为对象数组，并对读取的数据进行统计分析，获取数据的空间分布特征；B.根据数据的空间分布特征将对象数组中的数据点组合构建成具体的空间多面体模型；C.绘制并显示构建的空间多面体模型，对绘制的空间多面体模型进行可视化操作。本发明将高密度电法数据、大地电磁测深数据两种地球物理方法的勘探结果做成三维地质体模型，为地质人员提供形象、直观、动态的地球物理反演资料。该方法人工干预少，自动化程度高，完全适应野外快速勘探测量需求，应用前景好，大大推动这两种地球物理勘探方法的广泛应用和发展。

Description

一种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法

技术领域

本发明涉及基于地球物理场数据的地质体三维可视化技术领域，尤其涉及一种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法。

背景技术

随着地质勘探的深入和各种地球物理探测技术不断发展和完善，采用地球物理方法探测地质体，从而取得地质体结构参数已经是比较普遍的手段。由此，地球物理数据的计算可视化需求也日益增多。如何把大量甚至海量的枯燥的地球物理数据转化或模拟成为地质科学家能够看的到、摸得着的地质体三维模型成为目前研究的热点。

在地质体三维模拟领域，前人提出了30余种地质空间构模方法，可以将其归纳为基于面模型、基于体模型和混合模型三大类构模体系。

其中，基于面模型的构模方法侧重于三维空间实体的表面表示，如地形表面、地质层位、建筑物以及地下采矿工程的轮廓和空间框架。通过表面表示3D空间目标轮廓，缺点是由于缺少3D几何描述和内部属性记录而难以进行3D空间查询和分析。

体模型是基于3D空间的体元分割和真3D实体表达，体元的属性可以独立描述和存储，因而可以进行3D空间操作和分析。

混合模型，虽然可以解决地质体重断层或结构面等复杂情况的构模问题，但是空间实体的拓扑关系不容易建立。

传统的地球物理信息的表达主要有两种，其一是采用平面图和剖面图进行表达，例如电测深剖面图、电测深平面图等；其二是采用透视和轴测投影原理，将三维地球物理信息进行透视制图，或投影到两个以上的平面上进行组合表达，以增强三维视觉效果，提高人们的三维理解和认知水平。

纵观上述两种方式，有如下缺点：

第一，平面图和剖面图以及他们的组合表达是二维信息，而地质体结构具有三维空间特征，这种传统的表达方式必然导致地质信息的不完整。

第二，通过二维的地球物理信息挖掘具有三维空间特征的地质信息非常困难。

在过去几十年里，研究提出了30余种地质空间构模方法，可以将其归纳为基于面模型(facial model)、基于体模型(volumetric model)和混合模型(mixed model)3大类构模体系。其中，基于体模型的四面体建模被认为是表达和重构地质体的最佳结构。

国外，Lattuada(1997)等人对3DDT(3 Dimensional DelaunayTriangulation)在地质领域内的应用进行了研究，研究工作表明四面体格网能很好地用于地质体的3维建模：但对具体的建模工作，特别是关于地质体属性的处理没有作深入的探讨。

另外，法国Nancy大学的J.L.Mallet教授推出了GOCAD软件，在建模过程中采用了适应能力很强的三角剖分和四面体剖分技术，达到了半智能化建模的世界最高水平(孙敏，2002)。

国内，中国地质大学的杨三女(2003)做过四面体网格剖分的研究，但未见其实际应用。同济大学赵勇(2005)研究了三维Delaunay四面体剖分方法并将它应用到基于地震数据的地质建模中。

北京大学孙敏(2002)等做过基于四面体格网的3维复杂地质体重构的基础研究，指出四面体格网是目前表达和重构地质体的最佳结构，同时提出了以简化的面约束条件重构各类复杂地质体的方法及表达具有属性渐变和属性突变特性的地质体的方法。但是，他采用的原始数据是随意生成空间任意点的原始数据，数据量较小，而且是单纯的基于数学方法生成三维地质模型，主要浪费了计算时间和计算机存储空间，导致模型的生成效率不高，实用性不强。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，以实现基于地球物理场数据的地质体三维可视化。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，该方法包括：

A、读取采集并整理好的地球物理场数据，将读取的数据存储为对象数组，并对读取的数据进行统计分析，获取数据的空间分布特征；

B、根据数据的空间分布特征将对象数组中的数据点组合构建成具体的空间多面体模型；

C、绘制并显示构建的空间多面体模型，对绘制的空间多面体模型进行可视化操作。

上述方案中，步骤A中所述地球物理场数据包括高密度电法数据和大地电磁测深数据两种类型，所述地球物理场数据构成数据文件，该数据文件具有的字段包括三维坐标x、y、z和数据测试空间点位的点号、线号、层号，该数据文件的格式为Access、Excel或SQL Server。

上述方案中，所述地球物理场数据为高密度电法数据，步骤B中所述构建的空间多面体模型为空间四面体和空间五面体两种空间多面体模型；

所述地球物理场数据为大地电磁测深数据，步骤B中所述构建的空间多面体模型为空间四面体一种空间多面体模型。

上述方案中，步骤A中所述对读取的数据进行统计分析后，进一步显示统计分析的结果。

上述方案中，所述显示统计分析的结果具体包括以下显示方式：折线图、柱状图、曲线图、点图、饼图、面积图或散点图，且所述图形以二维或三维方式显示。

上述方案中，步骤C中所述对绘制的空间多面体模型进行可视化操作包括：

对构建的空间多面体模型进行显示、透明度、灯光、反走样、消隐、着色、融合、纹理贴图和边界处理，为三维地质模型的显示增添逼真的效果；和/或

对构建的空间多面体模型进行切割、透明处理、颜色设置和属性查询操作，以多种可视化的形式展现三维地质模型；和/或

对构建的空间多面体模型进行放大、缩小、平移、旋转操作，实现以不同的角度、大小、方向、方式来展示地质体模型。

上述方案中，所述对构建的空间多面体模型进行显示处理包括数据点、线框和填充三种显示模式；

所述对构建的空间多面体模型进行透明度处理用于控制模型的透明性，显示地球物理参数的空间分布特征；

所述对构建的空间多面体模型进行灯光处理是用灯光来增强模型的真实感；

所述对构建的空间多面体模型进行反走样处理用于消除模型中点、线、面显示中的锯齿线；

所述对构建的空间多面体模型进行消隐用于使距离视点近的物体遮挡距离视点远的物体；

所述对构建的空间多面体模型进行着色用于控制模型的着色方式，包括单一着色方式与光滑着色方式；

所述对构建的空间多面体模型进行切割操作用于对模型进行剖切以展示模型内部的结构；

所述对构建的空间多面体模型进行透明化处理操作用于对任意地球物理参数范围内的区间进行设置，显示某一地球物理属性值区间的地质体；

所述对构建的空间多面体模型进行颜色设置操作用于对模型按照地球物理属性值进行分段设色；

所述对构建的空间多面体模型进行属性查询操作用于通过鼠标直接点击地质模型，显示地质模型的属性信息；

所述对构建的空间多面体模型进行放大和缩小操作是以等倍率改变模型的大小；

所述对构建的空间多面体模型进行平移操作是利用鼠标改变模型在屏幕上的位置；

所述对构建的空间多面体模型进行旋转操作是利用鼠标直接控制模型的旋转角度。

上述方案中，所述数据点显示模式显示数据点，其中包括插值的数据点：

所述线框显示模式显示模型数据点之间的联结，即模型的骨架；

所述填充显示模式显示经过着色与平滑处理后显示的模型

所述单一着色方式利用一种颜色区填充一个多边形；

所述光滑着色方式根据不同顶点对多边形颜色进行填充。

上述方案中，步骤C中所述对绘制的空间多面体模型进行可视化操作进一步包括：在构建空间多面体模型时对数据进行插值。

上述方案中，对于不同的数据类型，所述数据插值采用不同的插值方式进行。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，将高密度电法数据、大地电磁测深数据两种地球物理方法的勘探结果做成三维地质体模型，为地质人员提供形象、直观、动态的地球物理反演资料。同时，本发明也将推动这两种地球物理勘探方法的广泛应用和发展。

2、本发明提供的这种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，首次利用Microsoft公司最新推出的C#语言，并且基于Microsoft.NET平台开发了地质体三维可视化应用程序，实现了在快速开发的同时又可以调用底层平台所有功能的完美结合。

3、本发明提供的这种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，提出了多种地质模型可视化处理方案，可以直接三维交互的方式对模型进行平移、放缩、旋转、切割；对地球物理数据进行统计分析、自定义颜色区间、实现了空间数据的插值等功能。另外，还实现了透明、消隐、光照、多种显示模式等可视化功能。

4、本发明提供的这种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，将地质学、地球物理学等传统学科与现代信息技术相结合，综合多学科优势，充分利用地质原理、地球物理方法、钻探技术、3S技术，建立了从数据采集、分析和处理到三维模型构建的信息链。

5、本发明提供的这种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，人工干预工作少，自动化程度高，完全能够适应野外快速勘探测量需求，应用前景非常好。

6、本发明提供的这种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，不规则四面体模型利于拓扑关系的建立，是进行地质空间分析和模型信息可视化挖掘的基础，为地质问题提供决策支持。

7、本发明提供的这种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，不规则四面体模型是二维TIN在三维空间的延伸。四面体本身是面最少的体元结构，可以表达任意复杂的地质体。因此，非常便于表达各种规则体及其不规则体，四面体模型是体元模型的发展趋势。

8、本发明提供的这种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，能够把大量甚至海量的枯燥的地球物理数据转化或模拟成为地质科学家能够看的到、摸得着的地质体三维模型。

9、本发明提供的这种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，在三维建模中建模算法的实现通常与其使用的数据模型有很大的关系，数据模型建立的好，对于算法的效率有很大的促进作用，而且算法的实现过程中也应该最大限度的利用数据中的一些默认的规则顺序等，以提供算法执行的效率，这就是本发明提出的基于知识的地质体建模。

附图说明

图1为四面体的结构示意图；

图2为本发明提供的基于地球物理场数据的地质体三维可视化的方法流程图；

图3为高密度电法数据点空间位置示意图；

图4为空间六面体剖分示意图；

图5为空间五面体剖分示意图；

图6为依照本发明第一个实施例某工作区第六区块整体效果图；

图7为依照本发明第一个实施例某工作区第六区块切割效果图；

图8为依照本发明第一个实施例透明效果图；

图9为依照本发明第二个实施例某工作区MT数据测量结果整体效果图；

图10为依照本发明第二个实施例某工作区MT数据测量结果切割效果图；

图11为依照本发明第二个实施例大地电磁测深数据的统计分析曲线图与柱状图；

图12为依照本发明第二个实施例大地电磁测深数据的统计分析饼图与面积图；

图13为依照本发明第二个实施例大地电磁测深数据的正面透视图；

图14为依照本发明第二个实施例大地电磁测深数据的背面透视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

下面首先介绍本发明的实现原理：

本发明提供的这种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，采用四面体建模方法，基于地球物理数据建立三维地质模型，同时也提供了多种对模型进行观测剖析的工具，使得用户可以对模型进行更深入的了解。

四面体法是多面体法的一种，属于体建模方法。四面体是体元素的最小单元，任何复杂变形地质体总是可以划分为一定数量的不规则四面体，四面体法的数据结构描述各四面体的空间形态及其相互之间的拓扑关系。因此，四面体法不仅可以描述地质体的表面形态，通过体函数插值，还可以描述地质体内部的结构、构造特征。

不规则四面体模型是在3D Delauny三角化研究的基础上提出的，是基于空间离散点数据的3D矢量数据模型。四面体是以空间离散数据点为顶点的，且每个四面体内不包含点集中任何一点，四面体内的属性可以通过插值函数得到，其中插值函数的参数由四个顶点的属性决定。因此，经过四面体剖分插值后，可以得到空间的3D数据信息。

空间任意不共面4个点两两相连构成四面体框架，每3点按逆时针方向相连构成一个面，其法线方向按右手系规则，4个面围成四面体，该四面体的外部边界与内部的属性呈线性变化。在一般情形中为均质体，在我们的研究中四面体是一个线性变化体，其内部任意一点的属性值均可由4个顶点属性通过线性插值得来。该四面体类结构定义如图1所示，图1为四面体的结构示意图。在图1所示的四面体结构中，每个顶点除x，y，z三维坐标以外，还具有一个属性值r，属性值也可以是多个，顶点自身也有结构；每个面由3个顶点按逆时针组成，且其顶点组成确定了其次序。

基于上述实现原理可以得知整个可视化方法的过程如下：首先需要读入原始数据并进行相应的处理；然后对数据进行模型的建立；将模型可视化显示出来；运用各种功能观察模型；根据所需信息选择具体功能进行深层次信息挖掘。

原始数据是在野外采集每一个点位的空间信息和地球物理数据；数据采集以后需要回到室内整理为统一格式，建立数据库(Access、Excel或SQL sever数据库)；再经过选择数据插值次数，利用合适的建模方法建立三维地质模型，得到可视化结果。针对可视化结果，可以通过三维交互直接操作模型实现对模型的一系列操作，包括重新生成地质模型。

如图2所示，图2为本发明提供的基于地球物理场数据的地质体三维可视化的方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤201：读取采集并整理好的地球物理场数据，将读取的数据存储为对象数组，并对读取的数据进行统计分析，获取数据的空间分布特征；

步骤202：根据数据的空间分布特征将对象数组中的数据点组合构建成具体的空间多面体模型；

步骤203：绘制并显示构建的空间多面体模型，对绘制的空间多面体模型进行可视化操作。

上述地球物理场数据包括高密度电法数据和大地电磁测深数据两种类型，所述地球物理场数据构成数据文件，该数据文件具有的字段包括三维坐标x、y、z和数据测试空间点位的点号、线号、层号，该数据文件的格式为Access、Excel或SQL Server。

当地球物理场数据为高密度电法数据时，步骤202中所述构建的空间多面体模型为空间四面体和空间五面体两种空间多面体模型；

当地球物理场数据为大地电磁测深数据时，步骤202中所述构建的空间多面体模型为空间四面体一种空间多面体模型。

在步骤201中所述对读取的数据进行统计分析后，还可以进一步显示统计分析的结果，在显示统计分析的结果时刻包括以下显示方式：折线图、柱状图、曲线图、点图、饼图、面积图或散点图等，且所述图形以二维或三维方式显示。

在步骤203中所述对绘制的空间多面体模型进行可视化操作包括：对构建的空间多面体模型进行显示、透明度、灯光、反走样、消隐、着色、融合、纹理贴图和边界处理，为三维地质模型的显示增添逼真的效果；

和/或

对构建的空间多面体模型进行切割、透明处理、颜色设置和属性查询操作，以多种可视化的形式展现三维地质模型；

和/或

对构建的空间多面体模型进行放大、缩小、平移、旋转操作，实现以不同的角度、大小、方向、方式来展示地质体模型。

上述对构建的空间多面体模型进行显示、透明度、灯光、反走样、消隐、着色、融合、纹理贴图和边界处理，是为了是模型显示更加逼真而进行的一系列矩阵运算，能够给三维地质模型的显示增添各种不同的效果，如增强三维立体感，给人真实的感觉等等。显示模式控制模型的显示方式，包括数据点、线框(不填充)与填充三种模式，数据点模式只显示数据点，其中包括插值的数据点，线框模式只显示模型数据点之间的联结，也就是只能看到模型的骨架，填充模式是经过着色与平滑处理后显示的模型，也是最直观的显示方式。

透明度控制模型的透明性，主要用于显示地球物理参数的空间分布特征；灯光可以增强模型的真实感；反走样用以消除点、线、面显示中的锯齿线；消隐能够使距离视点近的物体遮挡距离视点远的物体；着色模式包括单一着色与光滑着色，单一着色是用一种颜色区填充一个多边形，光滑着色中多边形颜色填充与其每个顶点有关。

上述对构建的空间多面体模型进行切割、透明处理、颜色设置和属性查询操作，其目的是达到挖掘模型内部各种信息的目的，并将信息以可视化的形式进行展现，满足客户的需求。切割是对模型进行剖切以展示模型内部的结构；透明化处理可以对任意地球物理参数范围内的区间进行设置，从而只显示这一地球物理属性值区间的地质体，极大方便了地质学家观察他们关心的地质体；颜色设置可以对模型按照地球物理属性值进行分段设色；属性查询是通过鼠标直接点击地质模型，而模型则反馈相应的属性信息，在本系统中提供了关于地层的属性信息。

上述对绘制在屏幕上的地质体模型进行放大、缩小、平移、旋转操作，是对绘制在屏幕上的地质体模型进行的常规操作，以便更好的观察地质体模型，实现以不同的角度、大小、方向、方式来展示模型，使用户可以更详细、更清楚地获取所需的模型信息。放大、缩小是以等倍率改变模型的大小；平移是利用鼠标改变模型在屏幕上的位置；旋转是利用鼠标直接控制模型的旋转角度；这些功能均可以由用户自己选择控制改变的方向。

另外，由于野外采集的仪器、数据采集方法、采集成本等诸多客观原因，造成采样密度不够、采样分布不合理、采样存在空白区等。为使三维地质模型显示细腻，并且为了兼顾模型显示效率问题，本发明在构建空间多面体模型时还特意对数据进行插值操作，以供用户选择更多的插值次数。对于不同的数据类型，所述数据插值采用不同的插值方式进行。

本发明目前选取高密度电法数据和大地电磁测深数据作为数据源。本实例采用的高密度电法测量数据有一定的规律性：第一，测线与测线基本平行。第二，测区中每条测线的测量点数一致。

根据高密度电法工作原理，随着测量深度的增加，测量点数越来越少，每向下增加一层，减少3个数据点。高密度电法的数据点的空间位置示意如图3所示，图3为高密度电法数据点空间位置示意图。假设测区内只有两条测线，其中，a，b，c，d，e是第一条测线的第一层的5个数据点，x，y是该线第二层的2个数据点。1，2，3，4，5是第二条测线的第一层的5个数据点，11，12是第二条测线的第二层的两个数据点。每个数据点都有自己独立的空间坐标、空间属性和物理属性(物理参数)。

然后按照如图3所示对测区地质体进行剖分，可以剖分为两种类型，一种类型是空间六面体，也是在实际应用中剖分出的最多的一种类型。另一种类型是空间五面体，这类模型在测区的边缘出现。

由于空间中非共线的任意三个点共面，所以采用把形状复杂空间六面体和空间五面体剖分为若干个由4个三角形组成的四面体是最科学、最客观的表示方法。

其中，图3中示意的空间六面体的剖分方法如图4所示，图4为空间六面体剖分示意图。六面体的上面由顶点A、B、C、D组成，下面由顶点a、b、c、d组成。空间六面体剖分后成为五个四面体，分别是DBaA，DBcC，Dacd，DacB，acbB。

如图5所示，图5为空间五面体剖分示意图。按照图中示意的空间五面体的剖分方法，剖分为三个四面体，分别是BCFD，ACEB，ECFB。

至此，高密度电法数据可按上述两种类型的剖分方法建立三维地球物理模型，实现了由数据点到三维模型的本质变化。大地电磁测深数据具有每一层都有相同点数的特点，相对高密度电法来说，数据组织结构简单，构模过程相对比较容易，采用图4所示的空间六面体的剖分方法即可。

基于图2所述的基于地球物理场数据的地质体三维可视化的方法流程图，以下结合具体的实施例对本发明提供的基于地球物理场数据的地质体三维可视化的方法进一步详细说明。

实施例一

本实施例为高密度电法实例。在本实施例的野外测量中使用了重庆地质仪器厂生产的DUK-2型高密度电法仪测量系统，该仪器由多路电极转换器DUK-2和多功能直流电法仪DZD-6共同组成，观测参数为视电阻率ρs，野外测量时将剖面电极一次性布好，设置好仪器的采集参数和装置参数，则可自动进行断面视电阻率值的测量和存储记录工作；然后将仪器内的数据回收至笔记本电脑。

本次野外布线方式采用的是经典的温纳AMNB装置(即对称四极装置方式，WN)。如图6和7所示，图6为依照本发明第一个实施例某工作区第六区块整体效果图，图7为依照本发明第一个实施例某工作区第六区块切割效果图。布置侧线19条，每条侧线63个电极，共测11799个数据点，是该工作去中获取数据量最大的区块，建立三维模型后，明显看出表达的地质体非常细腻、逼真。

如图8所示，图8为依照本发明第一个实施例透明效果图。该透明效果图，可以任意设置透明区间，便于全方位、多角度观察地质体。实践表明，透明效果的使用，非常方便用户观察异常体分布特征，比任意切割方法更能表现地质体形态，尤其对于复杂的地质体。

经实际钻孔验证，成功勘查了该复杂采空区的多期古采硐。

实施例二

本实施例为大地电磁测深实例。在本实施例的野外工作中使用了既可实时处理，又可记录、存储原始时间序列的最先进的德国Metronix公司生产的大地电磁测深仪GMS-06进行数据采集。仪器共计六台，包括二台五分量及4台二分量系统，工作中，六台仪器同时使用，依靠仪器自带的精密的GPS系统进行同步记录。

如图9和10所示，图9为依照本发明第二个实施例某工作区MT数据测量结果整体效果图，图10为依照本发明第二个实施例某工作区MT数据测量结果切割效果图。

如图11和12所示，图11为依照本发明第二个实施例大地电磁测深数据的统计分析曲线图与柱状图；图12为依照本发明第二个实施例大地电磁测深数据的统计分析饼图与面积图。

由上述图9、10、11和12可见，无论从哪种形式看，该地数据都有如下特点：分布比较均匀，极大、极小值出现的概率小；数据分布比较对称，大部分数据分布于中间值3.0附近。

在测量点325进行钻探工程验证，钻至172m时，已有热水喷出地表，地温测量在500m已达到85℃，现在钻探孔已于655m终孔。在测量点325下方，有一个封闭的低阻地质体，两侧是逐渐增高的高阻地质体，再往下方也是大范围的低阻区块。同时，透明图也证明了这一点，图13为依照本发明第二个实施例大地电磁测深数据的正面透视图，即用户由南向北观察地质体，左侧是西，右侧是东。图14为依照本发明第二个实施例大地电磁测深数据的背面透视图，与图13正好相反，用户由北向南观察地质体，左侧是东，右侧是西。通过设置电阻率在区间[2，3]，可以清楚地看到绿色低阻体的形态、规模，并且推测这一大范围的低阻体是一个大的高温热田，大致分布在2.5～4km的深度范围内，钻探也证明了这一点。通过地球物理数据构建的三维地质模型，比较真实的勾画出了整个热储构造的形态，这是二维资料图无法做到的。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，其特征在于，该方法包括：

A、读取采集并整理好的地球物理场数据，将读取的数据存储为对象数组，并对读取的数据进行统计分析，获取数据的空间分布特征；

B、根据数据的空间分布特征将对象数组中的数据点组合构建成具体的空间多面体模型；

C、绘制并显示构建的空间多面体模型，对绘制的空间多面体模型进行可视化操作。

2、根据权利要求1所述的基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，其特征在于，步骤A中所述地球物理场数据包括高密度电法数据和大地电磁测深数据两种类型，所述地球物理场数据构成数据文件，该数据文件具有的字段包括三维坐标x、y、z和数据测试空间点位的点号、线号、层号，该数据文件的格式为Access、Excel或SQL Server。

3、根据权利要求2所述的基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，其特征在于，

所述地球物理场数据为高密度电法数据，步骤B中所述构建的空间多面体模型为空间四面体和空间五面体两种空间多面体模型；

所述地球物理场数据为大地电磁测深数据，步骤B中所述构建的空间多面体模型为空间四面体一种空间多面体模型。

4、根据权利要求3所述的基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，其特征在于，对于高密度电法数据，按空间四面体和空间五面体两种类型的剖分方法将高密度电法数据剖分为不规则四面体模型，建立三维地球物理模型，实现由数据点到三维模型的变化。

5、根据权利要求1所述的基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，其特征在于，步骤A中所述对读取的数据进行统计分析后，进一步显示统计分析的结果。

6、根据权利要求5所述的基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，其特征在于，所述显示统计分析的结果具体包括以下显示方式：

折线图、柱状图、曲线图、点图、饼图、面积图或散点图，且所述图形以二维或三维方式显示。

7、根据权利要求1所述的基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，其特征在于，步骤C中所述对绘制的空间多面体模型进行可视化操作包括：

对构建的空间多面体模型进行显示、透明度、灯光、反走样、消隐、着色、融合、纹理贴图和边界处理，为三维地质模型的显示增添逼真的效果；和/或

对构建的空间多面体模型进行切割、透明处理、颜色设置和属性查询操作，以多种可视化的形式展现三维地质模型；和/或

对构建的空间多面体模型进行放大、缩小、平移、旋转操作，实现以不同的角度、大小、方向、方式来展示地质体模型。

8、根据权利要求7所述的基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，其特征在于，

所述对构建的空间多面体模型进行显示处理包括数据点、线框和填充三种显示模式；

所述对构建的空间多面体模型进行透明度处理用于控制模型的透明性，显示地球物理参数的空间分布特征；

所述对构建的空间多面体模型进行灯光处理是用灯光来增强模型的真实感；

所述对构建的空间多面体模型进行反走样处理用于消除模型中点、线、面显示中的锯齿线；

所述对构建的空间多面体模型进行消隐用于使距离视点近的物体遮挡距离视点远的物体；

所述对构建的空间多面体模型进行着色用于控制模型的着色方式，包括单一着色方式与光滑着色方式；

所述对构建的空间多面体模型进行切割操作用于对模型进行剖切以展示模型内部的结构；

所述对构建的空间多面体模型进行透明化处理操作用于对任意地球物理参数范围内的区间进行设置，显示某一地球物理属性值区间的地质体；

所述对构建的空间多面体模型进行颜色设置操作用于对模型按照地球物理属性值进行分段设色；

所述对构建的空间多面体模型进行属性查询操作用于通过鼠标直接点击地质模型，显示地质模型的属性信息；

所述对构建的空间多面体模型进行放大和缩小操作是以等倍率改变模型的大小；

所述对构建的空间多面体模型进行平移操作是利用鼠标改变模型在屏幕上的位置；

所述对构建的空间多面体模型进行旋转操作是利用鼠标直接控制模型的旋转角度。

9、根据权利要求8所述的基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，其特征在于，

所述数据点显示模式显示数据点，其中包括插值的数据点；

所述线框显示模式显示模型数据点之间的联结，即模型的骨架；

所述填充显示模式显示经过着色与平滑处理后显示的模型

所述单一着色方式利用一种颜色区填充一个多边形；

所述光滑着色方式根据不同顶点对多边形颜色进行填充。

10、根据权利要求1或7所述的基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，其特征在于，步骤C中所述对绘制的空间多面体模型进行可视化操作进一步包括：在构建空间多面体模型时对数据进行插值，对于不同的数据类型，所述数据插值采用不同的插值方式进行。

Images