CN106780741A - 基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种根据地质勘测数据进行计算机地质建模、模拟和分析的方法，其公开了一种基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法，充分利用离散地质点的勘探数据，实现对地质点在空间位置和产状走势上的拟合重构工作。该方法包括：A、根据所输入的地质数据，分析提取其中属性相似的地质点，建立地质数据原始数据点集；B、构建地质插值基准平面；C、对每一个原始数据集中的地质点，根据其空间位置和产状信息构建产状四边形；D、提取每一个产状四边形的四个顶点，建立产状数据点集；E、将原始数据点集与产状数据点集合并，形成地质插值点集；F、以地质插值基准平面和地质插值点集，运用基于平面弹性理论的曲面样条插值法，构建地质曲面。

Description

基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法
技术领域
本发明涉及一种根据地质勘测数据进行计算机地质建模、模拟和分析的方法，特别涉及一种基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法。
背景技术
工程地质勘探需要处理诸多裂隙、断层等结构面的编录与分析工作，这些结构面多以地质曲面进行表征。在工程地质现场通过勘探数据快速准确地构建这些地质曲面，是进一步分析地质结构面特征、开展地质评估和实施地质救险的重要前提。
高博青[1]等提出了一种新的网格划分方法，而B样条曲面对于地形建模则更适用[2,3,4]，传统的地质曲面逼近拟合方法主要面向大范围工程地质分析，其所使用的地质分析点数量大，且分析过程仅考虑地质点的空间位置，而不考虑产状走势，因此所构建的地质曲面仅能满足空间位置的逼近，而不能反映重要区域的产状走势变化。
因此，基于上述问题，本发明提供了一种基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法。
参考文献：
[1]高博青，李铁瑞，潘炜.自由曲面网格结构的网格划分方法[P].发明专利ZL201510777920.9，2015
[2]M·施特拉森布克-克莱克,H·迈尔.基于曲面区域的地形建模[P].发明专利ZL200710196359.0，2007
[3]钟登华，李明超，刘杰，等.水利水电工程地质信息的三维统一模型构建方法[P]，发明专利ZL200610013425.1，2006
[4]张明，厉海涛，崔树鑫.一种高自由度的参数化曲面建模方法[P].发明专利ZL201610362889.7，2016
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法，充分利用离散地质点的勘探数据，实现对地质点在空间位置和产状走势上的拟合重构工作。
本发明解决上述技术问题所采用的方案是：
基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法，包括以下步骤：
步骤A、根据所输入的地质数据，分析提取其中属性相似的地质点，建立地质数据原始数据点集；
步骤B、以原始数据点中地质点的空间中点为平面根节点，以它们的平均产状为平面方向，构建地质插值基准平面；
步骤C、对每一个原始数据集中的地质点，根据其空间位置和产状信息构建产状四边形；
步骤D、提取每一个产状四边形的四个顶点，建立产状数据点集；
步骤E、将原始数据点集与产状数据点集合并，形成地质插值点集；
步骤F、以步骤B所得的地质插值基准平面和步骤E所得的地质插值点集，运用基于平面弹性理论的曲面样条插值法，构建地质曲面。
作为进一步优化，步骤A中的输入地质数据为指定地质区域内的所有地质编录属性数据，其中包括地质点空间位置、产状走势、属性类别、建模标识。
作为进一步优化，步骤B中的地质插值基准平面，是以地质点集的平均产状方向作为平面方向，并由平均产状计算得出法向量；该基准平面通过所选定的地质点集的空间中心。
作为进一步优化，步骤C中的产状四边形，是以地质点的空间位置为形心，以地质点的产状方向为倾斜方向的四边形；该四边形可通过地质点空间位置和产状方向，并给定四边形边长来求得。
作为进一步优化，步骤F中的基于平面弹性理论的曲面样条插值法，是一类用于构造地质曲面的插值数学模型；该方法将计算域视为无限延伸平面，根据实际情况确定插值基平面，在基平面上一点给予一定的垂直位移时，基平面各处均会随着产生位移。
本发明的有益效果是：
将空间内的离散地质点进行分析拟合，并重构地质曲面；充分利用地质点的空间位置数据和产状走势数据，使重构生成的地质曲面既满足地质点空间位置的逼近，又满足地质点产状走势的匹配。
附图说明
图1为基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法流程图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法，充分利用离散地质点的勘探数据，实现对地质点在空间位置和产状走势上的拟合重构工作。
如图1所示，本发明中的基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法包括以下步骤：
步骤A，根据所输入的地质数据，分析提取其中属性相似的地质点，建立地质数据原始数据点集；
本步骤中，输入地质数据为指定地质区域内的所有地质编录属性数据，其中包括地质点空间位置、产状走势、属性类别、建模标识等具体信息。
步骤B，以原始数据点中地质点的空间中点为平面根节点，以它们的平均产状为平面方向，构建地质插值基准平面；
本步骤中，地质插值基准平面，是以地质点集的平均产状方向作为平面方向，并由平均产状计算得出法向量；该基准平面通过所选定的地质点集的空间中心。
步骤C，对每一个原始数据集中的地质点，根据其空间位置和产状信息构建产状四边形；
本步骤中，产状四边形是以地质点的空间位置为形心，以地质点的产状方向为倾斜方向的四边形；该四边形可通过地质点空间位置和产状方向，并给定四边形边长来求得。
步骤D，提取每一个产状四边形的四个顶点，建立产状数据点集；
步骤E，将原始数据点集与产状数据点集合并，形成地质插值点集；
步骤F，以步骤B所得的地质插值基准平面和步骤E所得的地质插值点集，运用基于平面弹性理论的曲面样条插值法，构建地质曲面。
本步骤中，基于平面弹性理论的曲面样条插值法，是一类用于构造地质曲面的插值数学模型；该方法将计算域视为无限延伸平面，根据实际情况确定插值基平面，在基平面上一点给予一定的垂直位移时，基平面各处均会随着产生位移。

Claims (5)

1.基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、根据所输入的地质数据，分析提取其中属性相似的地质点，建立地质数据原始数据点集；
步骤B、以原始数据点中地质点的空间中点为平面根节点，以它们的平均产状为平面方向，构建地质插值基准平面；
步骤C、对每一个原始数据集中的地质点，根据其空间位置和产状信息构建产状四边形；
步骤D、提取每一个产状四边形的四个顶点，建立产状数据点集；
步骤E、将原始数据点集与产状数据点集合并，形成地质插值点集；
步骤F、以步骤B所得的地质插值基准平面和步骤E所得的地质插值点集，运用基于平面弹性理论的曲面样条插值法，构建地质曲面。
2.如权利要求1所述的基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法，其特征在于，步骤A中的输入地质数据为指定地质区域内的所有地质编录属性数据，其中包括地质点空间位置、产状走势、属性类别、建模标识。
3.如权利要求1所述的基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法，步骤B中的地质插值基准平面，是以地质点集的平均产状方向作为平面方向，并由平均产状计算得出法向量；该基准平面通过所选定的地质点集的空间中心。
4.如权利要求1所述的基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法，步骤C中的产状四边形，是以地质点的空间位置为形心，以地质点的产状方向为倾斜方向的四边形；该四边形可通过地质点空间位置和产状方向，并给定四边形边长来求得。
5.如权利要求1所述的基于多点产状数据的地质曲面快速拟合插值方法，步骤F中的基于平面弹性理论的曲面样条插值法，是一类用于构造地质曲面的插值数学模型；该方法将计算域视为无限延伸平面，根据实际情况确定插值基平面，在基平面上一点给予一定的垂直位移时，基平面各处均会随着产生位移。
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