CN107358654A - 基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法及系统，其中方法包括：运用铀矿矿体圈定的特殊规则(需要考虑铀矿独有的平米铀量和米百分数参数及地质分层中矿体岩性渗透与否的特点)，设计并实现满足铀矿砂岩与硬岩两种类型岩性的单工程矿体边界自动圈定方法。在此基础上，结合矿区地质资料，在剖面图上圈定出复杂铀矿矿体边界。再以圈定好的矿体边界为复杂矿体轮廓，将其投影到三维可视化平台中，结合多边形变形及插值算法，实现对铀矿复杂矿床结构的基于轮廓线的三维表面重建，并将其应用到基于剖面的三维地质建模中。本发明能够提高基于剖面轮廓三维表面建模中轮廓间的相似性，减少剖面间轮廓间距，实现复杂三维地质体的精细建模。

Description

基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法及系统

技术领域

本项发明涉及地质信息技术中的三维地质建模领域，特别涉及一种基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法及系统。

背景技术

在地质矿产勘探及其信息化过程中，三维地质建模是一个重要的研究方向，在勘探开发和资源管理中具有重要的应用意义。铀矿作为特殊的矿产资源，由于本身的战略意义和资源保护意义，与其他固体矿产相比，整体上铀矿勘查工作信息化、数字化的程度并不高。经由地矿和核工业系统相关地质大队、科研院所几代地质工作者的长期拼搏和艰苦奋斗，其开展了多种形式的勘查工作和专项研究，积累了大量的原始资料，取得了丰硕的地质成果。但是由于历史原因，该区域的勘探数据大都以纸质资料形式存在，数据处理与分析也基本上沿用传统的手工方式进行，存在工作量大、方法复杂、效率低下、数据综合利用率不高等问题。如何利用三维地质建模技术、智能空间分析技术、三维可视化等空间信息技术手段，简洁、高效地建立矿区三维地质模型，实现可视化的空间分析与计算，指导该地区的矿产资源的进一步勘探和开发是一个重要的研究课题。

铀矿床中铀的赋存状态复杂，断层及裂隙情况较多，单体的铀矿矿体规模较小，在矿区的地质图件中大多表现为针状或者脉状形态，而不是其他矿体的块状。且铀品位较低，有别于其他固体矿产百分之几的品位含量，铀矿的品位分级一般以千分之几，甚至万分之几这一标准进行判断。这些特殊的成矿环境与成矿条件，使得铀矿在实际的勘探中其产出状态非常复杂，难于采用常规的技术对其进行三维建模与空间分析。需要结合研究区域的铀矿结构特点，研究专门的建模方法技术。

发明内容

为了提高铀矿勘查工作信息化、数字化的程度，克服勘探数据手工处理，存在的工作量大、方法复杂、效率低下、数据综合利用率不高等问题，简洁、高效地建立矿区三维地质模型，实现复杂矿体结构的铀矿体精细三维地质建模，本发明分析了铀矿矿区矿体圈定的特殊规则(需要考虑铀矿独有的平米铀量和米百分数参数及地质分层中矿体岩性渗透与否的特点)，设计并实现满足铀矿砂岩与硬岩两种类型岩性的单工程矿体边界自动圈定方法。在此基础上，结合已有的矿区地质资料，在剖面图上圈定该矿区中具有代表意义矿体边界。再以圈定好的矿体边界为复杂矿体轮廓，将其投影到三维可视化平台中，结合多边形变形及插值算法，实现针对铀矿复杂矿床结构的基于轮廓线的三维表面重建。最终提供了一种基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法及系统。

一方面，本发明提供一种基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法。该方法包括：

(1)以矿区铀矿勘探数据及对应的数据存储数据库为基础，实现铀矿单工程矿体边界的自动圈定，并在此基础自动生成矿区的地质勘探剖面图；

(2)以圈定好的矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，在不影响模型精度的前提下，将复杂多边形简化为简单多边形进行处理；

(3)根据多边形变形技术，在相邻剖面上的初始和目标多边形之间通过插值生成不自交的中间多边形，提高相邻轮廓线的相似性，然后根据插值后的剖面轮廓实现轮廓间的对应拼接，最终实现精细三维表面模型的建立。

进一步地，所述步骤(1)具体包括以下子步骤：

(1)样品数据岩性预处理，在单工程矿体圈定前，增加样品数据岩性预处理，为样品数据的岩性进行分类定义，基于此分类后的样品岩性判断样品所属矿体的渗透型；

(2)铀矿单工程矿体边界的自动圈定，分析了铀矿单工程矿体圈定特有的圈定规则后，针对铀矿特有的矿体圈定参数，如平米铀量和米百分数，和矿体圈定过程中需要考虑矿体渗透型的问题，在基于规则的多金属样品组合圈定方法的基础上，进行改进，使其既可以满足多金属样品的组合圈定，又可以满足铀矿的矿体圈定；根据实现的铀矿单工程矿体边界的自动圈定算法，自动生成矿区的地质勘探剖面图。

进一步地，改进基于规则的多金属样品组合圈定方法，将平米铀量或者米百分数这两个铀矿圈定参数当做一种多金属矿产元素，与主体的分析元素铀处于同一级别的位置，在用户自定义规则时，将平米铀量也加入定义的规则表达式中。

进一步地，所述步骤(2)具体包括以下子步骤:

(1)矿体边界圈定，根据步骤(1)中自动生成的矿区地质勘探剖面图，结合矿区地质资料，在剖面图上圈定出复杂矿体边界；

(2)复杂矿体轮廓简化处理，根据子步骤(1)圈定好的复杂矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，在不影响模型精度的前提下，将复杂多边形简化为简单多边形进行处理。

进一步地，所述步骤(2)的子步骤(2)具体包括：

(1)针对铀矿体内部不连续，出现空洞或者裂隙情况，首先将轮廓多边形的内部空洞或裂隙部分独立出来，由多边形的外部轮廓线构成内部连续的的多边形，同时保留空洞或裂隙的轮廓情况，然后在三维表面建模中先对该多边形进行外部轮廓的构建，再针对独立出来的内部空洞部分进行建模，确认建立的表面模型没有出现自相交的情况后，进行多边形由面成体的操作分别形成外部多面体与内部多面体，最后使用内部多面体切割外部多面体，得到最终的矿体实际模型；

(2)对于狭窄多边形，在同一矿体编号中，以钻孔线为标准线，得到钻孔线上待合并的狭窄多边形和离其中心点最近的矿体轮廓多边形的厚度，将狭窄多边形的厚度累加到最近的矿体轮廓多边形厚度上，更新轮廓多边形中厚度累加后形成的新端点坐标信息，实现最终的狭窄多边形简化。

进一步地，所述步骤(3)具体包括以下步骤：

(1)确定相邻剖面上的初始和目标多边形；

(2)多边形结点对应:针对步骤(1)中相邻剖面上的初始和目标多边形，运用改进的相似匹配算法，实现多边形的结点对应；

(3)针对复杂多边形，运用多边形星形分解的方法将复杂多边形转换为简单多边形；针对星形分解后的初始和目标多边形，运用基于多边形星形分解的三角剖分算法实现初始和目标多边形的同构三角剖分；

(4)确定凸轮廓边界，在完成步骤(3)初始和目标多边形的同构三角剖分后，为进一步保证多边形变形过程中，产生的过渡多边形不出现边界自相交的情况，可将初始和目标多边形分别嵌入到其凸轮廓边界的同构三角网格中；将多边形变形问题转化为同构平面三角网格间的变形。由于同构三角网格的变形过程中，中间结果也保持同构的关系，变形过程中将不会出现多边形退化和边线自相交的情况；

(5)多边形变形，初始和目标多边形的变形过程可以视为多边形上的对应点由一系列的仿射变换(如平移、缩放、旋转、剪切等)的过程，利用均值重心坐标作为多边形变形计算参考坐标；计算出变形过程中插值生成的过渡多边形的各个顶点坐标，从而得到过渡多边形；

(6)可以在三维可视化平台下，对步骤(5)生成的过渡多边形进行展布；

(7)采用最短对角线法，将相邻轮廓线间轮廓拼接问题，转化为轮廓线段之间的三角面生成问题；实现轮廓间的对应拼接；

(8)最终实现铀矿三维表面模型的展布。

本发明还提供了一种基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模系统，所述系统包括如下模块:

剖面图自动生成模块，以矿区铀矿勘探数据(钻孔数据、测井数据、岩性分层数据、地质资料数据等)及对应的数据存储数据库(系统点源数据库)为基础，实现铀矿单工程矿体边界的自动圈定，并在此基础自动生成矿区的地质勘探剖面图；

多边形简化模块，以圈定好的矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，在不影响模型精度的前提下，将复杂多边形简化为简单多边形进行处理；

三维表面建模模块，根据多边形变形技术，在相邻剖面上的初始和目标多边形之间通过插值生成不自交的中间多边形，提高相邻轮廓线的相似性，然后根据插值后的剖面轮廓实现轮廓间的对应拼接，最终实现精细三维表面模型的建立。

进一步地，所述剖面图自动生成模块包括样品数据岩性预处理子模块和生成矿区的地质勘探剖面图子模块；

样品数据岩性预处理子模块，由砂岩的矿体圈定原则知道，一般情况下，只有可渗透型矿体才能参与矿体的圈定，样品数据岩性预处理模块，即是指在单工程矿体圈定前，通过样品数据岩性预处理模块，对样品数据的岩性进行分类定义，基于此分类后的样品岩性判断样品所属矿体的渗透型；

地质勘探剖面图生成子模块，用于分析铀矿单工程矿体圈定特有的圈定规则后，针对铀矿特有的矿体圈定参数(平米铀量和米百分数)，和矿体圈定过程中需要考虑矿体渗透型的问题，在基于规则的多金属样品组合圈定方法的基础上，进行改进，使其既可以满足多金属样品的组合圈定，又可以满足铀矿的矿体圈定；根据实现的铀矿单工程矿体边界的自动圈定算法，自动生成矿区的地质勘探剖面图。

进一步地，改进基于规则的多金属样品组合圈定方法，将平米铀量或者米百分数这两个铀矿圈定参数当做一种多金属矿产元素，与主体的分析元素铀处于同一级别的位置，在用户自定义规则时，将平米铀量也加入定义的规则表达式中。

进一步地，所述多边形简化模块具体包括矿体边界圈定子模块和复杂矿体轮廓简化处理子模块；

矿体边界圈定子模块，根据剖面图自动生成模块中自动生成的矿区地质勘探剖面图，结合矿区地质资料，在剖面图上圈定出复杂矿体边界；

复杂矿体轮廓简化处理子模块，根据矿体边界圈定子模块圈定好的复杂矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，在不影响模型精度的前提下，将复杂多边形简化为简单多边形进行处理。

进一步地，复杂矿体轮廓简化处理子模块具体包括：

针对铀矿体内部不连续，出现空洞或者裂隙情况，首先将轮廓多边形的内部空洞或裂隙部分独立出来，由多边形的外部轮廓线构成内部连续的的多边形，同时保留空洞或裂隙的轮廓情况，然后在三维表面建模中先对该多边形进行外部轮廓的构建，再针对独立出来的内部空洞部分进行建模，确认建立的表面模型没有出现自相交的情况后，进行多边形由面成体的操作分别形成外部多面体与内部多面体，最后使用内部多面体切割外部多面体，得到最终的矿体实际模型；

对于狭窄多边形，在同一矿体编号中，以钻孔线为标准线，得到钻孔线上待合并的狭窄多边形和离其中心点最近的矿体轮廓多边形的厚度，将狭窄多边形的厚度累加到最近的矿体轮廓多边形厚度上，更新轮廓多边形中厚度累加后形成的新端点坐标信息，实现最终的狭窄多边形简化。

进一步地，三维表面建模模块按照以下步骤工作：

(1)确定相邻剖面上的初始和目标多边形；

(2)多边形结点对应；针对步骤(1)中相邻剖面上的初始和目标多边形，运用改进的相似匹配算法，实现多边形的结点对应；

(3)针对复杂多边形，运用多边形星形分解的方法将复杂多边形转换为简单多边形；针对星形分解后的初始和目标多边形，运用基于多边形星形分解的三角剖分算法实现初始和目标多边形的同构三角剖分；

(4)确定凸轮廓边界，在完成步骤(3)初始和目标多边形的同构三角剖分后，为进一步保证多边形变形过程中，产生的过渡多边形不出现边界自相交的情况，可将初始和目标多边形分别嵌入到其凸轮廓边界的同构三角网格中；将多边形变形问题转化为同构平面三角网格间的变形。由于同构三角网格的变形过程中，中间结果也保持同构的关系，变形过程中将不会出现多边形退化和边线自相交的情况；

(5)多边形变形，初始和目标多边形的变形过程可以视为多边形上的对应点由一系列的仿射变换(如平移、缩放、旋转、剪切等)的过程，利用均值重心坐标作为多边形变形计算参考坐标；计算出变形过程中插值生成的过渡多边形的各个顶点坐标，从而得到过渡多边形；

(6)可以在三维可视化平台下，对步骤(5)生成的过渡多边形进行展布；

(7)采用最短对角线法，将相邻轮廓线间轮廓拼接问题，转化为轮廓线段之间的三角面生成问题；实现实现轮廓间的对应拼接；

(8)最终实现铀矿三维表面模型的展布。

本发明产生的有益效果是：本发明以矿区铀矿勘探数据及对应的数据存储数据库为基础，实现铀矿单工程矿体边界的自动圈定，并在此基础自动生成矿区的地质勘探剖面图，可以提高铀矿地质工作的数据化与信息化的速度，大大降低由于人工录入失误而出错的概率。另外以圈定好的矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，降低了复杂矿体轮廓无法在三维平台下进行轮廓对应与拼接工作的操作难度与复杂度。根据多边形变形技术，在相邻剖面上的初始和目标多边形之间通过插值生成不自交的中间多边形，提高相邻轮廓线的相似性，既降低了轮廓对应与拼接的复杂度，又有利于建立高质量的精细三维表面模型。

附图说明

图1本发明基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法的流程图。

图2是本发明所述方法中样品数据岩性预处理的流程图。

图3是本发明所述方法中铀矿单工程矿体边界圈定算法流程图。

图4是本发明所述方法中多边形简化中的矿体厚度压缩合并法示意图。

图5是本发明所述方法中多边形变形插值生成过渡多边形算法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模可以提高铀矿勘查工作信息化、数字化的程度，克服勘探数据手工处理，存在的工作量大、方法复杂、效率低下、数据综合利用率不高等问题，简洁、高效地建立矿区三维地质模型，实现复杂矿体结构的铀矿体精细三维地质建模。该系统不但能够适用于一般性的多金属矿床的单工程矿体边界圈定，也可以满足铀矿这一特殊矿体的矿体圈定工作。同时，针对矿体圈定完后形成的复杂矿体轮廓，可以针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法进行简化，降低了复杂矿体轮廓无法在三维平台下进行轮廓对应与拼接工作的操作难度与复杂度。根据多边形变形技术，在相邻剖面上的初始和目标多边形之间通过插值生成不自交的中间多边形，提高相邻轮廓线的相似性，既降低了轮廓对应与拼接的复杂度，又有利于建立高质量的精细三维表面模型。

本发明的核心思想在于：运用铀矿矿体圈定的特殊规则(需要考虑铀矿独有的平米铀量和米百分数参数及地质分层中矿体岩性渗透与否的特点)，设计并实现满足铀矿砂岩与硬岩两种类型岩性的单工程矿体边界自动圈定方法。在此基础上，结合矿区地质资料，在剖面图上圈定出复杂铀矿矿体边界。再以圈定好的矿体边界为复杂矿体轮廓，将其投影到三维可视化平台中，结合多边形变形及插值算法，实现针对铀矿复杂矿床结构的基于轮廓线的三维表面重建，并将其应用到基于剖面的三维地质建模中。

请参考图1，本发明实施例的基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法包括以下步骤：

步骤S1000：以矿区铀矿勘探数据(钻孔数据、测井数据、岩性分层数据、地质资料数据等)及对应的数据存储数据库(系统点源数据库)为基础，实现铀矿单工程矿体边界的自动圈定，并在此基础自动生成矿区的地质勘探剖面图；其包括以下子步骤：

步骤S1100：样品数据岩性预处理，由砂岩的矿体圈定原则知道，一般情况下，只有可渗透型矿体才能参与矿体的圈定，样品数据岩性预处理，即是指在单工程矿体圈定前，增加样品数据岩性预处理，为样品数据的岩性进行分类定义，基于此分类后的样品岩性判断样品所属矿体的渗透型；

步骤S1200：铀矿单工程矿体边界的自动圈定，分析了铀矿单工程矿体圈定特有的圈定规则后，针对铀矿特有的矿体圈定参数(平米铀量和米百分数)，和矿体圈定过程中需要考虑矿体渗透型的问题，在基于规则的多金属样品组合圈定方法的基础上，进行改进，使其既可以满足多金属样品的组合圈定，又可以满足铀矿的矿体圈定。根据实现的铀矿单工程矿体边界的自动圈定算法，自动生成矿区的地质勘探剖面图。

步骤S2000：以圈定好的矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，在不影响模型精度的前提下，将复杂多边形简化为简单多边形进行处理；其包括以下子步骤：

步骤S2100：矿体边界圈定，根据步骤S1000中自动生成的矿区地质勘探剖面图，结合矿区地质资料，在剖面图上圈定出复杂矿体边界；

步骤S2200：复杂矿体轮廓简化处理，步骤S2100圈定好的复杂矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，在不影响模型精度的前提下，将复杂多边形简化为简单多边形进行处理；

步骤S3000：根据多边形变形技术，在相邻剖面上的初始和目标多边形之间通过插值生成不自交的中间多边形，提高相邻轮廓线的相似性，然后根据插值后的剖面轮廓实现轮廓间的对应拼接，最终实现精细三维表面模型的建立。

本实施例铀矿三维表面模型的建立具体实现过程如下：

步骤S1100中样品数据岩性预处理的流程，在单工程矿体圈定前，增加样品数据岩性预处理，为样品数据的岩性进行分类定义，基于此分类后的样品岩性判断样品所属矿体的渗透型，为步骤S1200中的工程样段圈定做准备。

地质勘探工作中一个基础的工作，为编写各类可以反映钻孔信息的基础地质表格；其中《钻孔见矿一览表》，反映了钻孔中的样品信息(样品深度、品位及岩性描述等信息)。

请参考图2，所述步骤S1100中样品数据岩性预处理的具体步骤为：

步骤S1101：开始工作；

步骤S1102：读取《钻孔见矿一览表》中岩性描述信息(如灰色泥岩、灰色粗-细砂岩、紫红色泥质粗粒砂岩等)；

步骤S1103：根据《钻孔见矿一览表》中岩性描述信息，提取样品数据中对渗透型判断有益的岩性信息(泥岩、粗-细砂岩、泥质粗粒砂岩等)；

步骤S1104：读取岩性对照表信息；

步骤S1105：对步骤S1103中提取的样品岩性信息与步骤S1104中读取的岩性对照表信息进行匹配，对样品的岩性进行渗透型判断(泥岩、粉砂岩、钙质砂岩等都属于非渗透型岩石)；

步骤S1106：对步骤S1105中样品的岩性信息匹配不成功的，判断是否进行岩性分类处理，岩性分类处理是用户自定义的进一步对过滤信息进行分类(如粗砂岩、泥质粗粒砂岩都归类为粗砂岩)，根据铀矿《地浸砂岩型铀矿地质勘查规范》(EJ/T1157－2002)中定义的渗透型岩石与非渗透型岩石种类，对步骤 S1105中样品的岩性信息匹配不成功的样品的岩性进行分类(泥岩、粉砂岩、钙质砂岩等都属于非渗透型岩石)；

步骤S1107：对步骤S1106中分类成功的，得到分类规则名称；

步骤S1108：对步骤S1107中分类不同成功的，定义为Unknown类型；

步骤S1109：对步骤S1105中信息匹配成功的和步骤S1107中样品的岩性得到分类规则名称的样品，得到渗透型结果；

步骤S1110：结束工作。

对于，步骤S1200中所述铀矿单工程矿体边界的自动圈定算法请参考图3，本发明所述铀矿单工程矿体边界自动圈定算法流程为：

步骤S1201：样品初步形成工程样段，仅仅合并连续相邻样品；

步骤S1202：对经过步骤S1201后的相邻样品Bgn到Ed循环，得到相邻样品的岩性、深度等信息；

步骤S1203：判断相邻样品是否连续，针对步骤S1202中得到的相邻样品的岩性、深度等信息，判断相邻样品是否连续；

步骤S1204：经步骤S1203中判断连续的样品，分别得到样品的渗透型结果；

步骤S1205：对步骤S1204中连续样品的渗透型结果是否相同进行判断；

步骤S1206：经步骤S1205后，对渗透型结果相同的连续样品进行合并；

步骤S1207：经步骤S1203判断不连续的相邻样品和步骤S1205渗透型结果不相同的连续样品进行直接标志位新段；

步骤S1208：经过以上步骤，得到初步组合样段；

步骤S1209：经步骤S1208得到的初步组合样段，进行初步组合样段的Bgn 到Ed循环；

步骤S1210：工程样段合并，考虑夹石；在本步骤中需要考虑主从样段及夹石情况，要基于铀矿工业标准的规则组合圈定；在用户自定义规则的设置中增加铀矿工业标准的规则设置，在铀矿工业标准的规则表达式的解析过程中考虑矿体渗透型的同时，增加相应的工业指标判断条件，使规则表达式的解析在铀矿圈定过程中就满足铀矿圈定规则；在此基础上，反复的调用递归算法，进行类似多金属样品的自动组合；

实际铀矿床的矿体圈定过程需要区分矿体类型(砂岩型或者硬岩型)，由于硬岩型铀矿床大多数情况下可以按照多金属矿床的圈定标准来进行实施，所以为了满足铀矿床的矿体圈定需要，本发明在基于规则的多金属样品组合圈定方法的基础上，进行了改进，使其既可以满足多金属样品的组合圈定，又可以满足铀矿的矿体圈定；具体的做法是：借鉴多金属矿体圈定的思路，将平米铀量或者米百分数这两个铀矿圈定参数当做一种多金属矿产元素，与主体的分析元素铀处于同一级别的位置，在用户自定义规则时，将平米铀量也加入定义的规则表达式中，这样的做法既保证了用户层面的使用习惯，又使得原有的多金属矿体圈定的算法改变程度不大，只需要对岩性规则的解析过程进行改进，而不需要对多金属矿体圈定的主体算法进行大幅度的修改。

步骤S1211：经步骤S1210合并的工程样段进行穿鞋戴帽处理(砂岩不用)；

步骤S1212：经步骤S1211处理之后得到最终的工程样段；实现铀矿单工程矿体边界的自动圈定，并在此基础自动生成矿区的地质勘探剖面图。

对于，步骤S2200复杂矿体轮廓简化处理，铀矿是具有复杂矿体结构的矿体，在在地质勘探剖面图上，主要表现为两种复杂情况，分别是：(1)铀矿体内部不连续，出现空洞或者裂隙情况；(2)部分铀矿体单体规模小(在勘探剖面上呈现针状)，构成铀矿体的轮廓多边形可能存在狭窄多边形的情况。

本发明对步骤S2200中复杂多边形的简化方法，针对不同的情况采用不同的简化方法。具体表现为：

(1)针对铀矿体内部不连续，出现空洞或者裂隙情况，首先将轮廓多边形的内部空洞或裂隙部分独立出来，由多边形的外部轮廓线构成内部连续的的多边形，同时保留空洞或裂隙的轮廓情况，然后在三维表面建模中先对该多边形进行外部轮廓的构建，再针对独立出来的内部空洞部分进行建模，确认建立的表面模型没有出现自相交的情况后，进行多边形由面成体的操作分别形成外部多面体与内部多面体，最后使用内部多面体切割外部多面体，得到最终的矿体实际模型。

(2)对于狭窄多边形，借鉴压缩法累计厚度计算平米铀量的思路，在多边形合并方法的基础上，提出了一种新的针对狭窄多边形的简化方法——矿体厚度压缩合并法，对复杂多边形简化的同时，最大程度上的保留了铀矿矿体的几何特征。具体思路如下：在同一矿体编号中，以钻孔线为标准线，得到钻孔线上待合并的狭窄多边形和离其中心点最近的矿体轮廓多边形的厚度，将狭窄多边形的厚度累加到最近的矿体轮廓多边形厚度上，更新轮廓多边形中厚度累加后形成的新端点坐标信息，从而实现最终的狭窄多边形简化。

请参阅图4，本发明步骤S2200中所述方法多边形简化中的矿体厚度压缩合并法示意图，具体的合并步骤如下：

(1)在剖面图中以钻孔ZK001的钻孔线为标准线，随着钻孔深度，依次得到同一矿体编号下的工程样段，即P1、P2、P3、P4；

(2)根据工程样段，得到每段工程样段的中心点、工程样段长度，计算相邻工程样段中心点之间的距离；

(3)标记小于阀值长度L(一般为0.5m)的工程样段(P1和P3)，并得到与这个工程样段中心点距离最近的工程样段(P2和P4)；

(4)累加(3)中的狭窄工程样段的长度到最近的工程样段，以累加后的长度及中心点的位置计算工程样段端点位置，更新端点位置坐标，从而实现狭窄多变形的合并。

对于，步骤S3000精细三维表面模型建立，铀矿是一种具有复杂矿体结构的地质资源，相较其他固体矿床而言，铀矿体的几何形态上，矿体规模较小，呈现为脉状，甚至是针状形态。相邻矿体的形态也变化较大、矿体的内部，不连续分部明显。通过多边形变形算法，可在剖面间插值对应的轮廓多边形，减少轮廓的层间距离，提高轮廓的相似性，完善轮廓拼接工作，实现在保证三维建模准确度的同时，建立高质量的复杂矿体结构的铀矿三维表面模型。

请参考图5，本发明步骤S3000中所述方法多边形变形插值生成过渡多边形算法流程图：

步骤S3001：确定相邻剖面上的初始和目标多边形；

步骤S3002：多边形结点对应；针对步骤S3001中相邻剖面上的初始和目标多边形，运用改进的相似匹配算法，实现多边形的结点对应。

本发明所述的多边形结点对应方法。由于多边形变形技术中对轮廓对应的要求较高，需要满足轮廓间对应点数目相近甚至相同的要求。

本发明首先采用切开-缝合法，查找到剖面间轮廓线对的最佳对应点。轮廓线对应点信息查找成功后，按照查找到的对应点将封闭的轮廓线分割拆分为对应的轮廓线段。将剖面间的轮廓对应问题，转换为无分支条件下的轮廓线段的相似匹配问题，然后通过改进的相似匹配算法，在实现基本的轮廓对应基础上，通过在轮廓边界上增加内部点的方式，达到轮廓对应点数目相同的要求。

改进的相似匹配算法为：

(1)获取同一矿体编号下的对应轮廓线段(Line1、Line2、…、LineN)。

(2)得到各个轮廓线段上的坐标点数目(CountLine1、CountLine2、…、CountLineN)及坐标点数据(ArrPoint1、ArrPoint2、…、ArrPointN)。

(3)以坐标点数目最大的轮廓线段为初始轮廓线段，以其相邻的轮廓线段为目标轮廓线段。

(4)判断初始轮廓线段与目标轮廓线段的方向的一致性，一致则继续，不一致则调整方向为一致。

(5)判断初始轮廓线段与目标轮廓线段的坐标点数目是否相同，相同则调整目标轮廓线段为初始轮廓线段，以其另一相邻轮廓线段为目标轮廓线段，返回(4)，不同则继续下一步。

(6)分别获取初始与目标轮廓线段上各个坐标点到其起始点的长度占整个线段长度的比例，并与标记其获取线段的标注组成结构体。以比例值的大小从小到大排序(Rate1，Flag1)、(Rate2，Flag2)、…、(Ratei，Flagi)，i为1 时表示从初始轮廓线段上获取的点，为2是表示从目标轮廓线段上获取的点。

(7)计算排序好的比例之间的差值，若差值小于阀值MinRate(一般为 0.05)，则删除该组数据，若大于则保留在结构体数组中。

(8)以(7)中获取到的结构体数组中的比例值最小的点为给定点，得到其数组中的标志位Flag，在与标志位相反的轮廓线段中按照比例找到一点，使得该点在轮廓线段中的比例与给定点相同，以此点为匹配点，添加到对应的轮廓线段坐标点数组中。

(9)在结构体数组中搜索下一组数据，得到其对应的匹配点，直至到结构体数组中的最后一组数据。

(10)转换目标轮廓线段为初始线段，以其另一相邻轮廓线段为目标轮廓线段，跳转到(4)中继续执行，直达所有的轮廓线段的坐标点数目相同为止。

步骤S3003：针对复杂多边形，运用多边形星形分解的方法将复杂多边形转换为简单多边形；针对星形分解后的初始和目标多边形，运用基于多边形星形分解的三角剖分算法实现初始和目标多边形的同构三角剖分；

本发明所述的多边形星形分解与同构三角剖分方法；初始和目标多边形是复杂多边形，可以采用星形分解法将复杂多边形分解为多个星形多边形进行处理，并记录分解后的星形多边形的星形点，将星形点作为中心点，连接星形点到星形多边形各顶点。由于经过多边形结点对应后的多边形为同构多边形，以此种方法形成的三角网即为剖分后的同构三角网格。

步骤S3004：确定凸轮廓边界，在完成步骤S3003初始和目标多边形的同构三角剖分后，为进一步保证多边形变形过程中，产生的过渡多边形不出现边界自相交的情况，可将初始和目标多边形分别嵌入到其凸轮廓边界的同构三角网格中。将多边形变形问题转化为同构平面三角网格间的变形。由于同构三角网格的变形过程中，中间结果也保持同构的关系，变形过程中将不会出现多边形退化和边线自相交的情况。

本发明采用的凸轮廓边界确定方法。根据铀矿矿体的实际走向与其矿体轮廓点的分布情况，为初始或者目标多边形生成凸轮廓边界。利用这种方法建立了凸轮廓边界与初始或目标多边形的对应关系，使得在进行对应环域的同构三角剖分时可以更快、更简单的建立同构三角网格，并减少了同构过程中额外点的增加，降低了算法的复杂度。

具体的作法如下：

(1)分别获取初始多边形P1和目标多边形P2的点坐标数据PolyPointArr1 和PolyPointArr2。

(2)根据(1)中获取到的点坐标数据，得到可以包含初始多边形和目标多边形的最小包围矩形MinRect。

(3)以初始多边形为模板，拷贝后放大一定倍数，得到放大后的新的多边形，该多边形为初始多边形到凸轮廓的过渡多边形TransP1，确保TransP1上的点坐标都在最小包围矩形的范围外。

(4)将过渡多边形TransP1上的点坐标进行手工的局部调整，使之成为包含初始多边形的凸轮廓Q1，由于Q1是由初始多边形拷贝放大后调整得到的，其上的坐标点是与初始多边形的坐标点对应的。

(5)计算凸轮廓Q1和目标多边形的中心点，拷贝Q1后通过坐标平移的方式使得拷贝后的Q1中心点与目标多边形的中心点重合，然后根据目标多边形的矿体走向旋转相应的角度，得到目标多边形的凸轮廓Q2。

(6)连接初始多边形P1和凸轮廓Q1上对应点，由于点的数目相同，初始多边形P1和凸轮廓Q1构成的环域P1Q1上就被细分为了一个个小的四边形。

(7)对环域P1Q1上的四边形依次进行判断，如果其四边形为凸四边形，则直接连接四边形的对角线中较短的一条，对四边形直接进行剖分；如果不是凸四边形，则采用上述技术方案所述的多边形同构三角剖分方法，通过增加一个额外点(星形点)，对其进行剖分。

(8)记录环域P1Q1同构三角剖分后的所有点的领域关系，根据此领域关系，连接与环域P1Q1有点对应关系的环域P2Q2上的相应点，从而实现对环域P2Q2的同构三角剖分。

步骤S3005：多边形变形，初始和目标多边形的变形过程可以视为多边形上的对应点由一系列的仿射变换(如平移、缩放、旋转、剪切等)的过程，利用均值重心坐标作为多边形变形计算参考坐标。计算出变形过程中插值生成的过渡多边形的各个顶点坐标，从而得到过渡多边形；

步骤S3006：可以在三维可视化平台下，对步骤S3005生成的过渡多边形进行展布；

步骤S3007：采用最短对角线法，将相邻轮廓线间轮廓拼接问题，转化为轮廓线段之间的三角面生成问题；实现轮廓间的对应拼接；

步骤S3008：最终实现铀矿三维表面模型的展布。

本发明提供一种基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模系统，其特征在于，所述系统包括如下模块:

剖面图自动生成模块，以矿区铀矿勘探数据(钻孔数据、测井数据、岩性分层数据、地质资料数据等)及对应的数据存储数据库(系统点源数据库)为基础，实现铀矿单工程矿体边界的自动圈定，并在此基础自动生成矿区的地质勘探剖面图；

多边形简化模块，以圈定好的矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，在不影响模型精度的前提下，将复杂多边形简化为简单多边形进行处理；

三维表面建模模块，根据多边形变形技术，在相邻剖面上的初始和目标多边形之间通过插值生成不自交的中间多边形，提高相邻轮廓线的相似性，然后根据插值后的剖面轮廓实现轮廓间的对应拼接，最终实现精细三维表面模型的建立。

本发明实施例中，剖面图自动生成模块包括样品数据岩性预处理子模块和地质勘探剖面图生成子模块。

样品数据岩性预处理子模块对样品数据的岩性进行分类定义，基于此分类后的样品岩性判断样品所属矿体的渗透型；

生成矿区的地质勘探剖面图子模块，用于分析铀矿单工程矿体圈定特有的圈定规则后，针对铀矿特有的矿体圈定参数(平米铀量和米百分数)和矿体圈定过程中需要考虑矿体渗透型的问题，在基于规则的多金属样品组合圈定方法的基础上，进行改进，使其既可以满足多金属样品的组合圈定，又可以满足铀矿的矿体圈定。根据实现的铀矿单工程矿体边界的自动圈定算法，自动生成矿区的地质勘探剖面图。

本发明实施例中，多边形简化模块具体包括矿体边界圈定子模块和复杂矿体轮廓简化处理模块。

矿体边界圈定模块，是根据生成矿区的地质勘探剖面图子模块中自动生成的矿区地质勘探剖面图，结合矿区地质资料，在剖面图上圈定出复杂矿体边界；

复杂矿体轮廓简化处理模块，主要进行两种复杂情况的处理，分别是：(1) 铀矿体内部不连续，出现空洞或者裂隙情况；(2)部分铀矿体单体规模小(在勘探剖面上呈现针状)，构成铀矿体的轮廓多边形可能存在狭窄多边形的情况。

(1)针对铀矿体内部不连续，出现空洞或者裂隙情况，首先将轮廓多边形的内部空洞或裂隙部分独立出来，由多边形的外部轮廓线构成内部连续的的多边形，同时保留空洞或裂隙的轮廓情况，然后在三维表面建模中先对该多边形进行外部轮廓的构建，再针对独立出来的内部空洞部分进行建模，确认建立的表面模型没有出现自相交的情况后，进行多边形由面成体的操作分别形成外部多面体与内部多面体，最后使用内部多面体切割外部多面体，得到最终的矿体实际模型。

(2)对于狭窄多边形，在同一矿体编号中，以钻孔线为标准线，得到钻孔线上待合并的狭窄多边形和离其中心点最近的矿体轮廓多边形的厚度，将狭窄多边形的厚度累加到最近的矿体轮廓多边形厚度上，更新轮廓多边形中厚度累加后形成的新端点坐标信息，实现最终的狭窄多边形简化。

本发明实施例中，三维表面建模模块按照以下步骤工作：

(1)确定相邻剖面上的初始和目标多边形；

(2)多边形结点对应，针对步骤(1)中相邻剖面上的初始和目标多边形，运用改进的相似匹配算法，实现多边形的结点对应；

(3)针对复杂多边形，运用多边形星形分解的方法将复杂多边形转换为简单多边形；针对星形分解后的初始和目标多边形，运用基于多边形星形分解的三角剖分算法实现初始和目标多边形的同构三角剖分；

(4)确定凸轮廓边界，在完成步骤(3)初始和目标多边形的同构三角剖分后，为进一步保证多边形变形过程中，产生的过渡多边形不出现边界自相交的情况，可将初始和目标多边形分别嵌入到其凸轮廓边界的同构三角网格中，将多边形变形问题转化为同构平面三角网格间的变形，由于同构三角网格的变形过程中，中间结果也保持同构的关系，变形过程中将不会出现多边形退化和边线自相交的情况；

(5)多边形变形，初始和目标多边形的变形过程可以视为多边形上的对应点由一系列的仿射变换(如平移、缩放、旋转、剪切等)的过程，利用均值重心坐标作为多边形变形计算参考坐标，计算出变形过程中插值生成的过渡多边形的各个顶点坐标，从而得到过渡多边形；

(6)可以在三维可视化平台下，对步骤(5)生成的过渡多边形进行展布；

(7)采用最短对角线法，将相邻轮廓线间轮廓拼接问题，转化为轮廓线段之间的三角面生成问题；实现轮廓间的对应拼接；

(8)最终实现铀矿三维表面模型的展布。

本发明技术方案有以下几大优势：

第一、为了解决传统单工程矿体边界圈定无法适用于铀矿这一特殊矿体的矿体边界圈定的缺陷，该系统充分分析了铀矿单工程矿体圈定特有的圈定规则针对铀矿特有的矿体圈定参数(平米铀量和米百分数)，和矿体圈定过程中需要考虑矿体渗透型的问题，在基于规则的多金属样品组合圈定方法的基础上，进行了改进，使其既可以满足多金属样品的组合圈定，又可以满足铀矿的矿体圈定。

第二、为了解决传统多边形简化算法无法适用于铀矿单体规模小，轮廓多边形的顶点数目较少的狭窄多边形简化的缺陷，该系统借鉴压缩法累计厚度计算平米铀量的思路，在多边形合并方法的基础上，提出矿体厚度压缩合并法，对复杂多边形简化的同时，最大程度上的保留了铀矿矿体的几何特征。

第三、为了解决传统基于轮廓线的三维表面建模，相邻轮廓剖面间距较大，轮廓相似性较低时无法有效的建立高质量的精细三维表面模型的缺陷，该系统通过多边形变形算法，在初始和目标多边形间插值生成了不自交的过渡多边形，减少了相邻轮廓剖面间距，提高了相邻轮廓线的相似性，既降低了轮廓对应与拼接的复杂度，又提高了模型建立的质量。

本项发明涉及地质信息技术中的三维地质建模领域，特别涉及一种基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法及系统。本发明以矿区铀矿勘探数据及对应的数据存储数据库为基础，实现铀矿单工程矿体边界的自动圈定，并在此基础自动生成矿区的地质勘探剖面图，可以提高铀矿地质工作的数据化与信息化的速度，大大降低由于人工录入失误而出错的概率。另外以圈定好的矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，降低了复杂矿体轮廓无法在三维平台下进行轮廓对应与拼接工作的操作难度与复杂度。根据多边形变形技术，在相邻剖面上的初始和目标多边形之间通过插值生成不自交的中间多边形，提高相邻轮廓线的相似性，既降低了轮廓对应与拼接的复杂度，又有利于建立高质量的精细三维表面模型。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

(1)以矿区铀矿勘探数据及对应的数据存储数据库为基础，实现铀矿单工程矿体边界的自动圈定，并在此基础自动生成矿区的地质勘探剖面图；

(2)以圈定好的矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，在不影响模型精度的前提下，将复杂多边形简化为简单多边形进行处理；

(3)根据多边形变形技术，在相邻剖面上的初始和目标多边形之间通过插值生成不自交的中间多边形，提高相邻轮廓线的相似性，然后根据插值后的剖面轮廓实现轮廓间的对应拼接，最终实现精细三维表面模型的建立。

2.如权利要求1所述的基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括以下子步骤：

(1)样品数据岩性预处理，在单工程矿体圈定前，增加样品数据岩性预处理，为样品数据的岩性进行分类定义，基于此分类后的样品岩性判断样品所属矿体的渗透型；

(2)铀矿单工程矿体边界的自动圈定，分析了铀矿单工程矿体圈定特有的圈定规则后，针对铀矿特有的矿体圈定参数，如平米铀量和米百分数，和矿体圈定过程中需要考虑矿体渗透型的问题，在基于规则的多金属样品组合圈定方法的基础上，进行改进，使其既可以满足多金属样品的组合圈定，又可以满足铀矿的矿体圈定；根据实现的铀矿单工程矿体边界的自动圈定算法，自动生成矿区的地质勘探剖面图。

3.如权利要求2所述的基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法，其特征在于，改进基于规则的多金属样品组合圈定方法，将平米铀量或者米百分数这两个铀矿圈定参数当做一种多金属矿产元素，与主体的分析元素铀处于同一级别的位置，在用户自定义规则时，将平米铀量也加入定义的规则表达式中。

4.如权利要求1所述的基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括以下子步骤:

(1)矿体边界圈定，根据步骤(1)中自动生成的矿区地质勘探剖面图，结合矿区地质资料，在剖面图上圈定出复杂矿体边界；

(2)复杂矿体轮廓简化处理，根据子步骤(1)圈定好的复杂矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，在不影响模型精度的前提下，将复杂多边形简化为简单多边形进行处理。

5.如权利要求4所述的基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法，其特征在于，所述步骤(2)的子步骤(2)具体包括：

(1)针对铀矿体内部不连续，出现空洞或者裂隙情况，首先将轮廓多边形的内部空洞或裂隙部分独立出来，由多边形的外部轮廓线构成内部连续的的多边形，同时保留空洞或裂隙的轮廓情况，然后在三维表面建模中先对该多边形进行外部轮廓的构建，再针对独立出来的内部空洞部分进行建模，确认建立的表面模型没有出现自相交的情况后，进行多边形由面成体的操作分别形成外部多面体与内部多面体，最后使用内部多面体切割外部多面体，得到最终的矿体实际模型；

(2)对于狭窄多边形，在同一矿体编号中，以钻孔线为标准线，得到钻孔线上待合并的狭窄多边形和离其中心点最近的矿体轮廓多边形的厚度，将狭窄多边形的厚度累加到最近的矿体轮廓多边形厚度上，更新轮廓多边形中厚度累加后形成的新端点坐标信息，实现最终的狭窄多边形简化。

6.如权利要求1所述的基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括以下步骤：

(1)确定相邻剖面上的初始和目标多边形；

(2)多边形结点对应；针对步骤(1)中相邻剖面上的初始和目标多边形，运用改进的相似匹配算法，实现多边形的结点对应；

(3)针对复杂多边形，运用多边形星形分解的方法将复杂多边形转换为简单多边形；针对星形分解后的初始和目标多边形，运用基于多边形星形分解的三角剖分算法实现初始和目标多边形的同构三角剖分；

(4)确定凸轮廓边界，在完成步骤(3)初始和目标多边形的同构三角剖分后，为进一步保证多边形变形过程中，产生的过渡多边形不出现边界自相交的情况，可将初始和目标多边形分别嵌入到其凸轮廓边界的同构三角网格中；将多边形变形问题转化为同构平面三角网格间的变形。由于同构三角网格的变形过程中，中间结果也保持同构的关系，变形过程中将不会出现多边形退化和边线自相交的情况；

(5)多边形变形，初始和目标多边形的变形过程可以视为多边形上的对应点由一系列的仿射变换(如平移、缩放、旋转、剪切等)的过程，利用均值重心坐标作为多边形变形计算参考坐标；计算出变形过程中插值生成的过渡多边形的各个顶点坐标，从而得到过渡多边形；

(6)可以在三维可视化平台下，对步骤(5)生成的过渡多边形进行展布；

(7)采用最短对角线法，将相邻轮廓线间轮廓拼接问题，转化为轮廓线段之间的三角面生成问题；实现轮廓间的对应拼接；

(8)最终实现铀矿三维表面模型的展布。

7.一种基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模系统，其特征在于，所述系统包括如下模块:

剖面图自动生成模块，以矿区铀矿勘探数据(钻孔数据、测井数据、岩性分层数据、地质资料数据等)及对应的数据存储数据库(系统点源数据库)为基础，实现铀矿单工程矿体边界的自动圈定，并在此基础自动生成矿区的地质勘探剖面图；

多边形简化模块，以圈定好的矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，在不影响模型精度的前提下，将复杂多边形简化为简单多边形进行处理；

三维表面建模模块，根据多边形变形技术，在相邻剖面上的初始和目标多边形之间通过插值生成不自交的中间多边形，提高相邻轮廓线的相似性，然后根据插值后的剖面轮廓实现轮廓间的对应拼接，最终实现精细三维表面模型的建立。

8.如权利要求7所述的基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模系统，其特征在于，所述剖面图自动生成模块包括样品数据岩性预处理子模块和地质勘探剖面图生成子模块；

样品数据岩性预处理子模块，对样品数据的岩性进行分类定义，基于此分类后的样品岩性判断样品所属矿体的渗透型；

地质勘探剖面图生成子模块，用于分析铀矿单工程矿体圈定特有的圈定规则后，针对铀矿特有的矿体圈定参数，和矿体圈定过程中需要考虑矿体渗透型的问题，在基于规则的多金属样品组合圈定方法的基础上，进行改进，使其既可以满足多金属样品的组合圈定，又可以满足铀矿的矿体圈定；根据实现的铀矿单工程矿体边界的自动圈定算法，自动生成矿区的地质勘探剖面图。

9.如权利要求8所述的基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模系统，其特征在于，改进基于规则的多金属样品组合圈定方法，将平米铀量或者米百分数这两个铀矿圈定参数当做一种多金属矿产元素，与主体的分析元素铀处于同一级别的位置，在用户自定义规则时，将平米铀量也加入定义的规则表达式中。

10.如权利要求7所述的基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模系统，其特征在于，所述多边形简化模块具体包括矿体边界圈定子模块和复杂矿体轮廓简化处理子模块；

矿体边界圈定子模块，根据剖面图自动生成模块中自动生成的矿区地质勘探剖面图，结合矿区地质资料，在剖面图上圈定出复杂矿体边界；

复杂矿体轮廓简化处理子模块，根据矿体边界圈定子模块圈定好的复杂矿体边界为复杂矿体轮廓，针对不同的复杂情况采用相应的复杂多边形简化算法，在不影响模型精度的前提下，将复杂多边形简化为简单多边形进行处理。

11.如权利要求10所述的基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模系统，其特征在于，复杂矿体轮廓简化处理子模块具体包括：

针对铀矿体内部不连续，出现空洞或者裂隙情况，首先将轮廓多边形的内部空洞或裂隙部分独立出来，由多边形的外部轮廓线构成内部连续的的多边形，同时保留空洞或裂隙的轮廓情况，然后在三维表面建模中先对该多边形进行外部轮廓的构建，再针对独立出来的内部空洞部分进行建模，确认建立的表面模型没有出现自相交的情况后，进行多边形由面成体的操作分别形成外部多面体与内部多面体，最后使用内部多面体切割外部多面体，得到最终的矿体实际模型；

对于狭窄多边形，在同一矿体编号中，以钻孔线为标准线，得到钻孔线上待合并的狭窄多边形和离其中心点最近的矿体轮廓多边形的厚度，将狭窄多边形的厚度累加到最近的矿体轮廓多边形厚度上，更新轮廓多边形中厚度累加后形成的新端点坐标信息，实现最终的狭窄多边形简化。

12.如权利要求7所述的基于多边形变形技术的剖面重构三维表面建模系统，其特征在于，三维表面建模模块按照以下步骤工作：

(1)确定相邻剖面上的初始和目标多边形；

(2)多边形结点对应:针对步骤(1)中相邻剖面上的初始和目标多边形，运用改进的相似匹配算法，实现多边形的结点对应；

(3)针对复杂多边形，运用多边形星形分解的方法将复杂多边形转换为简单多边形；针对星形分解后的初始和目标多边形，运用基于多边形星形分解的三角剖分算法实现初始和目标多边形的同构三角剖分；

(4)确定凸轮廓边界，在完成步骤(3)初始和目标多边形的同构三角剖分后，为进一步保证多边形变形过程中，产生的过渡多边形不出现边界自相交的情况，可将初始和目标多边形分别嵌入到其凸轮廓边界的同构三角网格中；将多边形变形问题转化为同构平面三角网格间的变形。由于同构三角网格的变形过程中，中间结果也保持同构的关系，变形过程中将不会出现多边形退化和边线自相交的情况；

(5)多边形变形，初始和目标多边形的变形过程可以视为多边形上的对应点由一系列的仿射变换的过程，利用均值重心坐标作为多边形变形计算参考坐标；计算出变形过程中插值生成的过渡多边形的各个顶点坐标，从而得到过渡多边形；

(6)可以在三维可视化平台下，对步骤(5)生成的过渡多边形进行展布；

(7)采用最短对角线法，将相邻轮廓线间轮廓拼接问题，转化为轮廓线段之间的三角面生成问题；实现轮廓间的对应拼接；

(8)最终实现铀矿三维表面模型的展布。