CN110363850B - 一种基于移动终端的三维地层信息可视化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动终端的三维地层信息可视化方法。首先建立地层地质信息库，并获取目标定位点的位置信息；然后根据目标定位点的位置信息，在地层地质信息库中，筛选目标定位点预设范围内的钻孔，并提取相应的地层类别和地层地质空间信息；再依据地层分布原理，利用目标定位点处地层地质信息的插值参数，插值计算得出目标定位点处的地层分布和各层的深度信息；最后，在移动终端上进行可视化显示。本发明以地质钻孔勘探资料为基础，建立地层分布信息库。提供了一种基于移动终端的地层可视化方法。以基于安卓智能移动终端为案例，实现了对定位点处地层信息的便捷提取和可视化。在工程领域拥有较大的应用和推广价值。

Description

一种基于移动终端的三维地层信息可视化方法

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，具体涉及一种基于移动终端的三维地层信息可视化方法。

背景技术

地层地质信息是确定土建工程基础加固措施和投资的基本条件，包括工程场址所在地下覆的岩性、地层的厚度和深度等分布特征。因此，对土建工程而言，获取施工现场地基的地质地层信息是必要的。

为获取地质地层信息，当前常利用计算机手段构建三维地层模型，以表达地层地质信息。

本申请发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术的方法，至少存在如下技术问题：

首先，现有基于计算机建模的三维地层信息可视化模型通常仅能展示地质钻孔和地质剖面处的信息，而无法展示钻孔和地质剖面处以外空间位置的信息；尽管通过结合计算机建模及部分专业软件可实现任意工程部位的信息处理展示，但此类工作处理难度大，常需要依托桌面设备，且耗费较长处理时间。

由此可知，现有技术的方法通常不能为用户提供完整的工程场址下覆地层地质信息，因而难以实现任一指定工程部位的地层地质信息展示。且，即使任意工程部位的信息处理展示可实现，其处理手段的便携性，快速性亦难以保证。也就是说，现有技术中的方法存在显示信息单一、实现较为复杂的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于移动终端的三维地层信息可视化方法，用以解决或者至少部分解决现有技术中的方法存在显示信息单一、实现较为复杂的技术问题。

本发明提供了一种基于移动终端的三维地层信息可视化方法，包括：

步骤S1：基于地质勘测钻孔信息和地层剖面信息，建立地层地质信息库，其中，地层地质信息库中包括地层地质空间信息和地层类别；

步骤S2：获取目标定位点的位置信息；

步骤S3：根据目标定位点的位置信息，在地层地质信息库中，筛选目标定位点预设范围内的钻孔，并提取相应的地层类别和地层地质空间信息，将提取的信息作为目标定位点处地层地质信息的插值参数；

步骤S4：依据地层分布原理，利用目标定位点处地层地质信息的插值参数，插值计算得出目标定位点处的地层分布和各层的深度信息；

步骤S5：将目标定位点处的地层分布和各层的深度信息在移动终端上进行可视化显示。

在一种实施方式中，步骤S1具体包括：

分别根据钻孔分布平面图和地层剖面图建立地层地质信息库。

在一种实施方式中，步骤S2具体包括：

通过移动终端的定位功能实时获取用户所处位置的经纬度信息，将其作为目标定位点的位置信息，或者

根据用户输入的经纬度坐标进行定位，获取目标定位点的位置信息。

在一种实施方式中，地层地质空间信息包括地层深度的起止点坐标。

在一种实施方式中，步骤S5具体包括：

根据选定的配色方案，将目标定位点处的地层深度以颜色条填充方式显示，并辅以比例尺和图例，绘制定位点处的地层分布和各层的深度信息。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明提供的一种基于移动终端的三维地层信息可视化方法，首先建立地层地质信息库，并通过移动终端的定位功能获取目标点位点的位置信息，然后提取目标定位点附近的钻孔信息，接着依据地质地层分布连续性原理，并结合提取的钻孔信息进行插值计算，获得目标定位点处的地层分布和各层的深度信息，最后进行可视化显示。

由于本发明可以基于获取的目标定位点的位置信息，在预先构建的地层地质信息库中，提取出工程区域内的地层类别和地层地质空间信息，并依据地层叠覆律、空间插值等计算技术，插值得到目标位置的地层分布和各层的深度信息，相比于现有方法，显示的信息更为全面和丰富，并且可以安卓移动端平台为依托，实现目标定位点所在位置的地层信息的快速/实时可视化，提高了显示的便捷性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中基于移动终端的三维地层信息可视化方法的流程图；

图2为本发明的技术路线图；

图3为本发明实施例中工程地质勘测钻孔分布平面图；

图4为本发明实施例中地层剖面示意图；

图5为本发明实施例中目标定位点处的临近钻孔位置关系平面图；

图6为本发明实施例中定位孔与相邻钻孔位置关系立面图；

图7为本发明实施例中定位处地层分布立面图，即本发明输出的可视化结果。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种基于移动终端的三维地层信息可视化方法，通过获取施工现场目标位置的实时定位信息，结合工程区域地质勘测的钻孔及地质剖面信息，依据地层叠覆律、克里金空间插值等计算技术，插值得到目标位置的地层分布和各层的深度信息，以安卓移动端平台为依托，实现定位点所在位置的地层信息的快速/实时可视化。

本发明可展现目标定位点处地层的类别和深度；并将这些信息通过安卓移动平台，利用可视化技术直观地展现给用户。为工程设计和施工提供方便快捷、实时高效的地层地质信息支持。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本申请发明通过大量的实践与研究发现：由于当前工程现场踏勘和决策中具有快速或实时地层获取地质信息的需求，且该地质信息需求可能针对工程场址任意一坐标的下覆位置，则当前的技术手段难以满足现实工程现场踏勘和决策的信息获取需求。

随着手持智能设备的普及，智能终端多装备了卫星定位模块(GPS或者“北斗卫星导航系统”)，可以方便的实现踏勘定位。因此，本发明将定位技术、地层信息系统和地层信息可视化技术结合起来，以实现实时动态定位和显示地层信息，能够极大的方便工程现场建设管理人员获取地层信息。

为了提供一种包含完整工程场址下覆地层地质信息，具有快速性，便携性的能够针对工程场址任一位置的地质地层信息表达方法，本发明的主要构思如下：

提供了一种基于移动终端的三维地层信息可视化方法。该方法可依托于便携的安卓智能移动终端，能够表达工程场址任意一指定坐标的下覆地质地层信息，且实现信息可视化展示。本发明可应用于土木、水利、交通、国防等多个行业领域。能够提高现场地层地质信息管理精度及工程基础设计效率。

下面具体阐述本发明提供的基于移动终端的三维地层信息可视化方法的具体实现流程。

本实施例提供了一种基于移动终端的三维地层信息可视化方法，请参见图1，该方法包括：

步骤S1：基于地质勘测钻孔信息和地层剖面信息，建立地层地质信息库，其中，地层地质信息库中包括地层地质空间信息和地层类别。

具体来说，可以通过地勘钻孔平面布置、钻孔揭露的地层分布、地质地层剖面图等资料，提取地质地层空间分布和属性信息。

在具体实施时，地层地质信息库包括名称、空间信息(如地层、地质、位置、厚度等信息)和对应属性信息(如对应一个地层上下表面的高程、地质类别等)。

其中，地层信息可用地层分层对应的坐标点来反映。一般采集地层信息采用地质钻孔的方法，得到地层分界处的深度信息。与钻孔孔位结合，可以得到地层分界点的三维坐标信息，作为地层地质空间信息。相应的，将两个连续地层分解点之间的地层信息，作为地层属性信息保存起来。更为具体地，地层地质空间信息包括地层深度的起止点坐标。

在一种实施方式中，步骤S1具体包括：

分别根据钻孔分布平面图和地层剖面图建立地层地质信息库。

具体来说，地质勘测钻孔分布平面图包含了地质勘测钻孔信息，地层剖面图包含地层剖面信息，通过将二者联立，则可以建立本发明中的地层地质信息库。其中，图3为本发明实施例中工程地质勘测钻孔分布平面图，图4为本发明实施例中地层剖面示意图。

步骤S2：获取目标定位点的位置信息。

具体来说，可以通过智能移动终端的定位功能来获取目标定位点的位置信息。

在一种实施方式中，步骤S2具体包括：

通过移动终端的定位功能实时获取用户所处位置的经纬度信息，将其作为目标定位点的位置信息，或者

根据用户输入的经纬度坐标进行定位，获取目标定位点的位置信息。

具体来说，一种方式是，通过在程序中自动获取位置，另一种是通过人工设定。用户可以人工设定工程区域内任意位置的经纬度信息，实现虚拟定位。

步骤S3：根据目标定位点的位置信息，在地层地质信息库中，筛选目标定位点预设范围内的钻孔，并提取相应的地层类别和地层地质空间信息，将提取的信息作为目标定位点处地层地质信息的插值参数。

具体来说，预设范围可以根据实际情况设置。本步骤主要是筛选目标定位点附近地层地质参数点信息。在具体实现时，请参见图5，可以通过搜索定位点周边的钻孔和地层信息，作为定位点处地层地质信息的插值参数。采用的搜索方法和筛选方法可以是现有的方法。

例如，通过搜索定位点附近的地质勘测钻孔位，根据勘测钻孔相对定位点的距离远近，提取勘测钻孔处的地层分布及其属性插值参数。

步骤S4：依据地层分布原理，利用目标定位点处地层地质信息的插值参数，插值计算得出目标定位点处的地层分布和各层的深度信息。

具体来说，如图6所示，本发明可以依据地质地层分布连续性原理，利用步骤S3得到的附近范围的地层类别和地层地质空间信息，将其代入预先建立的三维地层插值模型，插值计算定位点的地层分布和各层的深度信息。

例如，依据克里金插值法，根据临近钻孔地层信息与影响权重，插值计算得出定位点处的地层分布。

步骤S5：将目标定位点处的地层分布和各层的深度信息在移动终端上进行可视化显示。

本发明以地质钻孔勘探资料为基础，建立地层分布信息库。提供了一种基于安卓智能移动终端的地层可视化方法。以基于安卓智能移动终端为案例，实现了对定位点处地层信息的便捷提取和可视化。在工程领域拥有较大的应用和推广价值。

在一种实施方式中，步骤S5具体包括：

根据选定的配色方案，将目标定位点处的地层深度以颜色条填充方式显示，并辅以比例尺和图例，绘制定位点处的地层分布和各层的深度信息。

具体来说，如图7所示，可以利用插值得到的地层分布和各层的深度信息，绘制成直观的地层地质图，用以反映用户定位位置(目标定位点)下覆的地层叠合情况、各地层分界处的深度信息、各地层的厚度等。

对于各地质属性的地层赋予相应的颜色，同时辅以图例和比例，从而增强地层地质信息可视化的精度和可读性。例如，定位点地层分布信息，以不同颜色代表不同地层，以对应比例高度代表地层厚度。本发明可以利用智能手机终端，实现定位－筛选－插值－显示智能快捷查看地层地质信息。

本发明的具体采用的技术路线如图2所示，可以通过卫星定位模块和人工定位模块来获取位置信息(即目标定位点的位置信息)，基于获取的位置信息结合地层地质信息库来获取定位处的地层地质信息，其中，地层地质信息库即为钻孔信息数据库，通过地质勘测资料和地勘钻孔信息及其属性获得。最后，形成定位处地层地质图，即实现地层地质信息的可视化显示。

总体来说，本发明利用移动智能终端的定位功能取得当前位置，基于地层地质模型，利用空间插值算法，测算当前位置下覆的地层地质条件，并将其可视化显示出来。本发明的技术优势包括：将便携智能终端的实时定位与地层地质信息可视化结合了起来，包含完整的场址地质地层信息(基于空间插值绘制)，满足了快速、准确、便捷的提取工程基础地层地质信息的要求。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种基于移动终端的三维地层信息可视化方法，其特征在于，包括：

步骤S1：基于地质勘测钻孔信息和地层剖面信息，建立地层地质信息库，其中，地层地质信息库中包括地层地质空间信息和地层类别，其中，地层地质空间信息包括地层深度的起止点坐标；

步骤S2：获取目标定位点的位置信息；

步骤S3：根据目标定位点的位置信息，在地层地质信息库中，筛选目标定位点预设范围内的钻孔，并提取相应的地层类别和地层地质空间信息，将提取的信息作为目标定位点处地层地质信息的插值参数，在筛选钻孔时具体包括：通过搜索目标定位点附近的地质勘测钻孔位，根据地质勘测钻孔位相对目标定位点的距离远近提取相应的地层类别和地层地质空间信息；

步骤S4：依据地层分布原理，利用目标定位点处地层地质信息的插值参数，插值计算得出目标定位点处的地层分布和各层的深度信息，具体包括：将插值参数输入预先建立的三维地层插值模型，依据克里金插值法，插值计算得出目标定位点处的地层分布和各层的深度信息；

步骤S5：将目标定位点处的地层分布和各层的深度信息在移动终端上进行可视化显示。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

分别依据地质勘测钻孔分布平面图和地层剖面图建立地层地质信息库。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

通过移动终端的定位功能实时获取用户所处位置的经纬度信息，将其作为目标定位点的位置信息，或者

根据用户输入的经纬度坐标进行定位，获取目标定位点的位置信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5具体包括：

根据选定的配色方案，将目标定位点处的地层深度以颜色条填充方式显示，并辅以比例尺和图例，绘制定位点处的地层分布和各层的深度信息。

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