CN114332401B - 一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及三维地质建模领域，其公开了一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，准确合理地评估地质模型的结构复杂度。本发明首先通过对构建的三维地质模型进行几何元素分解，并进行元素数目统计和/或特征复杂度计算来定量计算模型的全局复杂度；然后，通过对三维地质模型采用三维Voronoi图剖分技术进行剖分，将模型划分为若干个Voronoi单元，进而统计每个Voronoi单元中包含的几何元素个数，从而统计出模型的局部结构复杂度；最后，通过色阶方式对结构复杂度进行可视化表达。
Description
技术领域
本发明涉及三维地质建模领域，具体涉及一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法。
背景技术
三维地质模型对于地下矿产资源的埋藏范围、储量预测，地下工程数字化设计及施工、地震灾害传播的预测分析等都具有重要指导意义。针对地质构造较复杂区域，合理的三维地质模型结构复杂度定量评估及可视化表达，有助于地质工作者对该区域构造特征形成一个准确直观的理解和认识；当基于同一套地勘数据，采用不同地质建模算法构建地质模型时，所生成的模型结果在几何形态及拓扑特征等方面必然存在差异，通过评估和比较各算法所生成模型结果的结构复杂度，可以对不同算法的建模能力进行比较和分析，以此判别各算法的优缺点；此外，当三维地质模型被用于辅助地下工程设计分析时，可能需要进行三维数值分析，如有限元等，过于复杂的地质模型往往会出现计算效率低下、计算过程难以收敛甚至无法获得计算结果等问题，因此，需要先将初始地质模型进行适度简化再投入计算应用中。通过比较初始模型和简化后模型的结构复杂度差异，可以定量评估最终投入计算的模型相较于初始模型精度的被简化程度。
综上所述，准确合理地评估地质模型的结构复杂度，有利于提高专业人员在应用模型进行分析及预测过程中的准确度，节省资源开采成本，有效规避工程和自然灾害风险，还可用于比较各类建模算法优缺点等，从而指导模型的应用。
然而，就目前对于地质模型结构复杂度的评估方式来看，尚未形成一套较为成熟、完善的方案，当前的绝大部分评估方法依旧是过于主观、定性的，而非客观的、定量的，没有对地质模型所蕴含的几何及拓扑特征进行充分考虑，没有较好地融入地质专家的先验知识，缺乏一种从模型全局到局部的多维度评估理念，此外，还缺乏能够将评估结果进行直观可视化表达的较好方法。总之，目前尚缺乏一套较为合理的、全方位的三维地质模型结构复杂度定量评估及可视化表达方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，准确合理地评估地质模型的结构复杂度。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：
一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，包括以下步骤：
A、根据地勘数据构建三维地质模型，按几何元素类型对所构建的三维地质模型进行分解，所述几何元素类型包括点元素、线元素、面元素、体元素；
所述体元素即为三维地质模型中的地质体，所述面元素即地层分界面和断层面，若地层分界面和断层面相互切割，则为相互切割后所形成的面，所述线元素即为面元素的边缘提取线，而所述点元素则为非闭合线元素的端点表示该线元素在此处被分割；
B、基于分解的几何元素，进行数量统计和/或特征复杂度计算来定量评估三维地质模型的结构复杂度。
进一步的，步骤B中，所述基于分解的几何元素，进行数量统计来定量评估三维地质模型的结构复杂度，具体包括：
分别统计三维地质模型中的点元素、线元素、面元素、体元素的数目，然后计算总的数量作为此三维地质模型的结构复杂度C 1 ：
C 1 =N 体元素+ N 面元素+ N 线元素+ N 点元素
其中，N 体元素为模型中体元素的数目；N 面元素为模型中面元素的数目；N 线元素为模型中线元素的数目；N 点元素为模型中点元素的数目。
进一步的，步骤B中，所述基于分解的几何元素，进行特征复杂度计算来定量评估三维地质模型的结构复杂度，具体包括：
首先，分别计算模型中，各体元素、面元素和线元素的尺寸特征复杂度C s (e)、各面元素的地质面形态特征复杂度C f (e)以及各体元素的地层厚度变化特征复杂度C t (e)和地层尖灭角度特征复杂度C a (e)；然后，计算此三维地质模型的结构复杂度C 2 ：
C 2 =∑C s (e)+∑C f (e)+∑C t (e)+ ∑C a (e) 。
进一步的，所述尺寸特征复杂度C s (e)的计算方法包括：
根据预设的尺寸阈值h 1 ，比较目标几何元素e的尺寸S(e)与阈值h 1 的大小，获得复杂度C s (e)：
进一步的，所述地质面形态特征复杂度C f (e)的计算方法包括：
首先，分别计算地质面网格各个节点的法向量、高斯曲率和高斯曲率熵；
然后，根据同一地质面上各个节点的法向量、高斯曲率和高斯曲率熵，计算该地质面的法向量、高斯曲率和高斯曲率熵三者的变异系数，进行加权求和后获得该地质面对应的形态变异值CV(e)；
最后，根据预设的变异阈值h 2 ，比较CV(e)与变异阈值h 2 的大小，从而获得该地质面形态特征复杂度C f (e)：
进一步的，所述地质面网格节点的法向量的计算方法如下：
其中，Nor v 为节点v的法向量，N i 为节点v的一阶邻域内第i个三角形的单位法向量，权重值w i =1/‖g i -v‖，g i 为节点v的一阶邻域内第i个三角形的形心点。
进一步的，所述地质面网格节点的高斯曲率的计算方法如下：
首先，计算节点v的邻域矩阵E v (B)：
其中，E v (B)为节点v的邻域矩阵；B为节点v的一阶邻域的所有三角形，∣B∣表示其面积；e为节点v的一阶邻域多边形的边；‖e∩B‖表示e∩B的长度，总在0和∣e∣之间； 
表示e方向上的单位向量；β(e)表示以e为公共边的两个三角形的法向量的夹角；
然后，获取邻域矩阵E v (B)的最大特征值和最小特征值，分别作为最大主曲率k 1 ，最小主曲率k 2 的估计值，则节点v处的高斯曲率K V 计算如下：
K V = k 1 ·k 2 。
进一步的，所述地质面网格节点的高斯曲率熵的计算方法如下：
其中，H v 是节点v上的高斯曲率熵；p v 、p j 分别是曲率在节点v、j处的概率分布：
K v 和K j 分别是节点v、j处的高斯曲率计算值。
进一步的，所述地层厚度变化特征复杂度C t (e)的计算方法包括：
首先，对整个地层投影区域作垂直密集的穿插线，计算所有穿插线穿越地层的厚度，标记穿越厚度小于t的穿插线，其中，t为预设的厚度阈值；并根据穿越厚度小于t的穿越线在水平面上的投影范围，确定地层厚度小于t值的投影范围，记为过薄区域；
然后，计算地层上的所有过薄区域的投影面积和S c ：
S c =S c1 +S c2 +…+S cn
其中，S cn 为第n个过薄区域的投影面积；
再然后，根据地层上的所有过薄区域的投影面积和S c 以及该地层的投影面积S t 计算地层厚度变化特征复杂度C t (e)：
进一步的，所述地层尖灭角度特征复杂度C a (e)的计算方法包括：
首先，计算地层几何中心，并建立一组密集的放射状平面对地层进行剖切，所述放射状的中心为地层几何中心，且各平面均平行于地层的高程方向；
然后，根据剖切获得的地层轮廓切线，计算所有轮廓切线上尖灭角的角度，获得尖灭角度小于预设的角度阈值θ的边缘范围的长度和L r ：
L r =L r1 +L r2 +…+L rn
其中，L rn 为小于预设的角度阈值θ的第n个尖灭角对应的边缘范围长度；
再然后，根据尖灭角度小于预设的角度阈值θ的边缘范围的长度和L r 以及整个地层的边缘范围长度L b 计算地层尖灭角度特征复杂度C a (e)：
进一步的，该方法还包括对三维地质模型的结构复杂度进行可视化表达的如下步骤：
C1、将整个三维地质模型区域采用三维Voronoi图剖分技术进行剖分，将模型划分为若干个Voronoi单元；
C2、计算每个Voronoi单元中所包裹到的几何元素的数目；
C3、通过色阶方式对三维地质模型的结构复杂度进行可视化表达，对于包含几何元素数目越多的Voronoi单元，其显示颜色越深。
本发明的有益效果是：
（1）通过对三维地质模型的几何元素分解，并进行元素数目统计和/或特征复杂度计算来定量计算模型的全局复杂度，可以更加准确地评价三维地质模型的结构复杂度；
（2）通过对三维地质模型采用三维Voronoi图剖分技术进行剖分，将模型划分为若干个Voronoi单元，进而统计每个Voronoi单元中包含的几何元素个数，可以统计出模型的局部结构复杂度，由此形成全局到局部的多维度评估理念，提升评估的准确性；
（3）通过对结构复杂度的可视化表达，能够更加直观地表达评估结果。
附图说明
图1为本发明实施例中的三维地质模型的结构复杂度定量评估方法流程图；
图2为本发明实施例中的对三维地质模型的几何元素分解过程示意，其中，(a)为某工区三维地质结构模型图；(b)为将模型中所有地质体分散开予以展示图；(c)为模型中的地层面示意图；(d)为模型中的断层面示意图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，准确合理地评估地质模型的结构复杂度。其核心思想是：首先，通过对三维地质模型的几何元素分解，并进行元素数目统计和/或特征复杂度计算来定量计算模型的全局复杂度；然后，通过对三维地质模型采用三维Voronoi图剖分技术进行剖分，将模型划分为若干个Voronoi单元，进而统计每个Voronoi单元中包含的几何元素个数，从而统计出模型的局部结构复杂度；最后，通过色阶方式对结构复杂度进行可视化表达。
实施例：
本实施例提出的三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，首先基于SKUA-GOCAD软件平台（以下简称GOCAD）构建三维地质结构模型，然后基于GOCAD二次开发框架，利用C++语言进行二次开发来实现结构复杂度定量评估及可视化表达，具体流程如图1所示：
步骤一、构建三维地质模型，并进行几何元素分解；
本步骤中，处理所获得的地勘数据，如钻孔资料，地质剖面图等，将这些数据导入GOCAD软件中并构建待评估的三维地质结构模型。就几何组成成分而言，地质模型本质上是由点元素、线元素、面元素、体元素四种格式的几何元素组织而成，因此，可对三维地质模型进行分解。
所述体元素即为三维地质模型中的地质体，以图2中的（a）中某一三维地质模型为例，图2中的（b）将该模型中各地质体分散开进行展示，此模型中共有6个独立的体元素，并以T加数字序号加以表示，其中T3原本为同一地层体，但由于被断层F1和F2切割，最后被分作3个地质体元素，也即T3.1--T3.3。
所述面元素即地层分界面和断层面，若地层分界面和断层面相互切割，则为相互切割后所形成的面。图2中的（c）和图2中的（d）分别为该模型中的地层分界面和断层面这两种地质面元素，并以H加数字序号表示地层分界面，以F加数字序号表示断层面。其中，H2原本为同一地层分界面，后被断层面F1和面F2切作三个地质面，也即H2.1--H2.3；断层面F1和F2理论上虽是完整面元素，但在地质模型构建过程中与地层面进行了相互切割，并参与了地质体的围合，因此从建模角度来看，本质上也被分割成了若干段面元素，也即F1.1--F1.4、F2.1—F2.3。
进一步的，所述线元素即为面元素的边缘提取线，而所述点元素则为线元素的端点表示该线元素在此处被分割。如图2中的（c）和图2中的（d）所示，从面元素边缘提取出的黑色线条即为线元素，线元素上的黑色圆点即为点元素，点元素表示线元素在此处被分割，以H1面为例，其边缘上有4个点元素，意味着原本闭合的边缘线被分割为4条独立的线元素。
总之，体元素由面元素围合而成，线元素为面元素的边缘提取线，闭合的线元素上没有端点也即没有点元素，而非闭合的线元素两端各有一个点元素。
因此，基于GOCAD二次开发，可以实现上述元素分解、元素提取及统计等方案。
步骤二、基于分解的几何元素，进行数量统计以及特征复杂度计算来定量评估三维地质模型的结构复杂度；
本步骤中，从不同层面、不同维度评估三维地质模型的结构复杂度：
其一、模型中几何元素的总数目直接影响模型数据量大小和建模所需时间等，对模型结构复杂度具有直接贡献，因此基于模型中几何元素的总数来评估其结构复杂度C 1 ，每种几何元素具有相同权重：
C 1 =N 体元素+ N 面元素+ N 线元素+ N 点元素
其中，N 体元素为模型中体元素的数目；N 面元素为模型中面元素的数目；N 线元素为模型中线元素的数目；N 点元素为模型中点元素的数目。
其二、基于模型中四种较为重要的几何特征，综合评估其结构复杂度C 2 ：
C 2 =∑C s (e)+∑C f (e)+∑C t (e)+ ∑C a (e)
其中，C s (e)为几何元素尺寸特征复杂度、C f (e)为地质面形态特征复杂度、C t (e)为地层厚度变化特征复杂度、C a (e)为地层尖灭角度特征复杂度。
下面具体说明这四种特征如何对结构复杂度提供贡献，以及各自具体的评估实现方式：
（1）尺寸特征复杂度C s (e)：
模型中某一几何元素的尺寸过小，如体元素体积、面元素面积、线元素长度，那么该元素的几何特征越难以准确判定和构建，后续投入数值分析时可能需对其进行简化筛除，因此尺寸过小的几何元素提升了模型结构复杂度。基于尺寸特征评估其贡献的复杂度，需要地质人员根据实际情况先预设一个尺寸阈值h 1 ，然后比较目标几何元素e的尺寸S(e)与阈值h 1 的大小，从而获得复杂度C s (e)：
针对若干数值分析软件的测试统计结果表明，体元素的体积阈值一般可取整个模型工区体积的1/50, 面元素的面积阈值一般可取工区平面投影面积的1/20，线元素的长度阈值一般可取工区平面投影周长的1/10。
（2）地质面形态特征复杂度C f (e)：
地质模型中涉及的地质面均是不规则三角网格，地质面形状特征越不平整，局部起伏程度越剧烈，无疑对模型结构复杂度的贡献度也越大。考虑到将地质面几何形态所蕴含得标量及矢量特征进行综合分析更为全面，本发明综合地质面网格节点的法向量、高斯曲率和高斯曲率熵这三个数学指标进行加权求和，用以评估地质面的弯曲、起伏对模型结构复杂度的贡献大小。其中，节点v的法向量Nor v 本质上是对其一阶邻域三角形法向量的加权求和，依次计算每个三角形Trgl v 上的单位法向量N i ，则节点v处的法向量Nor v 即为：
其中，权重值w i =1/‖g i -v‖，i=1,2…n，g i 为邻域内三角形的形心点。
依次计算三角网格上所有节点的法向量。
基于David Cohen-Steiner提出的三角网格高斯曲率计算理论，节点处v的Guass曲率K V 计算如下：
首先获得节点处v的矩阵E v (B)：
其中，B为节点v的一阶邻域的所有三角形，∣B∣表示其面积；e为节点v的一阶邻域多边形的边；‖e∩B‖表示e∩B的长度，总在0和∣e∣之间；
表示e方向上的单位向量；β(e)表示以e为公共边的两个三角形的法向量的夹角；
矩阵E v (B)的最小特征值和最大特征值可作为小主曲率k 2 ，大主曲率k 1 的估计值，高斯曲率K V 可以直接由主曲率依据微分几何理论求得：
K V = k 1 ·k 2
然后计算信息熵，熵值反映了数据内在信息的无序化及不确定性程度，Guass曲率熵的本质上是对节点v一阶邻域内节点Guass曲率值的加权，计算方法如下：
p v 、p j 分别是曲率在节点v、j处的概率分布，计算如下
K v 和K j 分别是节点v、j处的高斯曲率计算值。
可以基于GOCAD二次开发实现上述计算步骤，获得地质面网格法向量、高斯曲率及高斯曲率熵的结果。
获得三者计算结果后，分别基于同一地质面上的所有节点，计算上述三个参量的变异系数CV i ，即标准差与数学期望的比值，给予相同权重进行求和，获得地质面元素e 对应的形态变异值CV(e)。然后，比较的CV(e)与变异阈值h 2 的大小，从而获得复杂度贡献值C f (e)：
考虑到变异系数CV i 大于1时属于强变异，因此，在具体实施时可以将3个参量求和获得的指标CV(e)的变异阈值h 2 预设为h 2 =3。
（3）地层厚度变化特征复杂度C t (e)：
地层厚度特征对结构复杂度的主要贡献来源于地层局部较薄位置，模型中某一地层局部过薄，那么该位置地层是否存在的真实性难以准确验证，在模型构建及后续数值分析过程中都会带来一定影响。评估由于地层过薄而贡献的结构复杂度计算方法具体实现步骤如下：
①预设一个厚度阈值t，针对若干数值分析软件的测试统计结果表明，厚度阈值t一般可预设为模型工区总厚度的1/20，在此基础上，地层厚度比t值小的被视作局部过薄区域；
②基于GOCAD二次开发，对整个地层投影区域作垂直密集的穿插线，计算所有穿插线穿越地层的厚度，标记穿越厚度小于t的穿插线；
③根据穿越厚度小于t的穿越线在水平面上的投影范围，确定地层厚度小于t值的投影范围，即为局部过薄区域，计算所有局部过薄区域的投影面积S ci 以及整个地层的投影面积S t ，则，厚度变化特征复杂度C t (e)计算如下：
（4）地层尖灭角度特征复杂度C a (e)：
地层尖灭处夹角过小，也会对地质模型贡献较大的结构复杂度，一方面是由于过小的夹角在模型构建、几何造型方面相对较为困难；另一方面在将地质模型用于数值分析前可能需先将模型进行格栅化，而尖灭角过小的位置，往往需要被划分为较密集的格栅才能保持其形态，导致耗费大量计算时间。地层尖灭角对结构复杂度的贡献的具体计算步骤如下：
①首先预设一个角度阈值θ。针对若干数值分析软件的测试统计结果表明，角度阈值θ大约可预设为30°，地层边缘尖灭角小于θ值的被视作尖灭角过小边缘；
②基于GOCAD二次开发，计算地层几何中心，并建立一组密集的放射状平面对地层进行剖切，所述放射状的中心为地层几何中心，且各平面均平行于地层的高程方向；
③然后，根据剖切获得的地层轮廓切线，计算所有轮廓切线上尖灭角的角度，获得尖灭角度小于阈值θ的边缘范围长度L ri ，同时，计算整个地层的边缘范围长度L b ，地层尖灭角度特征复杂度C a (e)计算如下：
步骤三、对三维地质模型的结构复杂度进行可视化表达；
本步骤中，首先将整个地质模型区域用MATLAB软件内置的三维Voronoi单元剖分方法delaunayTriangulation进行剖分，使模型被划分为若干个三维Voronoi单元，然后计算每个Voronoi单元中所包裹到的几何元素总数目，以此获得模型局部单元的结构复杂度。具体实施如下：
①确定三维Voronoi图剖分精度，例如可以将模型区域划分为100，500个或1000个Voronoi单元，然后基于GOCAD二次开发，分别计算每个Voronoi单元内的几何元素的总数目；
②通过色阶方式进行可视化表达，某一Voronoi单元中包含几何元素数目越多，其颜色越深，以此可以直观明了地对地质模型局部的结构复杂程度进行定量表征及可视化表达。由于划分的单元数量较多，为了更加直观地表达较为复杂的局部区域，可以预先设置一个显示阈值数目（例如6个），仅仅显示包含几何元素大于由预先设置的显示阈值数目的单元，并且单元中包含几何元素数目越多，对应的显示颜色越深。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (8)
1.一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、根据地勘数据构建三维地质模型，按几何元素类型对所构建的三维地质模型进行分解，所述几何元素类型包括点元素、线元素、面元素、体元素；
所述体元素即为三维地质模型中的地质体，所述面元素即地层分界面和断层面，若地层分界面和断层面相互切割，则为相互切割后所形成的面，所述线元素即为面元素的边缘提取线，而所述点元素则为非闭合线元素的端点表示该线元素在此处被分割；
B、基于分解的几何元素，进行特征复杂度计算来定量评估三维地质模型的结构复杂度，具体包括：
首先，分别计算模型中，各体元素、面元素和线元素的尺寸特征复杂度C s (e)、各面元素的地质面形态特征复杂度C f (e)以及各体元素的地层厚度变化特征复杂度C t (e)和地层尖灭角度特征复杂度C a (e)；然后，计算此三维地质模型的结构复杂度C 2 ：
C 2 =∑C s (e)+∑C f (e)+∑C t (e)+∑C a (e) ；
所述尺寸特征复杂度C s (e)的计算方法包括：
根据预设的尺寸阈值h 1 ，比较目标几何元素e的尺寸S(e)与阈值h 1 的大小，获得复杂度C s (e)：
2.如权利要求1所述的一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，其特征在于，
所述地质面形态特征复杂度C f (e)的计算方法包括：
首先，分别计算地质面网格各个节点的法向量、高斯曲率和高斯曲率熵；
然后，根据同一地质面上各个节点的法向量、高斯曲率和高斯曲率熵，计算该地质面的法向量、高斯曲率和高斯曲率熵三者的变异系数，进行加权求和后获得该地质面对应的形态变异值CV(e)；
最后，根据预设的变异阈值h 2 ，比较CV(e)与变异阈值h 2 的大小，从而获得该地质面形态特征复杂度C f (e)：
3.如权利要求2所述的一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，其特征在于，
地质面网格节点的法向量的计算方法如下：
其中，Nor v 为节点v的法向量，N i 为节点v的一阶邻域内第i个三角形的单位法向量，权重值w i =1/‖g i -v‖，g i 为节点v的一阶邻域内第i个三角形的形心点。
4.如权利要求2所述的一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，其特征在于，
地质面网格节点的高斯曲率的计算方法如下：
首先，计算节点v的邻域矩阵E v (B)：
其中，E v (B)为节点v的邻域矩阵；B为节点v的一阶邻域的所有三角形，∣B∣表示其面积；e为节点v的一阶邻域多边形的边；‖e∩B‖表示e∩B的长度，总在0和∣e∣之间；
表示e方向上的单位向量；β(e)表示以e为公共边的两个三角形的法向量的夹角；
表示
的转置矩阵；
然后，获取邻域矩阵E v (B)的最大特征值和最小特征值，分别作为最大主曲率k 1 ，最小主曲率k 2 的估计值，则节点v处的高斯曲率K V 计算如下：
K V = k 1 ·k 2 。
5.如权利要求2所述的一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，其特征在于，
地质面网格节点的高斯曲率熵的计算方法如下：
其中，H v 是节点v上的高斯曲率熵；p v 、p j 分别是曲率在节点v、j处的概率分布：
K v 和K j 分别是节点v、j处的高斯曲率计算值。
6.如权利要求1所述的一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，其特征在于，
所述地层厚度变化特征复杂度C t (e)的计算方法包括：
首先，对整个地层投影区域作垂直密集的穿插线，计算所有穿插线穿越地层的厚度，标记穿越厚度小于t的穿插线，其中，t为预设的厚度阈值；并根据穿越厚度小于t的穿越线在水平面上的投影范围，确定地层厚度小于t值的投影范围，记为过薄区域；
然后，计算地层上的所有过薄区域的投影面积和S c ：
S c =S c1 +S c2 +…+S cn
其中，S cn 为第n个过薄区域的投影面积；
再然后，根据地层上的所有过薄区域的投影面积和S c 以及该地层的投影面积S t 计算地层厚度变化特征复杂度C t (e)：
7.如权利要求1所述的一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，其特征在于，
所述地层尖灭角度特征复杂度C a (e)的计算方法包括：
首先，计算地层几何中心，并建立一组密集的放射状平面对地层进行剖切，放射状平面的中心为地层几何中心，且各平面均平行于地层的高程方向；
然后，根据剖切获得的地层轮廓切线，计算所有轮廓切线上尖灭角的角度，获得尖灭角度小于预设的角度阈值θ的边缘范围的长度和L r ：
L r =L r1 +L r2 +…+L rn
其中，L rn 为小于预设的角度阈值θ的第n个尖灭角对应的边缘范围长度；
再然后，根据尖灭角度小于预设的角度阈值θ的边缘范围的长度和L r 以及整个地层的边缘范围长度L b 计算地层尖灭角度特征复杂度C a (e)：
8.如权利要求1-7任一项所述的一种三维地质模型的结构复杂度定量评估方法，其特征在于，该方法还包括对三维地质模型的结构复杂度进行可视化表达的如下步骤：
C1、将整个三维地质模型区域采用三维Voronoi图剖分技术进行剖分，将模型划分为若干个Voronoi单元；
C2、计算每个Voronoi单元中所包裹到的几何元素的数目；
C3、通过色阶方式对三维地质模型的结构复杂度进行可视化表达，对于包含几何元素数目越多的Voronoi单元，其显示颜色越深。
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