CN116543116A - 野外露头三维虚拟可视化建模方法、系统、设备及终端 - Google Patents

Abstract

本发明属于虚拟仿真技术领域，公开了一种野外露头三维虚拟可视化建模方法、系统、设备及终端，将野外场景分为野外岩石剖面对象及环境场景对象，并分别对野外场景和主要场景进行精细化处理；提取野外岩石剖面对象的矢量网格，建立模型数据集，并将主要场景对象和次级场景对象在虚幻引擎中进行一体化融合。本发明提供的扫描建模虚拟仿真中的三维可视化虚拟场景建模方法，通过设计多元融合建模法，在保证建模质量的同时极大地提高了场景建模的速度，通过扫描点云图像实现对真实场景的三维映射，建立的场景模型具有较好的沉浸和交互性能，并且克服了传统扫描建模视景仿真方法沉浸性、交互式效果不理想，且场景构建较为复杂，建模效率低下的缺陷。

Description

野外露头三维虚拟可视化建模方法、系统、设备及终端

技术领域

本发明属于虚拟仿真技术领域，尤其涉及一种野外露头三维虚拟可视化建模方法、系统、设备及终端。

背景技术

目前，视景仿真技术是一种基于计算机图形学的沉浸式交互技术，支持信息的可视化显示。由于激光点云视景仿真技术能够将点云的三维虚拟模型、仿真过程以及仿真数据结合起来，同时进行可视化输出与显示，备受国内外学者的青睐。目前，主流激光点云扫描仿真软件Creator、X-Plane、Flight Gear在三维虚拟场景建模存在效率低下，仿真过程沉浸性、交互性、真实性差等问题。

早期的扫描视景仿真系统大多是基于二维地图数据或数字模型，使研究人员难以检测到数据中隐藏的相关特性，无法直观的了解野外环境的真实情况。进入21世纪以来，3D技术的发展催生了一批游戏引擎的出现，同时3D游戏引擎为游戏或视景开发提供了一整套解决方案，有力地推动了数字孪生三维可视化场景建模技术的发展。目前业内知名的3D游戏引擎主要包括ORGE、Unity 3D、Unreal Engine 4等。上官右柏基于OGRE开发了一个港口可视化仿真演示系统，该系统主要模拟港口设备运行工况以及不同气候对港口系统的影响程度，在可视化的沉浸性方面取得了较好的进步。李勍基于Unity 3D游戏引擎构建了飞行视景仿真平台，用于再现航空母舰和飞行器的运行场景，该平台显示效果逼真，沉浸性效果较好，但场景建模复杂，效率较低。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)早期的扫描视景仿真系统大多是基于二维地图数据或数字模型，难以检测到数据中隐藏的相关特性，无法直观的了解野外环境的真实情况。

(2)现有基于3D技术的场景建模复杂，效率较低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种野外露头三维虚拟可视化建模方法、系统、设备及终端，尤其涉及一种基于虚幻引擎的野外露头三维虚拟可视化建模方法、系统、介质、设备及终端，旨在解决传统扫描建模视景仿真方法沉浸性、交互式效果不理想，且场景构建较为复杂、建模效率低下的缺陷。

本发明是这样实现的，一种野外露头三维虚拟可视化建模方法，所述野外露头三维虚拟可视化建模方法包括：将野外场景分为野外岩石剖面对象及环境场景对象，并分别对野外场景和主要场景进行精细化处理；提取野外岩石剖面对象的矢量网格，建立模型数据集，并将主次场景进行一体化融合处理。

进一步，所述野外露头三维虚拟可视化建模方法包括以下步骤：

步骤一，根据特征属性相似性归一原则将野外场景分为野外岩石剖面对象及环境场景对象；

使用图像识别针对野外采集高精度摄影照片进行图像识别处理，首先使用ancanda软件进行照片细分，导入训练集进行图像识别预处理，采取RGB识别方法，利用环境场景对象与野外岩石剖面对象表层自然颜色不同这一点，进行迁移学习，并进行样本训练，将野外采集照片添加至数据集中，针对目标图片野外岩石对象进行框选，框选外为环境场景对象；图像识别后成果照片进行人工校正，准确将照片中岩石剖面对象及环境场景对象进行区分。

步骤二，利用激光扫描仪及高精度摄影仪器对野外场景进行精细化扫描处理，利用三维模型制作软件对主要场景进行精细化建模处理，从扫描及点云数据中提取野外岩石剖面对象的矢量网格；

步骤三，使用激光扫描仪器对野外场景进行扫描，处理得到激光点云数据，将激光点云数据导入Riscan软件中获取激光强度点云模型，针对岩石剖面对象与环境场景对象激光强度不同这一点，结合步骤1中数据集内照片在Riscan软件中对激光强度模型进行裁剪，保留野外岩石剖面对象的点云模型。将步骤1中所框选岩石剖面对象以贴图形式与点云模型一并导入至reality capture中进行三维obj格式模型生成并导出至C4D中；将原始点云模型导入至C4D中生成obj格式白模，在C4D中将两个模型进行贴齐处理，保证野外岩石剖面对象贴图全覆盖处理。

步骤四，利用三维可视化化软件对次级场景对象进行模型数据集建立，提取泛用模型进行环境场景对象标定，并将主要场景对象和次级场景对象在虚幻引擎中进行一体化融合。

进一步，所述步骤二中的利用三维建模软件对野外岩石剖面对象进行精细化建模包括：将野外岩石剖面对象的激光点云扫描的ply数据导入Riscan中，生成点云模型；经过降采样、计算法线、曲面重建处理后，再利用矩形工具勾勒边缘；依据野外岩石剖面对象的结构及位置，在模型的不同区域中添加不同材质、纹理元素。

进一步，在主要场景对象的精细化建模过程中，去除相连场景对象拼接区域中的不可见的内表面，对于水平和垂直结构，最小化布尔运算次数。

进一步，所述步骤三中的利用三维可视化建模软件对环境对象进行建模包括：利用虚幻引擎素材库中进行矢量模型采集，使用anaconda对点云模型数据及进行训练，提取环境场景对象的矢量数据。

在环境场景对象建模过程中，将环境拆分为多个结构单元，根据环境物体的结构、高度和颜色等进行大范围场景构建，利用贴图函数对环境场景的结构部件进行纹理贴图。

进一步，所述步骤三中的将野外岩石剖面对象模型和环境对象模型在虚幻引擎中进行一体化多元融合包括：

(1)在虚幻引擎UE5中导入DEM数字高程数据进行地形数据设计，以GDEMV2高程数据集作为原始数据元，对原始数据进行插值及降噪处理；

(2)将地形数据导入GlobalMapper软件进行地形编辑三维扩展，获得hfz格式的地形高程文件；根据高程图的三维坐标系数据，在Worldcreat中设置分辨率及数据范围，获得兼容UE5的RAW格式的高程图文件；

(3)在UE5中导入RAW16格式的高度图，选择与实地勘探图像对应的材质，创建三维地形；将所建的野外岩石剖面对象和环境剖面对象按同等比例导入至UE5中，置于所建三维地形之上。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述的野外露头三维虚拟可视化建模方法的野外露头三维虚拟可视化建模系统，所述野外露头三维虚拟可视化建模系统包括：

野外场景分类模块，用于根据特征属性相似性归一原则将野外场景分为野外岩石剖面对象及环境场景对象；

矢量网格提取模块，用于利用激光扫描仪及高精度摄影仪器对野外场景进行精细化扫描处理，利用三维模型制作软件对主要场景进行精细化建模处理，从扫描及点云数据中提取野外岩石剖面对象的矢量网格；

对象融合模块，用于利用三维可视化化软件对次级场景对象进行模型数据集建立，提取泛用模型进行环境场景对象标定，并将主要场景对象和次级场景对象在虚幻引擎中进行一体化融合。

本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述的野外露头三维虚拟可视化建模方法的步骤。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述的野外露头三维虚拟可视化建模方法的步骤。

本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的野外露头三维虚拟可视化建模系统。

结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

第一，针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

本发明提供了一种扫描建模虚拟仿真中的三维可视化虚拟场景建模方法，通过设计多元融合建模法，在保证建模质量的同时极大地提高了场景建模的速度，通过扫描点云图像实现对真实场景的三维映射，建立的场景模型具有较好的沉浸和交互性能。

第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

本发明克服了传统扫描建模视景仿真方法沉浸性、交互式效果不理想，且场景构建较为复杂，建模效率低下的缺陷。本发明在传统地质研究基础上进行了进一步推进，可以使野外露头在数据端进行可视化显示；本发明引进了虚幻引擎这一技术，在增强野外露头显示的真实感与沉浸性这一方面起到重要作用；本发明引入虚幻引擎这一技术，增加了野外露头数字化显示的可交互性，可以在这一基础上带入地质思想，从而进一步进行勘探开发研究。

第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：

(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：

本发明技术方案转化后，可以显著的降低野外实地考察次数，在地质研究方面降低极大成本，未来服务面向于石油石化企业，以期进行地质勘探时提供可视化三维数字模拟。

(2)本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：

在当代数据采集、信息传输及综合地质研究等相关创新技术快速发展，但前述技术方法依然具有较大局限性。受露头自然地理条件和植被覆盖影响，尤其涉及多个形态不规则露头的关联性研究上，通常存在片面性与多解性，上述部分方法的空间尺度与观测视野受到限制。例如，在很多表面草树林立露头区，探地雷达仪器不能贴地测量，数据获取难度较大，且受分辨率影响多解性普遍存在。尽管三维激光扫描技术在数据采集精度上占有显著优势，然而计算机的数据抽稀处理比较复杂且算法构建难度很大。此外，因其是360°仰角扫描，如遇中间突兀及高陡剖面，则难以扫描到被遮盖的部位，故数据采集视角存在盲区。当然，其实质还是二维数据，非三维坐标系。对比碎屑岩露头剖面来说，碳酸盐岩剖面具有高山大岭、层峦叠嶂和曲折弯转等特点，表征难度更大，特别是对于礁滩相储层来说，少见把上述技术应用到露头三维建模研究中的报道，剖面定量化表征及露头储层空间预测存在较大不足。

基于上述技术手段的局限性，特别针对地质工作者踏勘或视角不可到达的碳酸盐岩高陡部位岩相和沉积微相类型的无法观察描述和追踪对比的难题，本发明将经上述手段获取的数字露头模型导入至虚幻引擎中，在原有野外露头显示的基础上，增强了野外露头数字化的真实度，并且增加了原来没有的交互性功能，在野外露头显示的基础上，可以进行地质分析，带入研究者的地质思想进行层位划分，岩性分析，趋势模拟等一系列工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅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是本发明实施例提供的野外露头三维虚拟可视化建模方法流程图；

图2是本发明实施例提供的野外露头三维虚拟可视化建模方法原理图；

图3是本发明实施例提供的XX野外露头激光点云模型模式图；

图4是本发明实施例提供的xx剖面一段精细化建模示意图；

图5是本发明实施例提供的XX剖面导入C4D生成obj格式模型图；

图6是本发明实施例提供的xx剖面场景还原示意图；

图7是本发明实施例提供的xx剖面场景交互性模拟示意图。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种野外露头三维虚拟可视化建模方法、系统、设备及终端，下面结合附图对本发明作详细的描述。

一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。

如图1所示，本发明实施例提供的野外露头三维虚拟可视化建模方法包括以下步骤：

S101，根据特征属性相似性归一原则将野外场景分为野外岩石剖面对象及环境场景对象；

S102，利用激光扫描仪及高精度摄影仪器对野外场景进行精细化扫描处理，利用三维模型制作软件对主要场景进行精细化建模处理，从扫描及点云数据中提取野外岩石剖面对象的矢量网格；

S103，利用三维可视化化软件对次级场景对象进行模型数据集建立，提取泛用模型进行环境场景对象标定，并将主要场景对象和次级场景对象在虚幻引擎中进行一体化融合。

本发明实施例提供的野外露头三维虚拟可视化建模方法原理图如图2所示。

本发明实施例提供的利用三维建模软件对野外岩石剖面对象进行精细化建模包括：将野外岩石剖面对象的激光点云扫描的ply数据导入Riscan中，生成点云模型，经过降采样、计算法线、曲面重建处理后，再利用矩形工具勾勒边缘；依据野外岩石剖面对象的结构及位置，在模型的不同区域中添加不同材质、纹理元素。

本发明实施例在主要场景对象的精细化建模过程中，去除相连场景对象拼接区域中的不可见的内表面，对于水平和垂直结构，最小化布尔运算次数。

本发明实施例提供的利用三维可视化建模软件对环境对象进行建模包括：利用虚幻引擎素材库中进行矢量模型采集，使用anaconda对点云模型数据及进行训练，提取环境场景对象的矢量数据。

本发明实施例在环境场景对象建模过程中，将环境拆分为多个结构单元，根据环境物体的结构、高度和颜色等进行大范围场景构建，利用贴图函数对环境场景的结构部件进行纹理贴图。

本发明实施例提供的将野外岩石剖面对象模型和环境对象模型在虚幻引擎中进行一体化多元融合包括：在虚幻引擎UE5中导入DEM数字高程数据进行地形数据设计，以GDEMV2高程数据集作为原始数据元，对原始数据进行插值及降噪处理，然后，将地形数据导入GlobalMapper软件进行地形编辑三维扩展，以获得hfz格式的地形高程文件；根据高程图的三维坐标系数据，在Worldcreat中设置分辨率及数据范围，以获得兼容UE5的RAW格式的高程图文件；在UE5中导入RAW16格式的高度图，选择与实地勘探图像对应的材质，以创建三维地形，将所建的野外岩石剖面对象和环境剖面对象按同等比例导入至UE5中，置于所建三维地形之上。

本发明实施例提供的野外露头三维虚拟可视化建模系统包括：

野外场景分类模块，用于根据特征属性相似性归一原则将野外场景分为野外岩石剖面对象及环境场景对象；

矢量网格提取模块，用于利用激光扫描仪及高精度摄影仪器对野外场景进行精细化扫描处理，利用三维模型制作软件对主要场景进行精细化建模处理，从扫描及点云数据中提取野外岩石剖面对象的矢量网格；

对象融合模块，用于利用三维可视化化软件对次级场景对象进行模型数据集建立，提取泛用模型进行环境场景对象标定，并将主要场景对象和次级场景对象在虚幻引擎中进行一体化融合。

二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。

实施例1——以XX野外剖面为例

首先，进行野外露头地质考察，使用无人机进行空三获取；使用激光扫描仪进行激光点云获取；使用高精度摄影仪器进行多尺度综合获取野外露头剖面数据。将激光点云数据导入至RISCAN软件中；无人机空三数据导入至contexture软件中，生成obj格式模型。将模型其导入至reality capture中进行高精度模型刻画。使用RISCAN软件与contexture软件的植被去除模块进行整体的次级环境对象的去除，将去除模型与原始高精度模型相对比分析，其不同部位则为次级环境对象。将去除模型导入至C4D中，进行人工识别植被覆盖部分，获取岩石剖面对象。通过野外照片进行植被分类，并使用blender建模，建立次级环境对象模型库，并对其进行分类。通过遥感卫星图像获取地形高程值，将DEM高程数据导入至Glable Mapper中进行地形编辑。

将DEM高程数据导入至UE5引擎中，进行基础地形编辑；之后，将岩石剖面对象导入至UE5引擎中进行主要场景搭建，根据摄影图像分析，导入次级环境场景并进行搭建。岩石剖面场景与野外露头场景将以关卡形式进行载入，用于横向对比分析。

三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。

实施例1

建立可映射物理世界的虚拟世界是进行扫描场景建模的基石。为此，本发明实施例构建了真实野外露头场景的虚拟模型。野外场景的构建元素最为关键的是岩石剖面，使用3ds Max构建仿真对象，虽然可获得较为真实的效果，但建模速度过慢。为此，本发明实施例提出一种基于虚幻引擎的野外露头三维虚拟可视化建模方法，根据野外地质研究主次原则划分为野外岩石剖面对象(如：碳酸盐剖面)和环境场景对象(如：植被，建筑物，道路)。用reality capture对岩石剖面对象进行精细化建模，从激光点云扫描中提取建筑物的矢量网格，再利用C4D软件对环境场景对象进行精细化针对性建模，并将reality capture和C4D的模型在UE5中进行一体化多元融合，建模流程如图3所示。

1.精细化扫描建模

首先，对场景中的重要建筑物进行精细化建模，以西乡县地质剖面为例，将高精度摄影数据及Riscan点云数据导入reality capture里，生成点云模型，经过降采样、计算法线、曲面重建处理后，再利用矩形工具勾勒扫描模型边缘。其次，依据岩石剖面的岩性及其结构，在模型的不同区域中添加不同材质、纹理元素，增加岩石剖面主体质感和逼真度，如图4所示。

为降低模型的冗余和复杂性，提高模型的运行速度，本发明实施例提出了一种曲面数量优化方法。在建模过程中，通过对模型面数及结构进行合并，在保留原材质的基础上对结构进行简化。对于贴图及材质，最小化通道运算次数，保留AO(遮罩)及纹理效果同时减小模型贴图复杂性。为最大限度地减少模型数量，优化模型修改器中精细阈值，在保障建筑物真实性的基础上，提高模型的运行速度。

2.环境模型建立

环境模型建立主要解决树木和道路及建筑物建模，为提高建模速度，在野外露头场景中环境作用属于次级研究对象，因此与岩石剖面模型分开进行建模，有助于后续研究。针对于野外环境中的植被覆盖，本发明实施例按照实地勘测及摄影测量中数据在Blender中进行模型建立，建立标志性模型后批量建立环境模型体，将其导入至UE5中进行场景搭建，如图5所示。

3.模型多元融合

为了提高仿真的沉浸性和交互性，在UE5中导入DEM(Digital Elevation Map)数字高程数据进行凹凸不平的地形设计。本发明实施例以GDEMV2高程数据集作为原始数据源，但海量DEM数据会影响后续虚拟场景的运行速度，同时描述地形平坦和复杂地区的数据量大小不一，需要对原始DEM数据进行处理。为此，本发明实施例对原始数据进行插值和降噪处理，提高数据利用率。然后，将地形数据导入Global Mapper进行三维扩展，以获得hfz格式的地形文件。之后，根据高程图的宽和高，在World Machine中设置分辨率与数据范围，以获得兼容UE4的RAW16格式的高度图文件。为在UE4中进行场景的多元融合，导入RAW16格式的高度图，选择与遥感图像对应的材质，以创建凹凸不一的真实三维地形，将3ds Max和CityEngine所建构的建筑物按照同等比例导入至UE4中，置于所建三维地形之上，为解决模型间的动态交互，不同的对象之间添加碰撞设置，实现场景从二维静态到三维动态的转化，如图6所示。

为了提高仿真的沉浸性和交互性，在UE5中导入DEM(Digital Elevation Map)数字高程数据进行凹凸不平的地形设计。本发明实施例以国家地理云平台高程数据集作为原始数据源，但海量DEM数据会影响后续虚拟场景的运行速度，同时由于数据体不同导致兼容出现问题。为此，本发明实施例对原始数据进行插值和降噪处理，提高数据利用率。然后，将地形数据导入GlobalMapper进行三维扩展，以获得hfz格式的地形文件。之后，根据高程图的宽和高，在World Creator中设置分辨率与数据范围，以获得兼容UE5的RAW16格式的高度图文件。为在UE6中进行场景的多元融合，导入RAW16格式的高度图，在Photoshop中针对摄影获得图像对应的材质进行处理，建立法线及AO文件，以创建凹凸不一的真实三维地形，将reality capture和C4D所建构的场景对象按照同等比例导入至UE5中，置于所建三维地形之上，为解决模型间的动态交互，不同的对象之间添加碰撞设置，实现场景从二维静态到三维动态的转化，如图7所示。

实施例2

虚拟场景沉浸和交互性能测试：

为进行虚拟场景的沉浸性和交互式测试，令玩家模型运行在所构建XX野外剖面场景中进行可控制移动，如图7所示，由于三维虚拟场景构建是真实场景孪生映射，山脉，地势与真实环境保持一致，场景中树木，植被等元素也会随风而动，整个场景具有较好的沉浸性。当用户移动至建筑及场景模型位置时会由于遮挡无法进行移动并作出相应反应。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种野外露头三维虚拟可视化建模方法，其特征在于，所述野外露头三维虚拟可视化建模方法包括：将野外场景分为野外岩石剖面对象及环境场景对象，并分别对野外场景和主要场景进行精细化处理；提取野外岩石剖面对象的矢量网格，建立模型数据集，并将主次场景进行一体化融合处理。

2.如权利要求1所述的野外露头三维虚拟可视化建模方法，其特征在于，所述野外露头三维虚拟可视化建模方法包括以下步骤：

步骤一，根据特征属性相似性归一原则将野外场景分为野外岩石剖面对象及环境场景对象；

步骤二，利用激光扫描仪及高精度摄影仪器对野外场景进行精细化扫描处理，利用三维模型制作软件对主要场景进行精细化建模处理，从扫描及点云数据中提取野外岩石剖面对象的矢量网格；

步骤三，利用三维可视化化软件对次级场景对象进行模型数据集建立，提取泛用模型进行环境场景对象标定，并将主要场景对象和次级场景对象在虚幻引擎中进行一体化融合。

3.如权利要求2所述的野外露头三维虚拟可视化建模方法，其特征在于，步骤一中使用图像识别针对野外采集高精度摄影照片进行图像识别处理，首先使用ancanda软件进行照片细分，导入训练集进行图像识别预处理，采取RGB识别方法，利用环境场景对象与野外岩石剖面对象表层自然颜色不同这一点，进行迁移学习，并进行样本训练，将野外采集照片添加至数据集中，针对目标图片野外岩石对象进行框选，框选外为环境场景对象；图像识别后成果照片进行人工校正，准确将照片中岩石剖面对象及环境场景对象进行区分。

4.如权利要求2所述的野外露头三维虚拟可视化建模方法，其特征在于，所述步骤二中的利用三维模型制作软件对主要场景进行精细化建模处理包括：将野外岩石剖面对象的激光点云扫描的ply数据导入Riscan中，生成点云模型；经过降采样、计算法线、曲面重建处理后，再利用矩形工具勾勒边缘；依据野外岩石剖面对象的结构及位置，在模型的不同区域中添加不同材质、纹理元素；在主要场景对象的精细化建模过程中，去除相连场景对象拼接区域中的不可见的内表面，对于水平和垂直结构，最小化布尔运算次数。

5.如权利要求4所述的野外露头三维虚拟可视化建模方法，其特征在于，步骤二中使用激光扫描仪器对野外场景进行扫描，处理得到激光点云数据，将激光点云数据导入Riscan软件中获取激光强度点云模型，针对岩石剖面对象与环境场景对象激光强度不同这一点，结合步骤1中数据集内照片在Riscan软件中对激光强度模型进行裁剪，保留野外岩石剖面对象的点云模型。将步骤1中所框选岩石剖面对象以贴图形式与点云模型一并导入至reality capture中进行三维obj格式模型生成并导出至C4D中；将原始点云模型导入至C4D中生成obj格式白模，在C4D中将两个模型进行贴齐处理，保证野外岩石剖面对象贴图全覆盖处理。

6.如权利要求2所述的野外露头三维虚拟可视化建模方法，其特征在于，所述步骤三中，利用三维可视化建模软件对环境对象进行建模包括：利用虚幻引擎素材库中进行矢量模型采集，使用anaconda对点云模型数据及进行训练，提取环境场景对象的矢量数据；

在环境场景对象建模过程中，将环境拆分为多个结构单元，根据环境物体的结构、高度和颜色进行大范围场景构建，利用贴图函数对环境场景的结构部件进行纹理贴图。

7.如权利要求2所述的野外露头三维虚拟可视化建模方法，其特征在于，所述步骤三中的将野外岩石剖面对象模型和环境对象模型在虚幻引擎中进行一体化多元融合包括：

(1)在虚幻引擎UE5中导入DEM数字高程数据进行地形数据设计，以GDEMV2高程数据集作为原始数据元，对原始数据进行插值及降噪处理；

(2)将地形数据导入GlobalMapper软件进行地形编辑三维扩展，获得hfz格式的地形高程文件；根据高程图的三维坐标系数据，在Worldcreat中设置分辨率及数据范围，获得兼容UE5的RAW格式的高程图文件；

(3)在UE5中导入RAW16格式的高度图，选择与实地勘探图像对应的材质，创建三维地形；将所建的野外岩石剖面对象和环境剖面对象按同等比例导入至UE5中，置于所建三维地形之上。

8.一种应用如权利要求1～7任意一项所述的野外露头三维虚拟可视化建模方法的野外露头三维虚拟可视化建模系统，其特征在于，所述野外露头三维虚拟可视化建模系统包括：

野外场景分类模块，用于根据特征属性相似性归一原则将野外场景分为野外岩石剖面对象及环境场景对象；

矢量网格提取模块，用于利用激光扫描仪及高精度摄影仪器对野外场景进行精细化扫描处理，利用三维模型制作软件对主要场景进行精细化建模处理，从扫描及点云数据中提取野外岩石剖面对象的矢量网格；

对象融合模块，用于利用三维可视化化软件对次级场景对象进行模型数据集建立，提取泛用模型进行环境场景对象标定，并将主要场景对象和次级场景对象在虚幻引擎中进行一体化融合。

9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1～6任意一项所述的野外露头三维虚拟可视化建模方法的步骤。

10.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求7所述的野外露头三维虚拟可视化建模系统。