CN116630565B - 基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法及装置，包括：获取研究区域对应的地质点数据集；其中，地质点数据集包括研究区域内至少一个钻孔对应的多个钻孔点数据；基于钻孔点数据生成钻孔对应的多条钻孔岩心直线段，并生成每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数；根据每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，生成每条钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体；为多边形棱柱实体赋予透明度值和/或颜色值，以得到钻孔对应的地质钻孔三维模型。本发明能够自动快速的构建地质钻孔实体三维模型，实现了对钻孔数据集的三维空间分布进行可视化展示，促进了地质大数据的发展。
Description
技术领域
本发明涉及地质信息化和地质勘查技术领域，尤其是涉及一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法及装置。
背景技术
地质大数据的推进的过程中，传统的点、线、面地质勘察数据需要向三维数据进行转换。勘查数据以钻孔数据作为核心数据，同时也是生成地质曲面和地质剖面数据的源数据。因此将钻孔数据制作成三维钻孔模型与地质三维模型进行叠加显示对地质大数据的推进和应用具有重要的意义。目前传统的地质钻孔数据以直线和钻孔剖面进行表示，因此无法以几何形状和纹理直观的表达钻孔的三维地质属性信息，并且无法对钻孔数据集的三维空间分布进行可视化展示。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法及装置，能够自动快速的构建地质钻孔实体三维模型，实现了对钻孔数据集的三维空间分布进行可视化展示，促进了地质大数据的发展。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法，包括：
获取研究区域对应的地质点数据集；其中，所述地质点数据集包括所述研究区域内至少一个钻孔对应的多个钻孔点数据；
基于所述钻孔点数据生成所述钻孔对应的多条钻孔岩心直线段，并生成每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数；
根据每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，生成每条所述钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体；
为所述多边形棱柱实体赋予透明度值和/或颜色值，以得到所述钻孔对应的地质钻孔三维模型。
在一种实施方式中，生成每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，包括：
以所述钻孔的每条所述钻孔岩心直线段的地质点作为圆心，以所述钻孔的岩心半径为缓冲半径绘制圆形平面，以每条所述钻孔岩心直线段的长度作为约束，确定每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数。
在一种实施方式中，根据每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，生成每条所述钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体，包括：
对于每条所述钻孔岩心直线段，确定该钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数表征的圆柱模型，对所述圆柱模型的上层平面或下层平面进行迭代分割，以得到所述圆柱模型对应的多边形闭合环；其中，所述多边形闭合环由多个网格平面组成，所述网格平面用于对所述圆柱模型进行纵向分割，以将所述圆柱模型分割为每个所述网格平面对应的柱体；
利用等密度投射线算法和预设的相等距离值，对每个所述网格平面对应的柱体进行横向分割，以将所述圆柱模型分割为等密度的立体网格单元；
根据所述立体网格单元之间的拓扑位置，对所述立体网格单元进行合并，以得到该钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体。
在一种实施方式中，对所述圆柱模型的上层平面或下层平面进行迭代分割，以得到所述圆柱模型对应的多边形闭合环，包括：
对所述圆柱模型的上层平面进行迭代分割，以将所述上层平面分割为多个网格平面；其中每个所述网格平面的边界长度均小于预设长度阈值；
确定所述迭代分割过程中产生的直线与所述上层平面的边界间的交点；
按照顺时针顺序或逆时针顺序，依次连接每个所述交点，以得到所述圆柱模型对应的多边形闭合环。
在一种实施方式中，对所述圆柱模型的上层平面进行迭代分割，以将所述上层平面分割为多个网格平面，包括：
以所述圆柱模型的上层平面的中心点作两条互相垂直的直线，将所述上层平面划分为多个一级网格平面；
对于每个所述一级网格平面，分别经该一级网格平面的两条边界的中心点作垂直于所述边界的直线，以将该一级网格平面划分为多个下一级网格平面，直至划分得到的每个所述网格平面的边界长度均小于预设长度阈值，停止对所述上层平面的迭代分割。
在一种实施方式中，利用等密度投射线算法和预设的相等距离值，对每个所述网格平面对应的柱体进行横向分割，以将所述圆柱模型分割为等密度的立体网格单元，包括：
以所述多边形闭合环中每个所述网格平面的中心点，作与所述圆柱模型的轴线平行的射线，并沿着所述射线以预设的相等距离值对每个所述网格平面对应的柱体进行横向分割，以将所述圆柱模型分割为等密度的立体网格单元。
在一种实施方式中，为所述多边形棱柱实体赋予透明度值和/或颜色值，以得到所述钻孔对应的地质钻孔三维模型，包括：
根据岩心地质类别与透明度值、颜色值之间的映射关系，确定每条所述钻孔岩心直线段所属地质类别对应的目标透明度值和目标颜色值；
将所述目标透明度值和所述目标颜色值分别赋予每条所述钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体，以得到所述钻孔岩心直线段所在钻孔对应的地质钻孔三维模型。
第二方面，本发明实施例还提供一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成装置，包括：
数据获取模块，用于获取研究区域对应的地质点数据集；其中，所述地质点数据集包括所述研究区域内至少一个钻孔对应的多个钻孔点数据；
隐函数生成模块，用于基于所述钻孔点数据生成所述钻孔对应的多条钻孔岩心直线段，并生成每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数；
实体生成模块，用于根据每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，生成每条所述钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体；
模型表达模块，用于为所述多边形棱柱实体赋予透明度值和/或颜色值，以得到所述钻孔对应的地质钻孔三维模型。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现第一方面提供的任一项所述的方法。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现第一方面提供的任一项所述的方法。
本发明实施例提供的一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法及装置，首先获取研究区域对应的地质点数据集，地质点数据集包括研究区域内至少一个钻孔对应的多个钻孔点数据；然后基于钻孔点数据生成钻孔对应的多条钻孔岩心直线段，并生成每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数；再根据每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，生成每条钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体；最后为多边形棱柱实体赋予透明度值和/或颜色值，以得到钻孔对应的地质钻孔三维模型。上述方法能够使用钻孔点数据快速地生成多条钻孔岩心直线段，并对多条钻孔岩心直线段进行缓冲以得到相应的圆柱体隐函数，并以一种新的等密度网络空间分割算法，对圆柱体隐函数进行分割，以得到多边形棱柱实体，进而生成地质钻孔三维模型，本发明实施例能够自动快速的构建地质钻孔实体三维模型，实现了对钻孔数据集的三维空间分布进行可视化展示，促进了地质大数据的发展。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本发明实施例提供的一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种成果数据样式的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种多边形闭合环的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种多边形棱柱实体的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种地质钻孔三维模型的示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明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做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。
目前传统的地质钻孔数据以直线和钻孔剖面进行表示，因此无法以几何形状和纹理直观的表达钻孔的三维地质属性信息，并且无法对钻孔数据集的三维空间分布进行可视化展示。基于此，本发明实施提供了一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法及装置，能够自动快速的构建地质钻孔实体三维模型，实现了对钻孔数据集的三维空间分布进行可视化展示，促进了地质大数据的发展。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法进行详细介绍，参见图1所示的一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法的流程示意图，该方法主要包括以下步骤S102至步骤S108：
步骤S102，获取研究区域对应的地质点数据集。
其中，地质点数据集包括研究区域内至少一个钻孔对应的多个钻孔点数据（也即，地质点数据），钻孔点数据可以包括钻孔编号、钻孔在地表的空间坐标、钻孔的地表高程、岩心属性（也即，地质类型）、地质点深度、钻孔岩心长度等。
步骤S104，基于钻孔点数据生成钻孔对应的多条钻孔岩心直线段，并生成每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数。
其中，钻孔岩心直线段的数量与钻孔内包含的钻孔岩心的数量一致，也即一段钻孔岩心对应一条钻孔岩心直线段，一段钻孔岩心还对应一个圆柱体隐函数，圆柱体隐函数用于表征一个圆柱模型。
在一例中，对于同一钻孔内的钻孔点数据，可以根据地质点深度从小到大的顺序对钻孔内的钻孔点数据进行排序存储，然后从索引编号为0的钻孔点数据开始以索引（0,1）、（1,2）（2,3）…（n-1,n+1）作为直线的拓扑顶点，分别计算绘制n-1条钻孔岩心直线段。
在一例中，可以以每个钻孔复合线段的每条钻孔岩心直线段的地质点作为圆心，以钻孔岩心半径为缓冲半径绘制一个圆形平面，以该条钻孔岩心直线段的长度作为约束条件，计算每条钻孔岩心直线段对应的圆柱模型隐函数。
步骤S106，根据每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，生成每条钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体。
其中，多变形棱柱实体由等密度的立体网格单元组成。
在一种实施方式中，对于每条钻孔岩心直线段，可以按照下述过程对该条钻孔岩心直线段进行处理，以得到该条钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体：
使用圆柱模型的上层平面或下层平面，过平面的中心点坐标绘制两条直线将平面分割成4份；设置网络的边长作为约束，将初始分割的4份平面迭代分割，直至网格边长小于等于设置的边长停止分割，生成圆柱平面网格数据（也即，多边形闭合环）；使用等密度投射线的方法，从每个网格的中心点出发，设置一段距离作为圆柱平面网格数据生成立体网格单元的高，进而生成立体网格单元；构建立体网格单元和单元顶点索引，确定立体网格单元和单元顶点的拓扑位置，将立体网格单元合并成一个多边形棱柱实体。
步骤S108，为多边形棱柱实体赋予透明度值和/或颜色值，以得到钻孔对应的地质钻孔三维模型。
在一种实施方式中，可以设置等密度网格单元的透明度和颜色将地质钻孔模型实体化表达。
本发明实施例提供的基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法，能够使用钻孔点数据快速地生成多条钻孔岩心直线段，并对多条钻孔岩心直线段进行缓冲以得到相应的圆柱体隐函数，并以一种新的等密度网络空间分割算法，对圆柱体隐函数进行分割，以得到多边形棱柱实体，进而生成地质钻孔三维模型，本发明实施例能够自动快速的构建地质钻孔实体三维模型，实现了对钻孔数据集的三维空间分布进行可视化展示，促进了地质大数据的发展。
为便于对上述实施例进行理解，本发明实施例提供了一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法的具体实施方式。
对于上述步骤S102，本发明实施例提供了一种获取研究区域对应的地质点数据集的实施方式，以郑州市高新区部分地质钻孔勘察数据为数据源，将钻孔数据按照钻孔编号，岩心由浅至深的排列。根据钻孔编号逐个钻孔统计岩心的属性特征和深度信息，将钻孔岩心在地表的表面中心点当作地表点，从上向下将每一段岩心底面的中心点视为该段岩心的地质钻孔点，并结合钻孔岩心的属性信息生成地质点数据集，其中地质钻孔点的信息包括钻孔编号、岩心属性、深度h、钻孔在地表的空间坐标等，将信息记录成条存储，如地质点/>，其中id表示钻孔的编号，表示为钻孔的地表高程，Class表示地质属性类别，/>表示地质点的深度，/>表示为钻孔岩心的长度，/>为0，1，2，3……n表示同一钻孔内的钻孔点的存储顺序。本实例中钻孔岩心共有7中地质属性，因此/>的最大值为7，即/>为0，1，2，3……7。示例性的，参见图2所示的一种成果数据样式的示意图。
对于上述步骤S104，本发明实施例提供了一种基于钻孔点数据生成钻孔对应的多条钻孔岩心直线段的实施方式，遍历地质点数据集，根据钻孔编号ID逐个钻孔存储步骤S102中提取的地质点，并根据深度/>按照从小到大的规则对钻孔内的地质点数据进行排序存储/>(/>)，其中/>表示该地质点的深度与地表钻孔点高程/>的差值。
从深度值h为0，索引编号为0的地表钻孔点开始，以索引（0,1）、（1,2）（2,3）…（n-1,n+1）作为钻孔岩心直线段的拓扑顶点，分别计算绘制n-1条钻孔岩心直线段。示例性的，以索引（0,1）、（1,2）（2,3）（3,4）（4,5）（5,6）（6,7）作为钻孔岩心直线段的拓扑顶点，分别计算绘制7条钻孔岩心直线段。
再对钻孔岩心直线段生成索引，构建的直线索引为（，/>），其中/>表示同一钻孔内地质点索引编号、/>为线段编号（与上述存储顺序/>一致），比如以地质索引点（1,2）作为拓扑顶点计算的钻孔岩心直线段，其索引为（/>，1），其中钻孔岩心直线段的计算公式如下：
；
其中，是编号为ID钻孔点数据的标高；/>、/>是编号为ID的钻孔点数据的第/>个地质点空间平面坐标；/>是第n个点的累积深度；/>是常数，/>的取值范围是第n-1个地质点的累积深度至第n个地质点的累积深度，其中n大于等于1。
根据钻孔ID编号，逐个钻孔遍历地质点数据，根据上述步骤方法，循环迭代的绘制每段钻孔岩心的钻孔岩心直线段，将同一钻孔内的钻孔岩心直线段按照线段索引的编号i组成拓扑关系，拼接生成钻孔多段线。
对于上述步骤S104，本发明实施例提供了一种生成每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数的实施方式，可以以钻孔的每条钻孔岩心直线段的地质点作为圆心，以钻孔的岩心半径r为缓冲半径绘制圆形平面，以每条钻孔岩心直线段的长度s作为约束，确定每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，其中圆柱体隐函数的表达式如下所示：
；
其中，（,/>）是编号为ID的钻孔点数据的第/>个地质点空间平面坐标，/>为岩心半径，/>为钻孔岩心直线段的长度。
示例性的，本发明实施例以岩心半径r为75mm为例，则圆柱体隐函数的表达式如下所示：
。
遍历所有的钻孔岩心直线段，使用上述方法，计算每条钻孔岩心直线段缓冲生成的圆柱隐函数，按照钻孔编号将同一钻孔内的圆柱隐函数存储在一个函数组中。
对于上述步骤S106，本发明实施例提供了一种根据每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，生成每条钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体的实施方式，参见如下步骤1至步骤3：
步骤1，对于每条钻孔岩心直线段，确定该钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数表征的圆柱模型，对圆柱模型的上层平面或下层平面进行迭代分割，以得到圆柱模型对应的多边形闭合环。其中，多边形闭合环由多个网格平面组成，网格平面用于对圆柱模型进行纵向分割，以将圆柱模型分割为每个网格平面对应的柱体。
本发明实施例以上层平面为例，提供了一种确定圆柱模型对应的多边形闭合环的实施方式，具体可参见如下步骤1.1至步骤1.3：
步骤1.1，对圆柱模型的上层平面进行迭代分割，以将上层平面分割为多个网格平面。其中，每个网格平面的边界长度均小于预设长度阈值。
在一种实施方式中：（1）以圆柱模型的上层平面的中心点作两条互相垂直的直线，将上层平面划分为多个一级网格平面；（2）对于每个一级网格平面，分别经该一级网格平面的两条边界的中心点作垂直于边界的直线，以将该一级网格平面划分为多个下一级网格平面，直至划分得到的每个网格平面的边界长度均小于预设长度阈值，停止对上层平面的迭代分割。
具体的，使用一段钻孔岩心直线段缓冲生成的圆柱模型的上层平面，以平面的中心点作为两条互相垂直的直线将圆形平面等分成4份，将4个子平面（也即，上述一级网格平面）标记为A、B、C、D，其中子平面是扇形平面，边长是圆柱模型的半径r；设置一个预设长度阈值，取4个扇形平面边长的一半r/2做直线，再将每个扇形平面分割成4个子平面，并对每个子平面建立平面索引。如果每个平面的边长大于预设长度阈值/>，则以r/4的距离取中点对平面再进行分割。循环迭代直至子平面的边长小于等于预设长度阈值/>，停止对平面的分割，并建立每个平面的索引。
示例性的，在将圆形平面等分成4份之后，假设设置预设长度阈值（也可称之为，网格边长）为5mm，取4个扇形平面边长的一半32.5mm做直线，再将每个扇形平面分割成4个子平面，并对每个子平面建立平面索引。如果每个平面的边长大于，则以16.25mm的距离取中点对平面再进行分割。循环迭代直至子平面的边长小于等于/>，停止对平面的分割，建立每个平面的索引。
步骤1.2，确定迭代分割过程中产生的直线与上层平面的边界间的交点。
步骤1.3，按照顺时针顺序或逆时针顺序，依次连接每个交点，以得到圆柱模型对应的多边形闭合环。
在一种实施方式中，计算圆形平面内网格直线与圆形平面边界的交点(/>,/>)，以圆形平面某条直径的交点作为起始点生成点索引号，并按照顺时针建立相邻点/>的拓扑关系，在将交点/>连接起来，形成一个多边形闭合环，环内平面由网格平面组成，诸如图3所示的一种多边形闭合环的示意图。
步骤2，利用等密度投射线算法和预设的相等距离值，对每个网格平面对应的柱体进行横向分割，以将圆柱模型分割为等密度的立体网格单元。
在一种实施方式中，可以以多边形闭合环中每个网格平面的中心点，作与圆柱模型的轴线平行的射线，并沿着射线以预设的相等距离值对每个网格平面对应的柱体进行横向分割，以将圆柱模型分割为等密度的立体网格单元。
在实际应用中，基于前述网格平面，可以实现对圆柱模型的纵向分割，从而得到每个网格平面对应的柱体，再针对每个柱体，以相等距离值对其进行横向分割，相当于结合相等距离值、平面网格将整个圆柱模型分割成等密度的立体网格单元，然后将地质类别属性和网格体单元的深度信息存入到立体网格体单元中。
步骤3，根据立体网格单元之间的拓扑位置，对立体网格单元进行合并，以得到该钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体。
在一种实施方式中，对圆柱等密度的立体网格单元构建索引，根据索引编号确定立体网格单元之间的拓扑位置关系；再对每个立体网格单元的顶点设置索引编号，确定相邻立体网格单元的相邻点编号，并将编号保存为数组，最后使用数组和立体网格单元的拓扑关系将等密度的立体网格单元合并成一个多边形棱柱实体，诸如图4所示的一种多边形棱柱实体的示意图。
在实际应用中，针对每条钻孔岩心直线段分别执行上述步骤1至步骤3，以得到每条钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体。示例性的，将地质点数据集中包括的96个钻孔、602段岩心生成多边形棱柱实体，进而执行步骤S108，得到每段岩心的地质钻孔三维模型。
对于上述步骤S108，本发明实施例提供了一种为多边形棱柱实体赋予透明度值和/或颜色值，以得到钻孔对应的地质钻孔三维模型的实施方式，参见如下步骤a至步骤b：
步骤a，根据岩心地质类别与透明度值、颜色值之间的映射关系，确定每条钻孔岩心直线段所属地质类别对应的目标透明度值和目标颜色值；步骤b，将目标透明度值和目标颜色值分别赋予每条钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体，以得到钻孔岩心直线段所在钻孔对应的地质钻孔三维模型。
在实际应用中，可以使用步骤S106生成的钻孔模型数据和opengl算法库对多边形棱柱实体的等密度立体网格单元设置不透明函数，并根据地质类别设置颜色，用以表达地质属性特征，诸如图5所示的一种地质钻孔三维模型的示意图。
本发明实施例提供的基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法，与目前的地质钻孔三维模型生成技术相比，本发明实施例的有益效果是：能够直接运用钻孔地质点，生成具有拓扑结构的钻孔三维实体模型，具有模型生成过程具有较高的自动化，且能够支持各种斜钻、水平钻，垂直钻模型的生成。
为便于理解，本发明实施例还提供了基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法的另一种实施方式，参见图6所示的另一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法的流程示意图，包括如下步骤S602至步骤S608：
步骤S602，使用钻孔数据，根据岩心地质属性和深度等信息提取钻孔点数据；
步骤S604，使用相同钻孔编号的钻孔点拟合钻孔多段线；
步骤S606，对每个钻孔的多段线设置缓冲半径，计算每段岩心的圆柱隐函数模型；
步骤S608，使用一种圆柱等密度网状空间分割算法构建圆柱实体模型（也即，前述多边形棱柱实体）；具体的：使用圆柱底层平面，过平面的中心点坐标绘制两条直线将圆形平面分割成4份。设置网络的边长作为约束，将初始分割的4份平面迭代分割，直至网格边长小于等于设置的边长，生成圆柱平面网格数据；使用等密度投射线的方法，从每个网格的中心点出发，设置一段距离作为平面网络生成立体网格的高，生成立体网格单元；构建立体网格单元和单元的顶点索引，确定网格单元和立体网格顶点的拓扑位置，将立体网格单元数据集合并成一个多边形棱柱实体；
步骤S610，根据钻孔岩心的属性类别对岩心的圆柱模型添加不同的颜色和纹理；具体的：设置等密度网格单元的透明度和颜色将地质钻孔模型实体化表达。
本发明实施例一种新的地质钻孔三维实体模型的生成方法，该方法能够充分使用地质钻孔线数据和地质钻孔数据，并且生成的钻孔模型具有较强的拓扑结构，生成过程速度快，自动化程度高，能够适用斜钻、水平钻，垂直钻等钻孔类型。
对于前述实施例提供的基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法，本发明实施例提供了一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成装置，参见图7所示的一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成装置的结构示意图，该装置主要包括以下部分：
数据获取模块702，用于获取研究区域对应的地质点数据集；其中，地质点数据集包括研究区域内至少一个钻孔对应的多个钻孔点数据；
隐函数生成模块704，用于基于钻孔点数据生成钻孔对应的多条钻孔岩心直线段，并生成每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数；
实体生成模块706，用于根据每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，生成每条钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体；
模型表达模块708，用于为多边形棱柱实体赋予透明度值和/或颜色值，以得到钻孔对应的地质钻孔三维模型。
本发明实施例提供的基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成装置，能够使用钻孔点数据快速地生成多条钻孔岩心直线段，并对多条钻孔岩心直线段进行缓冲以得到相应的圆柱体隐函数，并以一种新的等密度网络空间分割算法，对圆柱体隐函数进行分割，以得到多边形棱柱实体，进而生成地质钻孔三维模型，本发明实施例能够自动快速的构建地质钻孔实体三维模型，实现了对钻孔数据集的三维空间分布进行可视化展示，促进了地质大数据的发展。
在一种实施方式中，隐函数生成模块704还用于：
以钻孔的每条钻孔岩心直线段的地质点作为圆心，以钻孔的岩心半径为缓冲半径绘制圆形平面，以每条钻孔岩心直线段的长度作为约束，确定每条钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数。
在一种实施方式中，实体生成模块706还用于：
对于每条钻孔岩心直线段，确定该钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数表征的圆柱模型，对圆柱模型的上层平面或下层平面进行迭代分割，以得到圆柱模型对应的多边形闭合环；其中，多边形闭合环由多个网格平面组成，网格平面用于对圆柱模型进行纵向分割，以将圆柱模型分割为每个网格平面对应的柱体；
利用等密度投射线算法和预设的相等距离值，对每个网格平面对应的柱体进行横向分割，以将圆柱模型分割为等密度的立体网格单元；
根据立体网格单元之间的拓扑位置，对立体网格单元进行合并，以得到该钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体。
在一种实施方式中，实体生成模块706还用于：
对圆柱模型的上层平面进行迭代分割，以将上层平面分割为多个网格平面；其中每个网格平面的边界长度均小于预设长度阈值；
确定迭代分割过程中产生的直线与上层平面的边界间的交点；
按照顺时针顺序或逆时针顺序，依次连接每个交点，以得到圆柱模型对应的多边形闭合环。
在一种实施方式中，实体生成模块706还用于：
以圆柱模型的上层平面的中心点作两条互相垂直的直线，将上层平面划分为多个一级网格平面；
对于每个一级网格平面，分别经该一级网格平面的两条边界的中心点作垂直于边界的直线，以将该一级网格平面划分为多个下一级网格平面，直至划分得到的每个网格平面的边界长度均小于预设长度阈值，停止对上层平面的迭代分割。
在一种实施方式中，实体生成模块706还用于：
以多边形闭合环中每个网格平面的中心点，作与圆柱模型的轴线平行的射线，并沿着射线以预设的相等距离值对每个网格平面对应的柱体进行横向分割，以将圆柱模型分割为等密度的立体网格单元。
在一种实施方式中，模型表达模块708还用于：
根据岩心地质类别与透明度值、颜色值之间的映射关系，确定每条钻孔岩心直线段所属地质类别对应的目标透明度值和目标颜色值；
将目标透明度值和目标颜色值分别赋予每条钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体，以得到钻孔岩心直线段所在钻孔对应的地质钻孔三维模型。
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
本发明实施例提供了一种电子设备，具体的，该电子设备包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被所述处理器运行时执行如上所述实施方式的任一项所述的方法 。
图8为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备100包括：处理器80，存储器81，总线82和通信接口83，所述处理器80、通信接口83和存储器81通过总线82连接；处理器80用于执行存储器81中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器81可能包含高速随机存取存储器（RAM，Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non-volatilememory），例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口83（可以是有线或者无线）实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线82可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器81用于存储程序，所述处理器80在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器80中，或者由处理器80实现。
处理器80可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器80中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器80可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器81，处理器80读取存储器81中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法，其特征在于，包括：
获取研究区域对应的地质点数据集；其中，所述地质点数据集包括所述研究区域内至少一个钻孔对应的多个钻孔点数据；
基于所述钻孔点数据生成所述钻孔对应的多条钻孔岩心直线段，并生成每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数；
根据每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，生成每条所述钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体；
为所述多边形棱柱实体赋予透明度值和/或颜色值，以得到所述钻孔对应的地质钻孔三维模型；
生成每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，包括：
以所述钻孔的每条所述钻孔岩心直线段的地质点作为圆心，以所述钻孔的岩心半径为缓冲半径绘制圆形平面，以每条所述钻孔岩心直线段的长度作为约束，确定每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数；
根据每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，生成每条所述钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体，包括：
对于每条所述钻孔岩心直线段，确定该钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数表征的圆柱模型，对所述圆柱模型的上层平面或下层平面进行迭代分割，以得到所述圆柱模型对应的多边形闭合环；其中，所述多边形闭合环由多个网格平面组成，所述网格平面用于对所述圆柱模型进行纵向分割，以将所述圆柱模型分割为每个所述网格平面对应的柱体；
利用等密度投射线算法和预设的相等距离值，对每个所述网格平面对应的柱体进行横向分割，以将所述圆柱模型分割为等密度的立体网格单元；
根据所述立体网格单元之间的拓扑位置，对所述立体网格单元进行合并，以得到该钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体；
为所述多边形棱柱实体赋予透明度值和/或颜色值，以得到所述钻孔对应的地质钻孔三维模型，包括：
根据岩心地质类别与透明度值、颜色值之间的映射关系，确定每条所述钻孔岩心直线段所属地质类别对应的目标透明度值和目标颜色值；
将所述目标透明度值和所述目标颜色值分别赋予每条所述钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体，以得到所述钻孔岩心直线段所在钻孔对应的地质钻孔三维模型。
2.根据权利要求1所述的基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法，其特征在于，对所述圆柱模型的上层平面或下层平面进行迭代分割，以得到所述圆柱模型对应的多边形闭合环，包括：
对所述圆柱模型的上层平面进行迭代分割，以将所述上层平面分割为多个网格平面；其中每个所述网格平面的边界长度均小于预设长度阈值；
确定所述迭代分割过程中产生的直线与所述上层平面的边界间的交点；
按照顺时针顺序或逆时针顺序，依次连接每个所述交点，以得到所述圆柱模型对应的多边形闭合环。
3.根据权利要求2所述的基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法，其特征在于，对所述圆柱模型的上层平面进行迭代分割，以将所述上层平面分割为多个网格平面，包括：
以所述圆柱模型的上层平面的中心点作两条互相垂直的直线，将所述上层平面划分为多个一级网格平面；
对于每个所述一级网格平面，分别经该一级网格平面的两条边界的中心点作垂直于所述边界的直线，以将该一级网格平面划分为多个下一级网格平面，直至划分得到的每个所述网格平面的边界长度均小于预设长度阈值，停止对所述上层平面的迭代分割。
4.根据权利要求1所述的基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成方法，其特征在于，利用等密度投射线算法和预设的相等距离值，对每个所述网格平面对应的柱体进行横向分割，以将所述圆柱模型分割为等密度的立体网格单元，包括：
以所述多边形闭合环中每个所述网格平面的中心点，作与所述圆柱模型的轴线平行的射线，并沿着所述射线以预设的相等距离值对每个所述网格平面对应的柱体进行横向分割，以将所述圆柱模型分割为等密度的立体网格单元。
5.一种基于多段线缓冲的地质钻孔三维模型生成装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取研究区域对应的地质点数据集；其中，所述地质点数据集包括所述研究区域内至少一个钻孔对应的多个钻孔点数据；
隐函数生成模块，用于基于所述钻孔点数据生成所述钻孔对应的多条钻孔岩心直线段，并生成每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数；
实体生成模块，用于根据每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数，生成每条所述钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体；
模型表达模块，用于为所述多边形棱柱实体赋予透明度值和/或颜色值，以得到所述钻孔对应的地质钻孔三维模型；
隐函数生成模块还用于：
以所述钻孔的每条所述钻孔岩心直线段的地质点作为圆心，以所述钻孔的岩心半径为缓冲半径绘制圆形平面，以每条所述钻孔岩心直线段的长度作为约束，确定每条所述钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数；
实体生成模块还用于：
对于每条所述钻孔岩心直线段，确定该钻孔岩心直线段对应的圆柱体隐函数表征的圆柱模型，对所述圆柱模型的上层平面或下层平面进行迭代分割，以得到所述圆柱模型对应的多边形闭合环；其中，所述多边形闭合环由多个网格平面组成，所述网格平面用于对所述圆柱模型进行纵向分割，以将所述圆柱模型分割为每个所述网格平面对应的柱体；
利用等密度投射线算法和预设的相等距离值，对每个所述网格平面对应的柱体进行横向分割，以将所述圆柱模型分割为等密度的立体网格单元；
根据所述立体网格单元之间的拓扑位置，对所述立体网格单元进行合并，以得到该钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体；
模型表达模块还用于：
根据岩心地质类别与透明度值、颜色值之间的映射关系，确定每条所述钻孔岩心直线段所属地质类别对应的目标透明度值和目标颜色值；
将所述目标透明度值和所述目标颜色值分别赋予每条所述钻孔岩心直线段对应的多边形棱柱实体，以得到所述钻孔岩心直线段所在钻孔对应的地质钻孔三维模型。
6.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至4任一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至4任一项所述的方法。
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