JP2007264952A - Ground-analyzing mesh generation method and ground-analyzing mesh generation program - Google Patents

Ground-analyzing mesh generation method and ground-analyzing mesh generation program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for generating a highly accurate ground-analyzing mesh approximating a stratum boundary face on the basis of stratum boundary altitude data of sampling points arranged on a plurality of sampling lines set inside an analysis target area. <P>SOLUTION: This ground-analyzing mesh generation method has: a step S3 for classifying the sampling line comprising a set of a plurality of sampling points each having the data related to an in-horizontal face position and a height of the stratum boundary face in the position, nearly arranged on a straight line inside the horizontal face into two sampling line groups according to a direction of the sampling line; a step S4 for generating a temporary mesh on the basis of a first sampling line group; a step S5 for generating a temporary mesh on the basis of a second sampling line group; and a step S6 for composing the temporary mesh obtained from the first sampling line group and the temporary mesh obtained from the second sampling line group to generate the mesh approximating the stratum boundary face. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本願発明は、メッシュ生成方法及びメッシュ生成プログラムに係り、特に水平面上で解析対象エリアが特定されている三次元空間内において解析対象エリアにわたって延びる境界面を近似するメッシュを生成して地盤解析等のシミュレーションの実行を可能とするメッシュ生成方法及びメッシュ生成プログラムに関する。   The present invention relates to a mesh generation method and a mesh generation program, and in particular, generates a mesh that approximates a boundary surface extending over an analysis target area in a three-dimensional space in which the analysis target area is specified on a horizontal plane, and performs ground analysis, etc. The present invention relates to a mesh generation method and a mesh generation program that enable execution of simulation.

ここで、境界面とは、3次元空間において、異なる特性を有する層間の境界の面を意味する。このような境界面としては、例えば、大気圏と地殻との境界である地表面や、異なる特性を有する地層間の地層境界面等が挙げられる。さらに、有体物の外表面等も境界面の範疇に含まれるものとする。また、「メッシュ」という用語は、例えば四辺形要素として与えられる単位要素の集合体を意味するものとする。   Here, the boundary surface means a boundary surface between layers having different characteristics in a three-dimensional space. Examples of such a boundary surface include a ground surface that is a boundary between the atmosphere and the crust, and a stratum boundary surface between layers having different characteristics. Furthermore, the outer surface of a tangible object is included in the category of the boundary surface. Further, the term “mesh” means an aggregate of unit elements given as, for example, a quadrilateral element.

水平面上での範囲が特定されている3次元空間内において当該範囲にわたって延びる曲面を近似するメッシュを生成する技術については、例えば特開平9−305746号公報に記載されている。この公報においては、対象エリア内に複数存在するサンプリング点における高さまたは深さに係るデータ(以下、高度データと称する)に基づいて、対象エリア内の他の地点の高度データを単純平均を用いた補間演算により求めることで、対象エリアの地表面を近似するメッシュを生成する地形データ補間装置について開示が為されている。   A technique for generating a mesh that approximates a curved surface extending over a range in a three-dimensional space in which the range on the horizontal plane is specified is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-305746. In this publication, the simple average is used for altitude data at other points in the target area based on the data on the height or depth at the sampling points existing in the target area (hereinafter referred to as altitude data). A terrain data interpolating apparatus that generates a mesh that approximates the ground surface of a target area by obtaining the calculated interpolation operation has been disclosed.

対象エリア内の地表面を近似するメッシュを生成する際には、第1に対象エリアを特定する水平面上の矩形領域をX方向およびY方向においてそれぞれ等分割することで直交格子を生成する。この直交格子内に存在する格子点毎に、対応する高度データを付与することで、初期メッシュを生成する。サンプリング点はこれらの格子点に一致するように設定され、サンプリング点毎に得られた高度データを初期メッシュの生成に使用する。   When generating a mesh that approximates the ground surface in the target area, first, an orthogonal lattice is generated by equally dividing a rectangular region on the horizontal plane that specifies the target area in the X direction and the Y direction, respectively. An initial mesh is generated by assigning corresponding altitude data to each lattice point existing in the orthogonal lattice. Sampling points are set to coincide with these lattice points, and altitude data obtained for each sampling point is used for generating an initial mesh.

第2に、初期のメッシュについて、格子点すなわちサンプリング点間を接続する線分の中点に対応する位置の高度データを、2つのサンプリング点の高度データの平均値として与える。また、初期のメッシュを構成する四辺形要素毎に、その中心点に対応する位置の高度データを、近接する4つのサンプリング点の高度データの平均値として与える。これにより、一次の分割メッシュが生成される。さらに、同様のメッシュ分割処理を繰り返すことで、所望のデータ密度を有する地形データが構成される。   Second, regarding the initial mesh, altitude data at a position corresponding to the midpoint of the line segment connecting the lattice points, that is, the sampling points, is given as an average value of the altitude data of the two sampling points. Also, for each quadrilateral element constituting the initial mesh, altitude data at a position corresponding to the center point is given as an average value of altitude data of four adjacent sampling points. As a result, a primary divided mesh is generated. Furthermore, terrain data having a desired data density is configured by repeating similar mesh division processing.

特開平9−305746号公報JP-A-9-305746

地盤調査においては、調査対象の地理的特徴に応じて、幾つかのサンプリングラインを設定するとともにサンプリングライン毎に等間隔あるいは不等間隔でサンプリング点を選定する。サンプリング点毎に、ボーリング調査を実施することで、サンプリング点直下における異なる地層間の境界部分の高度データ等を得ることができる。地形的あるいは経済的な制約により、調査後に地盤解析シミュレーションを実行する際に有利なように、サンプリング点を格子点に一致させて多くのボーリング調査を実施することは極めて困難である。したがって、地層境界面を近似するメッシュを生成する際に、従来のようなメッシュ生成方法を用いると、データ補間を行う単位となる四辺形要素に粗密ができて、充分な補間精度を得ることが難しく、地盤解析に適した有効なメッシュを得られないという課題があった。   In the ground survey, several sampling lines are set according to the geographical characteristics of the survey target, and sampling points are selected at regular intervals or unequal intervals for each sampling line. By carrying out a boring survey for each sampling point, it is possible to obtain altitude data or the like at the boundary between different geological layers immediately below the sampling point. Due to topographical or economic constraints, it is extremely difficult to conduct many boring surveys with sampling points coincident with grid points, which is advantageous when performing ground analysis simulation after the survey. Therefore, when generating a mesh that approximates the formation boundary surface, if a conventional mesh generation method is used, the quadrilateral element that is a unit for data interpolation can be made dense and sufficient interpolation accuracy can be obtained. There is a problem that it is difficult to obtain an effective mesh suitable for ground analysis.

実際のボーリング調査においては、それぞれのサンプリングラインは、詳細な解析が求められる主方向のサンプリングライン群と、副方向のサンプリング群とに類別される傾向がある。主方向のサンプリングライン群では、サンプリングライン数が多いとともにサンプリングライン上に配列されるサンプリングライン点が密に配置される。副方向のサンプリングライン群では、サンプリングライン数が比較的少ないとともにサンプリングライン上に配列されるサンプリングライン点が比較的粗に配置される。副方向に向くサンプリングラインの設定は、主方向における解析を補足して、解析対象エリア全般における解析データを効率的に得ることを意図している。従来のようなメッシュ生成方法では、新たな高度データは近接した格子点における確定した高度データの単純平均により算出される。すなわち、主方向のサンプリングライン群を基にして得られ精度が比較的高いと予想される高度データと、副方向のサンプリングライン群を基にして得られ精度が比較的低いと予想される高度データとを同等に取り扱うこととなり、全体的な精度を考慮すると必ずしも最適なメッシュを得ることができないという課題があった。   In an actual boring survey, each sampling line tends to be classified into a main-direction sampling line group that requires detailed analysis and a sub-direction sampling group. In the sampling line group in the main direction, the number of sampling lines is large and sampling line points arranged on the sampling lines are densely arranged. In the sub-direction sampling line group, the number of sampling lines is relatively small, and the sampling line points arranged on the sampling lines are relatively coarsely arranged. The setting of the sampling line oriented in the sub direction is intended to supplement analysis in the main direction and efficiently obtain analysis data in the entire analysis target area. In a conventional mesh generation method, new height data is calculated by a simple average of height data determined at adjacent grid points. That is, altitude data obtained based on sampling lines in the main direction and expected to have a relatively high accuracy, and altitude data obtained based on sampling lines in the sub direction and expected to have a relatively low accuracy. There is a problem that an optimal mesh cannot always be obtained in consideration of the overall accuracy.

本願発明は、上記課題を解決するためになされたもので、解析対象エリア内に設定された複数のサンプリングライン上に配列されるサンプリング点における高度データを基にして、境界面を近似する精度の高いメッシュを生成することができるメッシュ生成方法及びメッシュ生成プログラムを提供することを目的とする。また、本願発明は、解析対象エリア内に設定されたそれぞれのサンプリングライン群の方向を高度データの算出に係る演算に反映させて、全体的な精度を向上させたメッシュを生成することができるメッシュ生成方法及びメッシュ生成プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and has an accuracy of approximating a boundary surface based on altitude data at sampling points arranged on a plurality of sampling lines set in an analysis target area. An object is to provide a mesh generation method and a mesh generation program capable of generating a high mesh. Further, the present invention can generate a mesh with improved overall accuracy by reflecting the direction of each sampling line group set in the analysis target area in the calculation related to the calculation of altitude data. An object is to provide a generation method and a mesh generation program.

上記の技術的課題を解決するために、本願発明に係る地盤解析用メッシュ生成方法(地盤解析用メッシュ生成プログラム)は、それぞれが水平面内位置および当該位置における地層境界面の高さに係るデータを有して、水平面内で概ね直線上に配列される複数のサンプリング点の集合から成る複数のサンプリングラインを、サンプリングラインの方向に応じてそれぞれ類別することで得られる2つのサンプリングライン群毎に、第1の工程(第1のステップ)から第5の工程(第5のステップ)を実施し、第1の工程(第1のステップ)ではそれぞれのサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインを特定し、第2の工程(第2のステップ)ではそれぞれのサンプリングライン毎に、サンプリングラインに含まれるサンプリング点における地層境界面の高さを基にして地層境界点を接続する補間曲線を求めることによりサンプリングライン方向に延びる地層境界線を生成し、第3の工程(第3のステップ)ではそれぞれのサンプリングライン毎に、水平面上でのサンプリングラインと所定の方向のそれぞれの格子線との交点におけるサンプリングライン方向に延びる地層境界線の高さを算出し、第4の工程(第4のステップ)では所定の方向のそれぞれの格子線毎に、前記交点におけるサンプリング方向に延びる地層境界線の高さを基にして地層境界点を接続する補間曲線を求めることにより所定の方向の格子線方向に延びる地層境界線を生成し、第5の工程(第5のステップ)では所定の方向の格子線毎に、格子点における格子線方向に延びる地層境界線の高さを算出し、第1のサンプリングライン群から得られる仮メッシュと第2のサンプリングライン群から得られる仮メッシュとを合成することで地層境界面を近似するメッシュを生成するようにしたものである。これにより、サンプリング点を格子点に一致させる必要がなくなって地盤解析システムのフレキシビリティを向上させることができる。また、複数の地層境界点を接続して構成される地層境界線を補間曲線を用いて生成するように構成したので、単純平均により格子点における地層境界面の高さを算出していた従来の手法と比較して、地層境界面を近似するメッシュを高い精度で得ることができる。さらに、地層境界面を近似するメッシュを生成するのに必要となる主な演算が補間曲線の算出に係る演算やサンプリングラインと格子線との交点に係る高度データの算出に係る演算等であるので、サンプリング点を基にして補間曲面を生成する場合等と比較して、メッシュ生成処理を高速に実施することができる。   In order to solve the above technical problems, the ground analysis mesh generation method (ground analysis mesh generation program) according to the present invention is based on the data on the horizontal plane position and the height of the formation boundary surface at the position. And having a plurality of sampling lines composed of a set of a plurality of sampling points arranged substantially linearly in a horizontal plane for each of two sampling line groups obtained by classifying each sampling line according to the direction of the sampling line, The first step (first step) to the fifth step (fifth step) are performed, and in the first step (first step), the sampling lines included in each sampling line group are specified, In the second process (second step), at each sampling line, at the sampling point included in the sampling line. The formation boundary line extending in the sampling line direction is generated by obtaining an interpolation curve connecting the formation boundary points based on the height of the formation boundary surface. In the third step (third step), each sampling line is generated. Every time, the height of the formation boundary line extending in the sampling line direction at the intersection of the sampling line on the horizontal plane and each lattice line in the predetermined direction is calculated. In the fourth step (fourth step), the predetermined height is calculated. For each grid line in the direction, the formation boundary line extending in the grid line direction in a predetermined direction by obtaining an interpolation curve connecting the formation boundary points based on the height of the formation boundary line extending in the sampling direction at the intersection In the fifth step (fifth step), for each grid line in a predetermined direction, the height of the formation boundary line extending in the grid line direction at the grid point is calculated, Temporary mesh obtained from sampling line group and is obtained so as to generate a mesh that approximates the geological boundary surface by combining the temporary mesh obtained from the second sampling line group. Thereby, it is not necessary to make the sampling points coincide with the lattice points, and the flexibility of the ground analysis system can be improved. In addition, since it was configured to generate a formation boundary line composed of a plurality of formation boundary points using an interpolation curve, the conventional method used to calculate the height of the formation boundary surface at the lattice points by simple averaging Compared with the method, a mesh that approximates the formation boundary surface can be obtained with high accuracy. Furthermore, since the main operations necessary to generate a mesh that approximates the formation boundary surface are operations related to calculation of interpolation curves, operations related to calculation of altitude data related to intersections of sampling lines and grid lines, etc. Compared with the case where an interpolation curved surface is generated based on sampling points, the mesh generation processing can be performed at high speed.

また、本願発明に係る地盤解析用メッシュ生成方法は、それぞれの格子点毎に、第1のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さと、第2のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さとの重み付け平均値を当該格子点における高さとすることで、地層境界面を近似するメッシュを生成するようにしたものである。これにより、第1のサンプリングライン群の方向における調査数や調査精度と、第2のサンプリングライン群の方向における調査数や調査精度との差異に応じて、それぞれ適切な重み値を設定することにより、地層境界面を近似するメッシュをより高い精度で得ることができる。   Moreover, the mesh generation method for ground analysis according to the present invention includes a height in the temporary mesh obtained from the first sampling line group and a height in the temporary mesh obtained from the second sampling line group for each lattice point. The mesh that approximates the formation boundary surface is generated by setting the weighted average value of the values to the height at the lattice point. Thus, by setting appropriate weight values according to the difference between the number of investigations and investigation accuracy in the direction of the first sampling line group and the number of investigations and investigation accuracy in the direction of the second sampling line group, respectively. The mesh that approximates the formation boundary surface can be obtained with higher accuracy.

また、本願発明に係る地盤解析用メッシュ生成方法は、それぞれの格子点毎に、第1のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインまでの最短距離と、第2のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインまでの最短距離との比に基づいて、第1のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さに対する重み値および第2のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さに対する重み値を算出するようにしたものである。これにより、サンプリングラインまでの距離の比に応じて、近い方のサンプリングラインが属するサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さに対する重み値を適度に大きくすることができるから、地層境界面を近似するメッシュをより高い精度で得ることができる。   In addition, the ground generation mesh generation method according to the present invention is the shortest distance to the sampling line included in the first sampling line group and the sampling line included in the second sampling line group for each lattice point. The weight value for the height in the temporary mesh obtained from the first sampling line group and the weight value for the height in the temporary mesh obtained from the second sampling line group are calculated on the basis of the ratio to the shortest distance. It is a thing. As a result, the weight value for the height in the temporary mesh obtained from the sampling line group to which the closer sampling line belongs can be increased appropriately according to the ratio of the distance to the sampling line, so the stratum boundary is approximated. The mesh to be obtained can be obtained with higher accuracy.

また、本願発明に係る地盤解析用メッシュ生成方法は、それぞれの格子点毎に、第1のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さに対する重み値に所定の定数を乗じて新たな重み値とするとともに、1から前記定数を乗じて得られた前記重み値を減じた値を第2のサンプリングライン群から得られるメッシュにおける高さに対する新たな重み値とするようにしたものである。これにより、第1のサンプリングライン群の方向における調査数や調査精度と第2のサンプリングライン群の方向における調査数や調査精度との差異に基づいて上記定数を設定することで、最短距離の比に基づいて算出された重み値を適切に補正することができて、地層境界面を近似するメッシュをより高い精度で得ることができる。   In addition, the ground analysis mesh generation method according to the present invention provides a new weight value by multiplying the weight value for the height in the temporary mesh obtained from the first sampling line group by a predetermined constant for each grid point. In addition, a value obtained by subtracting the weight value obtained by multiplying the constant by 1 is set as a new weight value for the height in the mesh obtained from the second sampling line group. Thus, by setting the above constant based on the difference between the number of investigations and investigation accuracy in the direction of the first sampling line group and the number of investigations and investigation accuracy in the direction of the second sampling line group, the ratio of the shortest distance is set. Thus, the weight value calculated based on can be appropriately corrected, and a mesh approximating the formation boundary surface can be obtained with higher accuracy.

また、本願発明に係る地盤解析用メッシュ生成方法は、補間曲線としてスプライン曲線を使用するようにしたものである。これにより、複数の地層境界点を通過する滑らかで精度の高い地層境界線を生成することが可能となり、地層境界面を近似するメッシュをより高い精度で得ることができる。   The ground analysis mesh generation method according to the present invention uses a spline curve as an interpolation curve. Thereby, it is possible to generate a smooth and highly accurate formation boundary line that passes through a plurality of formation boundary points, and a mesh that approximates the formation boundary surface can be obtained with higher accuracy.

また、本願発明に係る地盤解析用メッシュ生成方法は、地形図が表示される画面上において、任意の矩形状の解析対象エリアを設定可能としたものである。これにより、解析を実施する対象範囲を地形図上で明確に把握できるとともに、解析する範囲の大きさや形状を任意に変えて解析に適した地盤解析用メッシュを生成することができるから、ユーザの利便性を向上することができる。   The ground analysis mesh generation method according to the present invention enables an arbitrary rectangular analysis target area to be set on a screen on which a topographic map is displayed. As a result, the target range to be analyzed can be clearly grasped on the topographic map, and the size and shape of the analyzed range can be arbitrarily changed to generate a ground analysis mesh suitable for analysis. Convenience can be improved.

また、本願発明に係るメッシュ生成方法(メッシュ生成プログラム)は、それぞれが水平面内位置および当該位置における境界面の高さに係るデータを有して、水平面内で概ね直線上に配列される複数のサンプリング点の集合から成る複数のサンプリングラインを、サンプリングラインの方向に応じて1または複数の群に類別することで得られる1または複数のサンプリングライン群毎に、第1の工程(第1のステップ)から第5の工程(第5のステップ)を実行し、第1の工程(第1のステップ)ではそれぞれのサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインを特定し、第2の工程(第2のステップ)ではそれぞれのサンプリングライン毎に、サンプリングラインに含まれるサンプリング点における境界面の高さを基にして境界点を接続する補間曲線を求めることによりサンプリングラインに沿った断面と境界面との交線となるサンプリングライン方向に延びる境界線を生成し、第3の工程(第3のステップ)ではそれぞれのサンプリングライン毎に、水平面上でのサンプリングラインと所定の方向のそれぞれの格子線との交点におけるサンプリングライン方向に延びる境界線の高さを算出し、第4の工程(第4のステップ)では所定の方向のそれぞれの格子線毎に、前記交点における境界線の高さを基にして境界点を接続する補間曲線を求めることにより所定の方向の格子線に沿った断面と境界面との交線となる格子線方向に延びる境界線を生成し、第5の工程(第5のステップ)では所定の方向の格子線毎に、格子点における格子線方向に延びる境界線の高さを算出し、サンプリングライン群毎に仮メッシュを生成し、2以上のサンプリングライン群から得られた仮メッシュを合成することで境界面を近似するメッシュを生成するようにしたものである。これにより、サンプリング点を格子点に一致させる必要がなくなってメッシュ生成システムのフレキシビリティを向上することができる。また、複数の境界点を接続して構成される地層境界線を補間曲線を用いて生成するように構成したことで、格子点における境界面の高さを補間曲線に基づいて算出するので、単純平均により格子点における境界面の高さを算出していた従来の手法と比較して、境界面を近似するメッシュを高い精度で得ることができる。さらに、境界面を生成するのに必要となる主な演算が補間曲線の算出に係る演算やサンプリングラインと格子線との交点における境界面の高さの算出に係る演算等であるので、サンプリング点を基にして補間曲面を生成する場合等と比較して、メッシュ生成処理を高速に実施することができる。   In addition, the mesh generation method (mesh generation program) according to the present invention has a plurality of data arranged on a substantially straight line in the horizontal plane, each having data on the horizontal plane position and the height of the boundary surface at the position. A first step (first step) is performed for each of one or a plurality of sampling line groups obtained by classifying a plurality of sampling lines composed of a set of sampling points into one or a plurality of groups according to the direction of the sampling lines. ) To 5th step (fifth step), the first step (first step) identifies the sampling lines included in each sampling line group, and the second step (second step). ) For each sampling line, the boundary point is set based on the height of the boundary surface at the sampling point included in the sampling line. A boundary line extending in the sampling line direction, which is an intersection line between the cross section along the sampling line and the boundary surface, is generated by obtaining a continuous interpolation curve. In the third step (third step), each sampling line is generated. In addition, the height of the boundary line extending in the sampling line direction at the intersection of the sampling line on the horizontal plane and each lattice line in the predetermined direction is calculated. In the fourth step (fourth step), the height of the predetermined direction is calculated. For each grid line, a grid that is an intersection line between the cross section along the grid line in a predetermined direction and the boundary surface by obtaining an interpolation curve that connects the boundary points based on the height of the boundary line at the intersection A boundary line extending in the line direction is generated, and in the fifth step (fifth step), for each lattice line in a predetermined direction, the height of the boundary line extending in the lattice line direction at the lattice point is calculated. Generating a temporary mesh at each sampling line group, it is obtained so as to generate a mesh that approximates the boundary surface by combining the temporary mesh obtained from two or more sampling line group. Thereby, it is not necessary to make the sampling points coincide with the lattice points, and the flexibility of the mesh generation system can be improved. In addition, since the formation boundary layer composed of a plurality of boundary points is generated using an interpolation curve, the height of the boundary surface at the lattice point is calculated based on the interpolation curve. Compared with the conventional method that calculates the height of the boundary surface at the lattice point by averaging, a mesh that approximates the boundary surface can be obtained with high accuracy. Furthermore, since the main operations required to generate the boundary surface are operations related to the calculation of the interpolation curve and operations related to the calculation of the height of the boundary surface at the intersection of the sampling line and the grid line, the sampling point Compared with the case where an interpolation curved surface is generated based on this, mesh generation processing can be performed at high speed.

本願発明によれば、第1のサンプリングライン群および第2のサンプリングライン群について、それぞれ複数の地層境界点を接続して構成される地層境界線をスプライン曲線が好適である補間曲線を用いて生成し、これらの地層境界線を基にして格子点における地層境界面の高さを算出することで仮メッシュを生成し、2つの仮メッシュを合成することで地層境界面を近似するメッシュを生成するように構成したので、地層境界面を近似するメッシュを高い精度で得ることができるという効果を奏する。   According to the present invention, for the first sampling line group and the second sampling line group, a formation boundary line formed by connecting a plurality of formation boundary points is generated using an interpolation curve in which a spline curve is suitable. Then, a temporary mesh is generated by calculating the height of the formation boundary surface at the lattice point based on these formation boundary lines, and a mesh that approximates the formation boundary surface is generated by combining the two temporary meshes. Since it comprised as mentioned above, there exists an effect that the mesh which approximates a formation boundary surface can be obtained with high precision.

本願発明によれば、格子点毎に、第1のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さと、第2のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さとの重み付け平均値を当該格子点における高さとすることで、地層境界面を近似するメッシュを生成する構成としたので、第1のサンプリングライン群の方向における調査数や調査精度と、第2のサンプリングライン群の方向における調査数や調査精度との差異に応じて、それぞれ適切な重み値を設定することで、各方向における調査態様を反映させたより精度の高いメッシュを生成することができるという効果を奏する。   According to the present invention, for each lattice point, the weighted average value of the height of the temporary mesh obtained from the first sampling line group and the height of the temporary mesh obtained from the second sampling line group is calculated as the height at the lattice point. With this configuration, a mesh that approximates the formation boundary surface is generated, so the number of surveys and survey accuracy in the direction of the first sampling line group and the number of surveys and survey accuracy in the direction of the second sampling line group By setting an appropriate weight value according to the difference, it is possible to generate a more accurate mesh reflecting the investigation mode in each direction.

以下、本願発明による地盤解析用メッシュ生成方法および地盤解析用メッシュ生成プログラムの好適な実施の形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、本願発明に係るメッシュ生成方法を使用する地盤解析システムの構成の一例を示す図である。図1において、1はワークステーションやパーソナルコンピュータ等により実現される地盤解析システム、2はコンピュータのCPUにより構成されるプログラム実行部、3は例えばハードディスクとして与えられる記憶部、4は例えばディスプレイとして与えられる表示部、5は形状モデリングプログラム、6はメッシュ生成プログラム、7は解析プログラム、8は表示用プログラム、9は地図データ,地質データ,地形データ,地震データ等の種々のデータが体系的に集積されたデータベースである。上記の種々のプログラムは、例えばCD−ROMやDVD−ROM等の情報記憶媒体を介して、あるいはネットワーク経由で外部のサーバからダウンロードされて、地盤解析システム1が備える記憶部3にインストールされる。所定のメッシュ生成プログラムをプログラム実行部2により実行することで、地盤解析システムにおけるメッシュ生成機能が実現される。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a ground analysis mesh generation method and a ground analysis mesh generation program according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a ground analysis system that uses the mesh generation method according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a ground analysis system realized by a workstation or a personal computer, 2 is a program execution unit constituted by a CPU of a computer, 3 is a storage unit provided as a hard disk, for example, and 4 is provided as a display, for example. Display unit, 5 is a shape modeling program, 6 is a mesh generation program, 7 is an analysis program, 8 is a display program, 9 is a systematic collection of various data such as map data, geological data, topographic data, and earthquake data. Database. The various programs described above are downloaded from an external server via an information storage medium such as a CD-ROM or DVD-ROM or via a network and installed in the storage unit 3 included in the ground analysis system 1. By executing the predetermined mesh generation program by the program execution unit 2, the mesh generation function in the ground analysis system is realized.

図2は、この発明の実施の形態1によるメッシュ生成方法を示すフローチャートである。地盤解析を実行する解析対象エリアを含む周辺地域の地形図が表示部4に表示されれば、当該地形図内において解析対象エリアを設定する(ステップS1)。解析対象エリアが設定されれば、ボーリング調査が実施されたサンプリング点、並びに水平面内で概ね直線上に配列される複数のサンプリング点の集合から成るサンプリングラインを設定する(ステップS2)。   FIG. 2 is a flowchart showing a mesh generation method according to Embodiment 1 of the present invention. If the topographic map of the surrounding area including the analysis target area for executing the ground analysis is displayed on the display unit 4, the analysis target area is set in the topographic map (step S1). If the analysis target area is set, a sampling point including a sampling point at which the boring survey has been performed and a set of a plurality of sampling points arranged on a substantially straight line in the horizontal plane is set (step S2).

サンプリング点の設定については、サンプリング点に係る水平方向座標および当該位置における地層境界面の高度データ、サンプリング点が属するサンプリングラインおよび当該サンプリングラインの方向の種別等の情報が記憶された記憶手段からデータを読み出して、対応する位置にサンプリング点を示す記号等を表示する手法を採ることができる。また、マウス、キーボード等の入力手段を用いて、表示部4の画面上でサンプリング点の位置を特定するとともに、対応する位置にサンプリング点を示す記号等を表示する手法を採ることもできる。   For the setting of the sampling point, the horizontal coordinate of the sampling point and the altitude data of the formation boundary surface at the position, the data from the storage means storing the sampling line to which the sampling point belongs and the type of the direction of the sampling line are stored. Can be read and a symbol or the like indicating the sampling point is displayed at the corresponding position. Further, it is possible to use a method of specifying the position of the sampling point on the screen of the display unit 4 using an input means such as a mouse or a keyboard and displaying a symbol or the like indicating the sampling point at the corresponding position.

サンプリングラインの設定については、サンプリング点毎に当該サンプリング点が属するサンプリングラインの情報が記憶手段に記憶されている場合には、記憶手段からサンプリングラインに係るデータを読み出して、同一のサンプリングラインに属するサンプリング点を概ね通過する直線状の線分を表示する手法を採ることができる。また、入力手段を用いて同一のサンプリングラインに属するサンプリング点を特定するとともに、同一のサンプリングラインに属するサンプリング点を概ね通過する直線状の線分を表示する手法を採ることもできる。   Regarding the setting of the sampling line, when the information of the sampling line to which the sampling point belongs is stored in the storage means for each sampling point, the data related to the sampling line is read from the storage means and belongs to the same sampling line A method of displaying a straight line segment that almost passes through the sampling point can be adopted. Further, it is possible to use a method of specifying a sampling point belonging to the same sampling line using the input means and displaying a linear line segment that almost passes through the sampling point belonging to the same sampling line.

既に述べたように、ボーリング調査は、通常、主方向または副方向のいずれかに類別される方向を向くサンプリングライン上に配列されるサンプリング点を対象として実施される。すなわち、それぞれのサンプリングラインの方向は、主方向または副方向のいずれかの方向に類別される。全てのサンプリングラインが設定されれば、サンプリングラインの方向に応じて、それぞれのサンプリングラインを主方向のサンプリングライン群または副方向のサンプリングライン群のいずれかに類別する。(ステップS3)。サンプリングライン毎に当該サンプリングラインの方向に係る種別が記憶手段に記憶されている場合には、記憶手段からサンプリングラインの方向に係るデータを読み出して、サンプリングラインの方向に応じて画面上でサンプリングラインを表す線分の色、形態等を変えて、主方向のサンプリングラインと副方向のサンプリングラインとを識別できるようにする。また、入力手段を用いてサンプリングラインの方向を特定するとともに、サンプリングラインの方向に応じて画面上でサンプリングラインを表す線分の色、形態等を変えるようにしてもよい。   As already mentioned, a boring survey is usually performed on sampling points arranged on a sampling line that faces a direction categorized as either the main direction or the sub-direction. That is, the direction of each sampling line is classified into either the main direction or the sub direction. If all the sampling lines are set, according to the direction of the sampling line, each sampling line is classified into either a sampling line group in the main direction or a sampling line group in the sub direction. (Step S3). When the type related to the direction of the sampling line is stored in the storage unit for each sampling line, data related to the direction of the sampling line is read from the storage unit, and the sampling line is displayed on the screen according to the direction of the sampling line. Is changed so that the main-direction sampling line and the sub-direction sampling line can be identified. Further, the direction of the sampling line may be specified using the input means, and the color, form, etc. of the line segment representing the sampling line on the screen may be changed according to the direction of the sampling line.

図3は、地形図内に設定された解析対象エリアを示す図である。図3において、丸印は主方向のサンプリングライン上に位置するサンプリング点を示し、バツ印は副方向のサンプリングライン上に位置するサンプリング点を示す。解析対象エリア内にサンプリング点が設定されれば、例えば最小二乗法を用いて、サンプリングラインとして適切な直線を生成する。また、解析対象エリアの範囲を規定する線分とサンプリングラインを表す直線との交点を求めて、サンプリングラインの端点とする。図4は、解析対象エリア内に設定されたサンプリングラインを示す図である。図4において、主方向のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインは実線で示され、副方向のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインは破線で示される。   FIG. 3 is a diagram showing an analysis target area set in the topographic map. In FIG. 3, circles indicate sampling points located on the sampling line in the main direction, and crosses indicate sampling points located on the sampling line in the sub direction. If a sampling point is set in the analysis target area, an appropriate straight line is generated as a sampling line using, for example, the least square method. Further, an intersection of a line segment that defines the range of the analysis target area and a straight line representing the sampling line is obtained and used as an end point of the sampling line. FIG. 4 is a diagram illustrating sampling lines set in the analysis target area. In FIG. 4, the sampling lines included in the sampling line group in the main direction are indicated by solid lines, and the sampling lines included in the sampling line group in the sub direction are indicated by broken lines.

主方向においては、端点PA1と端点PA2との間の線分として与えられるサンプリングラインLA、端点PB1と端点PB2との間の線分として与えられるサンプリングラインLB、端点PC1と端点PC2との間の線分として与えられるサンプリングラインLCおよび端点PD1と端点PD2との間の線分として与えられるサンプリングラインLDが設定される。また、副方向においては、端点PE1と端点PE2との間の線分として与えられるサンプリングラインLE、端点PF1と端点PF2との間の線分として与えられるサンプリングラインLFおよび端点PG1と端点PG2との間の線分として与えられるサンプリングラインLGが設定される。   In the main direction, the sampling line LA given as a line segment between the end points PA1 and PA2, the sampling line LB given as a line segment between the end points PB1 and PB2, and between the end points PC1 and PC2 A sampling line LC given as a line segment and a sampling line LD given as a line segment between the end points PD1 and PD2 are set. In the sub direction, the sampling line LE given as a line segment between the end points PE1 and PE2, the sampling line LF given as a line segment between the end points PF1 and PF2, and the end points PG1 and PG2 A sampling line LG given as a line segment between them is set.

主方向のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインおよび副方向のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインがそれぞれ特定されれば、主方向のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインに基づいて、地層境界面を近似する仮メッシュ(以下、適宜、第1の仮メッシュと称する)を生成する(ステップS4)。図5は、主方向のサンプリングライン群に基づいて生成された仮メッシュを示す図である。解析対象エリアを水平面上で特定する図3に示されるような長方形の長辺および短辺をそれぞれ等分割することで得られる直交格子を基礎にして、それぞれの格子点に対して当該格子点に対応する位置における地層境界面の高度データを付与することで、このような仮メッシュや後述する合成されたメッシュを生成することができる。   If the sampling lines included in the sampling line group in the main direction and the sampling lines included in the sampling line group in the sub direction are identified, the formation boundary surface is approximated based on the sampling lines included in the sampling line group in the main direction. To generate a temporary mesh (hereinafter referred to as a first temporary mesh as appropriate) (step S4). FIG. 5 is a diagram illustrating a temporary mesh generated based on a sampling line group in the main direction. The analysis target area is specified on the horizontal plane. Based on the orthogonal grid obtained by equally dividing the long and short sides of the rectangle as shown in FIG. By giving altitude data of the formation boundary surface at the corresponding position, such a temporary mesh or a synthesized mesh described later can be generated.

次に、副方向のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインに基づいて、地層境界面を近似する仮メッシュ(以下、適宜、第2の仮メッシュと称する)を生成する(ステップS5)。図6は、副方向のサンプリングライン群に基づいて生成された仮メッシュを示す図である。ここで、第1の仮メッシュの基礎となる直交格子と第2の仮メッシュの基礎となる直交格子とは同一の形態をとる。すなわち、それぞれの直交格子は長辺方向および短辺方向において同一の分割数を有し、第1の仮メッシュと第2の仮メッシュとは格子点毎に対応付けられる。なお、主方向または副方向のいずれかのサンプリングライン群に基づいて、地層境界面を近似する仮メッシュを生成する方法については後述する。また、ステップS4の処理とステップS5の処理とについては、いずれの処理を先に実行してもよく、また両方の処理を並列に実行するようにしてもよい。   Next, based on the sampling lines included in the sub-direction sampling line group, a temporary mesh that approximates the formation boundary surface (hereinafter referred to as a second temporary mesh as appropriate) is generated (step S5). FIG. 6 is a diagram illustrating a temporary mesh generated based on a sampling line group in the sub direction. Here, the orthogonal lattice that is the basis of the first temporary mesh and the orthogonal lattice that is the basis of the second temporary mesh have the same form. That is, each orthogonal lattice has the same number of divisions in the long side direction and the short side direction, and the first temporary mesh and the second temporary mesh are associated with each lattice point. Note that a method of generating a temporary mesh that approximates the formation boundary surface based on either the main direction or the sub-direction sampling line group will be described later. Moreover, about the process of step S4 and the process of step S5, any process may be performed first and you may make it perform both processes in parallel.

第1の仮メッシュおよび第2の仮メッシュが生成されれば、第1の仮メッシュと第2の仮メッシュとを合成して、地層境界面を近似するメッシュを生成する(ステップS6)。第1の仮メッシュと第2の仮メッシュとの合成に際しては、格子点毎に、第1の仮メッシュにおける高度データと第2の仮メッシュにおける高度データとの重み付け平均値を、合成されるメッシュの当該格子点における高度データとする。   If the first temporary mesh and the second temporary mesh are generated, the first temporary mesh and the second temporary mesh are combined to generate a mesh that approximates the formation boundary surface (step S6). When the first temporary mesh and the second temporary mesh are combined, a weighted average value of the height data of the first temporary mesh and the height data of the second temporary mesh is combined for each lattice point. The altitude data at the corresponding grid point.

第1の仮メッシュと第2の仮メッシュとが共通に基礎とする直交格子上における格子点をK(i,j)で表し、合成されるメッシュにおける格子点K(i,j)に対応する高度データをH(i,j)で表し、第1の仮メッシュにおける格子点K(i,j)に対応する高度データをH1(i,j)で表し、第2の仮メッシュにおける格子点K(i,j)に対応する高度データをH2(i,j)で表すものとする。第1の仮メッシュと第2の仮メッシュとを合成するに際して、格子点K(i,j)における第1の仮メッシュの寄与度を表す重み値をα(i,j)とすると、高度データH(i,j)は、以下の式1で求められる。
[式1]
H(i,j)=α(i,j)*H1(i,j)+(1−α(i,j))*H2(i,j)
上記の演算をすべての格子点について実施することで、地層境界面を近似するメッシュを生成することができる。
The lattice point on the orthogonal lattice on which the first temporary mesh and the second temporary mesh are commonly used is represented by K (i, j), and corresponds to the lattice point K (i, j) in the synthesized mesh. The altitude data is represented by H (i, j), the altitude data corresponding to the grid point K (i, j) in the first temporary mesh is represented by H1 (i, j), and the grid point K in the second temporary mesh. The altitude data corresponding to (i, j) is represented by H2 (i, j). When synthesizing the first temporary mesh and the second temporary mesh, if the weight value indicating the contribution of the first temporary mesh at the lattice point K (i, j) is α (i, j), the altitude data H (i, j) is obtained by the following equation 1.
[Formula 1]
H (i, j) = α (i, j) * H1 (i, j) + (1−α (i, j)) * H2 (i, j)
By performing the above calculation for all lattice points, a mesh that approximates the formation boundary surface can be generated.

重み値αについては、全ての格子点について同一の値を設定する構成としてもよく、また格子点毎に重み値αを適宜設定する構成としてもよい。格子点毎に重み値を設定する場合の一つの方法としては、当該格子点から主方向のサンプリングラインまでの最短距離および副方向のサンプリングラインまでの最短距離を算出して、これら最短距離の比に基づいて重み値を算出することが考えられる。図7は、重み値の算出方法を示す図である。図7において、K(i,j)はi行j列の格子点、L1a,L1bは主方向のサンプリングライン、L2a,L2bは副方向のサンプリングライン、l1は格子点K(i,j)からサンプリングラインL1aへの距離、l2は格子点K(i,j)からサンプリングラインL2bへの距離を示す。この場合、第1の仮メッシュに係る重み値α(i,j)は、以下の式2から求められる。
[式2]
α(i,j)=l2/(l1+l2) (2)
第2の仮メッシュに係る重み値(1−α(i,j))は、当然にl1/(l1+l2)となる。このように得られた重み値を式1に代入して、すべての格子点について高度データH(i,j)を算出することで、第1の仮メッシュと第2の仮メッシュとを合成することで得られるメッシュが生成される。図8は、合成されたメッシュを示す図である。
Regarding the weight value α, the same value may be set for all grid points, or the weight value α may be set appropriately for each grid point. One method for setting the weight value for each grid point is to calculate the shortest distance from the grid point to the sampling line in the main direction and the shortest distance from the sampling line in the sub direction, and the ratio of these shortest distances. It is conceivable to calculate the weight value based on the above. FIG. 7 is a diagram illustrating a weight value calculation method. In FIG. 7, K (i, j) is a grid point in i row and j column, L1a and L1b are sampling lines in the main direction, L2a and L2b are sampling lines in the sub direction, and l1 is from the grid point K (i, j). A distance to the sampling line L1a, l2 indicates a distance from the lattice point K (i, j) to the sampling line L2b. In this case, the weight value α (i, j) related to the first temporary mesh is obtained from the following Expression 2.
[Formula 2]
α (i, j) = l2 / (l1 + l2) (2)
The weight value (1-α (i, j)) related to the second temporary mesh is naturally l1 / (l1 + l2). The first temporary mesh and the second temporary mesh are synthesized by substituting the weight values obtained in this way into Equation 1 and calculating the altitude data H (i, j) for all lattice points. The resulting mesh is generated. FIG. 8 is a diagram showing the synthesized mesh.

既に述べたように、主方向と副方向とでは、それぞれの方向のサンプリングラインの数やサンプリングラインにおけるサンプリング点の密度等において差異がある。これに起因して、第1の仮メッシュは第2の仮メッシュと比較して、高精度に地層境界面を近似している場合が多い。したがって、このような近似精度の差を反映する係数を重み値の算出に導入することが考えられる。例えば、第2の仮メッシュの近似精度に対する第1の仮メッシュの近似精度の比をβ(β>1)とすると、サンプリングラインへの最短距離に基づいて求められた上記の重み値αに近似精度比βを乗じて得られる数値を新たな重み値として、各格子点の高度データを算出する構成としてもよい。この場合、式1のαに代えてαβを重み値として高度データを算出する。なお、サンプリングラインを設定する工程において、どのサンプリングラインにも帰属しないサンプリング点が出現する場合がある。このようなサンプリング点が格子点K(i,j)に近接する場合には、当該サンプリング点における高度データと式(1)により得られる高度データとの重み付け平均値を算出して新たな高度データを求めることで、より精度の高いメッシュを生成することが可能となる。   As described above, there are differences in the number of sampling lines in each direction, the density of sampling points in the sampling lines, and the like between the main direction and the sub direction. Due to this, the first temporary mesh often approximates the formation boundary surface with higher accuracy than the second temporary mesh. Therefore, it is conceivable to introduce a coefficient reflecting such a difference in approximation accuracy into the calculation of the weight value. For example, if the ratio of the approximation accuracy of the first temporary mesh to the approximation accuracy of the second temporary mesh is β (β> 1), it approximates the above weight value α obtained based on the shortest distance to the sampling line. The altitude data of each grid point may be calculated using a numerical value obtained by multiplying by the accuracy ratio β as a new weight value. In this case, altitude data is calculated using αβ as a weight value instead of α in Equation 1. Note that sampling points that do not belong to any sampling line may appear in the step of setting the sampling line. When such a sampling point is close to the lattice point K (i, j), a new weight data is calculated by calculating a weighted average value of the height data at the sampling point and the height data obtained by the equation (1). By obtaining the above, it becomes possible to generate a more accurate mesh.

次に、サンプリングライン群に含まれるサンプリングラインに基づいて、地層境界面を近似する仮メッシュを生成する方法について説明する。なお、以下の説明においては、主方向のサンプリングライン群に基づく第1の仮メッシュの生成を例として説明する。図9は、仮メッシュを生成する方法を示すフローチャートである。仮メッシュを生成するために用いられるサンプリングライン群が特定されれば、当該サンプリングライン群に含まれるサンプリングラインを特定する(ステップS11)。主方向のサンプリングライン群に基づいて第1の仮メッシュを生成する場合には、図4に示されるサンプリングラインLA,LB,LCおよびLDが、仮メッシュの生成のために使用される。   Next, a method for generating a temporary mesh that approximates the formation boundary surface based on the sampling lines included in the sampling line group will be described. In the following description, the generation of the first temporary mesh based on the sampling line group in the main direction will be described as an example. FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for generating a temporary mesh. If the sampling line group used for generating the temporary mesh is specified, the sampling line included in the sampling line group is specified (step S11). When the first temporary mesh is generated based on the sampling line group in the main direction, the sampling lines LA, LB, LC, and LD shown in FIG. 4 are used for generating the temporary mesh.

仮メッシュを生成するためのサンプリングラインが特定されれば、サンプリングライン毎に、サンプリングラインに含まれるサンプリング点における地層境界面の高度データを基にして、地層境界点を接続する補間曲線を求めることにより、サンプリングラインに沿った断面における地層境界線を生成する(ステップS12)。ここで、地層境界線とは、水平方向に延びる所定の直線に沿った断面と地層境界面との交線を意味するものである。また、地層境界点は、水平面上でその位置が特定されるサンプリング点等の所定の点から延びる垂線と地層境界面との交点を意味するものである。   If a sampling line for generating a temporary mesh is specified, an interpolation curve for connecting the formation boundary point is obtained for each sampling line based on the altitude data of the formation boundary surface at the sampling point included in the sampling line. Thus, the formation boundary line in the cross section along the sampling line is generated (step S12). Here, the formation boundary line means an intersection line between a section along a predetermined straight line extending in the horizontal direction and the formation boundary surface. The formation boundary point means an intersection of a perpendicular extending from a predetermined point such as a sampling point whose position is specified on the horizontal plane and the formation boundary surface.

サンプリングラインLAを例として、サンプリングライン方向に延びる地層境界線の生成を説明する。図10は、サンプリングライン方向に延びる地層境界線を示す図である。図10において、丸印はサンプリング点を示し、三角印はサンプリング点直下の地層境界面上の点、すなわち地層境界点を示している。地層境界点は、サンプリング点におけるボーリング調査により地層境界面の高度データが得られることでその位置が特定される。11は地表、12は地層Iと地層IIとの地層境界線I−II、13は地層IIと地層IIIとの地層境界線II−IIIを示している。なお、図10によれば、解析対象エリアにおいて、地層境界面I−IIと地層境界面II−IIIとの2つの地層境界面が存在するが、以下の説明においては地層境界面I−IIに近似する仮メッシュの生成を例として説明する。地層境界面II−IIIに近似する仮メッシュの生成が同様の方法で実現可能であることは、明らかであろう。   Taking the sampling line LA as an example, generation of a formation boundary line extending in the sampling line direction will be described. FIG. 10 is a diagram illustrating a formation boundary line extending in the sampling line direction. In FIG. 10, a circle indicates a sampling point, and a triangle indicates a point on the formation boundary surface immediately below the sampling point, that is, a formation boundary point. The position of the formation boundary point is specified by obtaining the altitude data of the formation boundary surface by the boring survey at the sampling point. 11 is the ground surface, 12 is the stratum boundary line I-II between the stratum I and the stratum II, and 13 is the stratum boundary line II-III between the stratum II and the stratum III. According to FIG. 10, there are two formation boundary surfaces, formation boundary surface I-II and formation boundary surface II-III, in the analysis target area, but in the following description, formation boundary surface I-II An example of generating an approximate temporary mesh will be described. It will be clear that the generation of a temporary mesh approximating the formation boundary surface II-III can be realized in a similar manner.

地層境界線は、三角印により示されて高さ位置が確定している地層境界点を通過する滑らかな曲線を求めることで生成される。具体的には、地層境界点間の区間並びに地層境界点と解析対象エリアの端部との間の区間として与えられるそれぞれの区間毎に、異なる多項式で表現される補間曲線を割り当てる。補間曲線としては、例えばスプライン曲線やベジェ曲線を使用するのが好適である。スプライン曲線を用いた場合、地層境界点を節点として、節点における補間曲線の接続並びに一次微分および二次微分の連続性が保証される。数学的には、スプライン関数を表す多項式に境界条件を付与して、多項式の係数に係る連立一次方程式を解法することで、各地層境界点を滑らかに接続する曲線を得ることができる。なお、精度が低下しても演算速度の高速化が求められる場合には、地層境界点を線形補間して地層境界線を生成する構成としてもよい。   The formation boundary line is generated by obtaining a smooth curve that passes through the formation boundary point indicated by the triangle mark and whose height position is fixed. Specifically, an interpolation curve expressed by a different polynomial is assigned to each section given as a section between the stratum boundary points and a section between the stratum boundary points and the end of the analysis target area. For example, a spline curve or a Bezier curve is preferably used as the interpolation curve. When the spline curve is used, the boundary of the formation is a node, and the connection of the interpolation curve at the node and the continuity of the first and second derivatives are guaranteed. Mathematically, a boundary condition is given to a polynomial representing a spline function, and a simultaneous linear equation related to the coefficient of the polynomial is solved, thereby obtaining a curve that smoothly connects the boundary points of each layer. In addition, when the calculation speed is required to be increased even if the accuracy is lowered, the formation boundary line may be generated by linearly interpolating formation boundary points.

仮メッシュを生成するためには、解析対象エリアを水平面上で特定する長方形を分割することで形成された直交格子を基礎にして、それぞれの格子点に対応する位置における地層境界面の高度データを算出する必要がある。サンプリングライン方向に延びる地層境界線が生成されれば、それぞれのサンプリングライン毎に、水平面上でサンプリングラインと主方向に対して概ね横断する方向に延びる各格子線との交点を求め、当該交点におけるサンプリングライン方向に延びる地層境界線の高度データを算出する(ステップS13)。図11は、解析対象エリア内に設定された直交格子および主方向のサンプリングラインを示す図である。図11に示されるように、格子線は行方向と列方向とに類別される。行方向に延びる格子線を、それぞれ下方から順にm0,m1,m2,・・・,m13とする。また、列方向に延びる格子線を、それぞれ左方から順にn0,n1,n2・・・,n16とする。主方向のサンプリングラインLA,LB,LCおよびLDに対しては、行方向の格子線が概ね横断する方向に延びている。ここでは、それぞれのサンプリングライン毎に、行方向に延びる格子線m0,m1,m2,・・・,m13との交点を算出する。図11において、黒丸印は、各サンプリングラインと各格子線との交点を示している。   In order to generate a temporary mesh, based on an orthogonal grid formed by dividing a rectangle that specifies the analysis target area on the horizontal plane, the altitude data of the formation boundary surface at the position corresponding to each grid point is obtained. It is necessary to calculate. If a formation boundary line extending in the sampling line direction is generated, for each sampling line, an intersection between the sampling line on the horizontal plane and each grid line extending in a direction substantially transverse to the main direction is obtained, and The altitude data of the formation boundary line extending in the sampling line direction is calculated (step S13). FIG. 11 is a diagram showing orthogonal lattices and sampling lines in the main direction set in the analysis target area. As shown in FIG. 11, the grid lines are classified into a row direction and a column direction. The grid lines extending in the row direction are m0, m1, m2,. In addition, grid lines extending in the column direction are denoted as n0, n1, n2,. For the sampling lines LA, LB, LC, and LD in the main direction, the grid lines in the row direction extend in a direction that substantially crosses. Here, for each sampling line, intersections with grid lines m0, m1, m2,..., M13 extending in the row direction are calculated. In FIG. 11, black circles indicate the intersections between the sampling lines and the grid lines.

サンプリングラインLAを例として、サンプリングラインと各格子線との交点におけるサンプリングライン方向に延びる地層境界線の高度データの算出について説明する。図12は、サンプリングライン方向に延びる地層境界線を示す図である。図12に示されるように、解析対象エリア内においてサンプリング方向に延びる地層境界線を、行方向の格子線数から1を減じた数(この場合は13)で分割する。分割線と地層境界線12との交点を求めることで、地層境界線12について行方向のそれぞれの格子線m0,m1,m2,・・・,m13と交差する位置における高度データを算出することができる。サンプリングラインLB、サンプリングラインLCおよびサンプリングラインLDについても、同様に各サンプリングライン方向に延びる地層境界線について、行方向のそれぞれの格子線m0,m1,m2,・・・,m13と交差する位置における高度データを算出することができる。   Taking the sampling line LA as an example, calculation of altitude boundary level data extending in the sampling line direction at the intersection of the sampling line and each grid line will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating a formation boundary line extending in the sampling line direction. As shown in FIG. 12, the formation boundary line extending in the sampling direction in the analysis target area is divided by the number obtained by subtracting 1 from the number of grid lines in the row direction (in this case, 13). By calculating the intersection of the dividing line and the formation boundary line 12, altitude data at the position where the formation boundary line 12 intersects the respective grid lines m0, m1, m2,..., M13 in the row direction can be calculated. it can. Similarly, for the sampling line LB, the sampling line LC, and the sampling line LD, the formation boundary line extending in the direction of each sampling line is at a position intersecting with the respective grid lines m0, m1, m2,. Altitude data can be calculated.

行方向の各格子線と各サンプリングラインとの交点における高度データが算出されれば、行方向の格子線毎に、各サンプリングラインとの交点における高度データを基にして、地層境界点を接続する補間曲線を求めることにより、行方向の格子線に沿った断面における地層境界線を生成する(ステップS14)。図13は、格子線方向に延びる地層境界線を示す図である。ここでは、格子線m6に沿った地層境界線を例にとって説明する。ステップS13において、格子線m6と各サンプリングラインとの交点における地層境界線の高度データが算出されている。図13において、PAU,PADはサンプリングラインAとの交点上の地層境界点、PBU,PBDはサンプリングラインBとの交点上の地層境界点、PCU,PCDはサンプリングラインCとの交点上の地層境界点、PDU,PDDはサンプリングラインDとの交点上の地層境界点である。また、21は地層Iと地層IIとの間の地層境界線I−II、22は地層IIと地層IIIとの間の地層境界線II−IIIである。   If the altitude data at the intersection of each grid line in the row direction and each sampling line is calculated, the stratum boundary point is connected for each grid line in the row direction based on the altitude data at the intersection with each sampling line. By obtaining the interpolation curve, the formation boundary line in the cross section along the grid line in the row direction is generated (step S14). FIG. 13 is a diagram showing formation boundary lines extending in the lattice line direction. Here, a description will be given by taking the formation boundary line along the grid line m6 as an example. In step S13, the altitude data of the formation boundary line at the intersection of the grid line m6 and each sampling line is calculated. In FIG. 13, PAU and PAD are formation boundary points on the intersection with the sampling line A, PBU and PBD are formation boundary points on the intersection with the sampling line B, and PCU and PCD are formation boundaries on the intersection with the sampling line C. Points, PDUs, and PDDs are formation boundary points on the intersection with the sampling line D. Further, 21 is a formation boundary line I-II between the formation I and the formation II, and 22 is a formation boundary line II-III between the formation II and the formation III.

それぞれのサンプリングラインと格子線m6との交点の水平方向位置座標および地層境界点PAU,PBU,PCUおよびPDUの高度データに基づいて、地層境界点間の区間並びに地層境界点と解析対象エリアの端部との区間として与えられるそれぞれの区間毎に、異なる多項式で表現される補間曲線を割り当てる。この補間曲線の生成については、サンプリングライン方向に延びる地層境界線を生成する際に使用した補間曲線と同様に実現できるので、その説明を省略する。   Based on the horizontal position coordinates of the intersection of each sampling line and the grid line m6 and the altitude data of the stratum boundary points PAU, PBU, PCU and PDU, the section between the stratum boundary points and the end of the stratum boundary point and the analysis target area An interpolation curve expressed by a different polynomial is assigned to each section given as a section with a part. The generation of the interpolation curve can be realized in the same manner as the interpolation curve used when generating the formation boundary line extending in the sampling line direction, and the description thereof is omitted.

格子線方向に延びる地層境界線が生成されれば、当該地層境界線において、格子点毎に当該格子点位置における高度データを算出する(ステップS15)。ここでは、格子線m6を例として、格子線m6方向に延びる地層境界線の各格子点における高度データの算出について説明する。図13に示されるように、解析対象エリア内において格子線m6方向に延びる地層境界線を、列方向の格子線数から1を減じた数(この場合は16)に分割する。これらの分割線と地層境界線21との交点を求めることで、地層境界線21についてそれぞれの格子点K(m6,n0),K(m6,n1),K(m6,n2),・・・,K(m6,n16)の位置における高度データを算出することができる。格子線m0,m1,・・・m5,m7,・・・m16についても、同様に各格子線方向に延びる地層境界線について、それぞれの格子点の位置における高度データを算出することができる。これにより、基礎となる直交格子内の全ての格子点に係る高度データが算出されて、第1の仮メッシュが生成される。   If a formation boundary line extending in the lattice line direction is generated, altitude data at the position of the lattice point is calculated for each lattice point in the formation boundary line (step S15). Here, the calculation of altitude data at each lattice point of the formation boundary line extending in the direction of the lattice line m6 will be described using the lattice line m6 as an example. As shown in FIG. 13, the formation boundary line extending in the direction of the grid line m6 in the analysis target area is divided into a number obtained by subtracting 1 from the number of grid lines in the column direction (16 in this case). By obtaining the intersections of these dividing lines and the formation boundary line 21, the lattice points K (m6, n0), K (m6, n1), K (m6, n2),. , K (m6, n16), altitude data can be calculated. Similarly, for the grid lines m0, m1,... M5, m7,... M16, altitude data at the positions of the respective grid points can be calculated for the formation boundary lines extending in the respective grid line directions. As a result, altitude data relating to all grid points in the basic orthogonal grid is calculated, and a first temporary mesh is generated.

副方向のサンプリングライン群に基づいて生成される第2の仮メッシュについても、第1の仮メッシュと同様の方法を用いて生成可能であることは明らかであろう。但し、第2の仮メッシュについては、第1の仮メッシュと異なり、図11に示されるような格子線との交点は、列方向に延びる格子線との間で求められる。これにより、列方向に延びる格子線毎に、図13に示されるような地層境界線が生成される。このように、第1の仮メッシュと第2の仮メッシュとは、原則的にそれぞれ異なる方向に延びる格子線に沿って地層境界線を生成する。然るに、主方向のサンプリングライン群と副方向のサンプリングライン群との方向に応じて、共に同じ方向に延びる格子線に沿って地層境界線を生成する場合もあり得る。   It will be apparent that the second temporary mesh generated based on the sub-direction sampling line group can also be generated using the same method as the first temporary mesh. However, regarding the second temporary mesh, unlike the first temporary mesh, the intersections with the grid lines as shown in FIG. 11 are obtained between the grid lines extending in the column direction. Thereby, for each lattice line extending in the column direction, a formation boundary line as shown in FIG. 13 is generated. As described above, the first temporary mesh and the second temporary mesh generate the formation boundary lines along lattice lines extending in different directions in principle. However, depending on the direction of the sampling line group in the main direction and the sampling line group in the sub direction, the formation boundary line may be generated along the grid lines that extend in the same direction.

以上のように、この実施の形態1によるメッシュ生成方法によれば、主方向および副方向のサンプリングライン群毎に、それぞれのサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインを設定する第1の工程と、それぞれのサンプリングライン毎に、サンプリングラインに含まれるサンプリング点における地層境界面の高度データを基にして地層境界点を接続する補間曲線を求めることによりサンプリングライン方向に延びる地層境界線を生成する第2の工程と、それぞれのサンプリングライン毎に、水平面上でのサンプリングラインと所定の方向のそれぞれの格子線との交点におけるサンプリングライン方向に延びる地層境界線の高度データを算出する第3の工程と、所定の方向のそれぞれの格子線毎に、前記交点におけるサンプリング方向に延びる地層境界線の高度データを基にして地層境界点を接続する補間曲線を求めることにより所定の方向の格子線方向に延びる地層境界線を生成する第4の工程と、所定の方向の格子線毎に、格子点における格子線方向に延びる地層境界線の高度データを算出する第5の工程とを実行して、主方向のサンプリングライン群から得られる第1の仮メッシュと副方向のサンプリングライン群から得られる第2の仮メッシュとを合成することで地層境界面を近似するメッシュを生成するように構成したので、サンプリング点を格子点に一致させる必要がなくなって地盤解析システムのフレキシビリティを向上させることができる。また、複数の地層境界点を接続して構成される地層境界線を補間曲線を用いて生成するように構成したことで、格子点に係る高度データを補間曲線に基づいて算出するので、単純平均により格子点に係る高度データを算出していた従来の手法と比較して、地層境界面を近似するメッシュを高い精度で得ることができる。さらに、地層境界面を近似するメッシュを生成するのに必要となる主な演算が補間曲線の算出に係る演算やサンプリングラインと格子線との交点に係る高度データの算出に係る演算等であるので、サンプリング点を基にして補間曲面を生成する場合等と比較して、メッシュ生成処理を高速に実行することができる。   As described above, according to the mesh generation method according to the first embodiment, the first step of setting the sampling lines included in each sampling line group for each sampling line group in the main direction and the sub direction, Generating a formation boundary line extending in the sampling line direction by obtaining an interpolation curve connecting the formation boundary points based on altitude data of the formation boundary surface at the sampling points included in the sampling line A third step of calculating height data of a formation boundary line extending in the sampling line direction at the intersection of the sampling line on the horizontal plane and each lattice line in a predetermined direction for each sampling line; For each grid line in the direction of A fourth step of generating a formation boundary line extending in a grid line direction in a predetermined direction by obtaining an interpolation curve connecting the formation boundary points based on altitude data of the formation boundary line extending to A fifth step of calculating altitude data of the formation boundary line extending in the lattice line direction at the lattice point for each line, and performing sampling in the sub-direction and the first temporary mesh obtained from the sampling line group in the main direction Since it is configured to generate a mesh that approximates the formation boundary by combining the second temporary mesh obtained from the line group, there is no need to match the sampling points to the grid points, and the flexibility of the ground analysis system Can be improved. In addition, since it is configured to generate a formation boundary line that is formed by connecting a plurality of formation boundary points using an interpolation curve, altitude data related to the lattice points is calculated based on the interpolation curve. Compared with the conventional method which calculated the altitude data related to the grid points, a mesh that approximates the formation boundary surface can be obtained with high accuracy. Furthermore, since the main operations necessary to generate a mesh that approximates the formation boundary surface are operations related to calculation of interpolation curves, operations related to calculation of altitude data related to intersections of sampling lines and grid lines, etc. Compared with the case where an interpolation curved surface is generated based on sampling points, the mesh generation processing can be executed at high speed.

また、それぞれの格子点について、主方向のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高度データと、副方向のサンプリング群から得られる仮メッシュにおける高度データとの重み付け平均値を高度データとすることで、地層境界面を近似するメッシュを生成するように構成したので、主方向における調査数や調査精度と、副方向における調査数や調査精度との差異に応じて、それぞれ適切な重み値を設定することにより、地層境界面を近似するメッシュをより高い精度で得ることができる。   In addition, for each grid point, by making the altitude data the weighted average value of the altitude data in the temporary mesh obtained from the sampling line group in the main direction and the altitude data in the temporary mesh obtained from the sampling group in the sub direction, Since it is configured to generate a mesh that approximates the stratum boundary, an appropriate weight value must be set according to the difference between the number of surveys and survey accuracy in the main direction and the number of surveys and survey accuracy in the sub-direction. Thus, a mesh approximating the formation boundary surface can be obtained with higher accuracy.

また、それぞれの格子点について、主方向のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインまでの最短距離と、副方向のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインまでの最短距離との比に基づいて重み付け平均において用いる重み値を決定するように構成したので、サンプリングラインまでの距離の比に応じて、近い方のサンプリングラインが属するサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高度データに対する重み値を適度に大きくすることができるから、地層境界面を近似するメッシュをより高い精度で得ることができる。   In addition, for each lattice point, a weighted average is used based on the ratio of the shortest distance to the sampling line included in the sampling line group in the main direction and the shortest distance to the sampling line included in the sampling line group in the sub direction. Since the weight value is determined, the weight value for altitude data in the temporary mesh obtained from the sampling line group to which the closer sampling line belongs can be appropriately increased according to the ratio of the distance to the sampling line. Therefore, a mesh that approximates the formation boundary surface can be obtained with higher accuracy.

また、それぞれの格子点について決定された重み値に所定の定数を乗じて新たな重み値を算出するように構成したので、主方向における調査数や調査精度と副方向における調査数や調査精度との差異に基づいて上記定数を設定することで、サンプリングラインへの最短距離の比に基づいて算出された重み値を適切に補正することができて、地層境界面を近似するメッシュをより高い精度で得ることができる。   In addition, since the new weight value is calculated by multiplying the weight value determined for each grid point by a predetermined constant, the number of investigations and investigation accuracy in the main direction and the number of investigations and investigation accuracy in the sub-direction By setting the above constant based on the difference in the weight, the weight value calculated based on the ratio of the shortest distance to the sampling line can be corrected appropriately, and the mesh that approximates the formation boundary surface has higher accuracy. Can be obtained at

また、補間曲線としてスプライン曲線を用いることとしたので、複数の地層境界点を通過する滑らかで精度の高い地層境界線を生成することが可能となり、地層境界面に対するメッシュの近似精度を向上することができるという効果を奏する。   In addition, since a spline curve is used as the interpolation curve, it is possible to generate a smooth and accurate formation boundary line that passes through multiple formation boundary points, and to improve the approximation accuracy of the mesh to the formation boundary surface There is an effect that can be.

また、地形図が表示される画面上において、任意の矩形状の解析対象エリアを設定可能としたので、解析を実施する対象範囲を地形図上で明確に把握できるとともに、解析する範囲の大きさや形状を任意に変えて解析に適した地盤解析用メッシュを生成することができるから、ユーザの利便性を向上することができる。   In addition, since an arbitrary rectangular analysis target area can be set on the screen on which the topographic map is displayed, the target range to be analyzed can be clearly understood on the topographic map, and the size of the analysis range can be determined. Since a ground analysis mesh suitable for analysis can be generated by arbitrarily changing the shape, user convenience can be improved.

図2および図9に示されるフローチャートにおける各ステップを実行するプログラムコードから成るメッシュ生成プログラムは、当該メッシュ生成プログラムが記憶されたCD−ROMやDVD−ROM等の情報記憶媒体を入手することで、あるいは当該メッシュ生成プログラムが格納された外部のサーバからダウンロードすることで利用することができる。情報記憶媒体から読み出されるか、あるいは外部のサーバからダウンロードされたメッシュ生成プログラムは、地盤解析システム1の記憶部3にインストールされる。記憶部3にインストールされたメッシュ生成プログラムを、プログラム実行部2により実行することで、上記のメッシュ生成方法を実現することができる。   A mesh generation program comprising program codes for executing the steps in the flowcharts shown in FIGS. 2 and 9 is obtained by obtaining an information storage medium such as a CD-ROM or DVD-ROM in which the mesh generation program is stored. Or it can utilize by downloading from the external server in which the said mesh production | generation program was stored. The mesh generation program read from the information storage medium or downloaded from an external server is installed in the storage unit 3 of the ground analysis system 1. By executing the mesh generation program installed in the storage unit 3 by the program execution unit 2, the mesh generation method described above can be realized.

なお、上記の実施の形態1により説明されるメッシュ生成方法およびメッシュ生成プログラムは、本願発明を限定するものではなく、例示することを意図して開示されているものである。本願発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載により定められるものであり、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において種々の設計的変更が可能である。例えば、本願発明に係るメッシュ生成方法およびメッシュ生成プログラムについては、地盤解析用メッシュの生成に限定されるものではなく、水平面上において範囲が特定されている三次元空間内で、当該範囲にわたって延びる任意の境界面を近似するメッシュの生成に広く適用できるものである。この場合、それぞれが水平面内位置および当該位置における境界面の高さに係るデータを有して、水平面内で概ね直線上に配列される複数のサンプリング点の集合から成るサンプリングラインが複数個設定される。また、これらのサンプリングラインを、サンプリングラインの方向に応じて1または複数の群に類別することで得られる1または複数のサンプリングライン群が設定される。サンプリングライン群の数についても、2に限定されるものではない。例えば、3つのサンプリングライン群が設定される場合には、それぞれのサンプリングライン群に基づいて3つの仮メッシュを生成し、生成された3つの仮メッシュに係る重み付け平均演算を実行することで、境界面を近似するメッシュを生成することができる。   Note that the mesh generation method and the mesh generation program described in the first embodiment are not intended to limit the present invention, but are disclosed for the purpose of illustration. The technical scope of the present invention is defined by the description of the scope of claims, and various design changes can be made within the technical scope described in the scope of claims. For example, the mesh generation method and the mesh generation program according to the present invention are not limited to generation of a mesh for ground analysis, but are arbitrary extending over the range in a three-dimensional space in which the range is specified on a horizontal plane. It can be widely applied to the generation of a mesh that approximates the boundary surface of. In this case, a plurality of sampling lines each including a set of a plurality of sampling points arranged in a substantially straight line in the horizontal plane are set, each having data on the horizontal plane position and the height of the boundary surface at the position. The Further, one or a plurality of sampling line groups obtained by classifying these sampling lines into one or a plurality of groups according to the direction of the sampling lines are set. Also, the number of sampling line groups is not limited to two. For example, when three sampling line groups are set, three temporary meshes are generated based on the respective sampling line groups, and a weighted average operation related to the generated three temporary meshes is performed, whereby a boundary is obtained. A mesh approximating the surface can be generated.

また、上記の実施の形態では、メッシュ生成や地盤解析等の計算処理と画面表示やユーザ入力等の処理とを同一のコンピュータ上で実行する構成としている。このような構成の他にも、ホストコンピュータと端末コンピュータとから地盤解析システムを構成するようにしてもよい。この場合、ホストコンピュータによりメッシュ生成や地盤解析等の計算処理を実行するとともに、端末コンピュータにより計算結果の表示やユーザ入力等の処理を実行する。例えば、インターネット上のサーバをホストコンピュータとして使用し、インターネット経由でアクセスしてきたユーザ端末に対して地盤解析サービスを提供する。   In the above embodiment, calculation processing such as mesh generation and ground analysis and processing such as screen display and user input are executed on the same computer. In addition to such a configuration, a ground analysis system may be configured from a host computer and a terminal computer. In this case, calculation processing such as mesh generation and ground analysis is executed by the host computer, and processing such as calculation result display and user input is executed by the terminal computer. For example, using a server on the Internet as a host computer, a ground analysis service is provided to a user terminal accessed via the Internet.

本願発明は、地盤解析用メッシュの生成をはじめとして、水平面内における範囲が特定された3次元空間において当該範囲にわたって延びる境界面を近似するメッシュの生成に広く適用できるものである。   The present invention can be widely applied to generation of a mesh that approximates a boundary surface extending over a range in a three-dimensional space in which the range in the horizontal plane is specified, including generation of a mesh for ground analysis.

本願発明に係るメッシュ生成方法を使用する地盤解析システムの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the ground analysis system which uses the mesh production | generation method which concerns on this invention. この発明の実施の形態1によるメッシュ生成方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the mesh production | generation method by Embodiment 1 of this invention. 地形図内に設定された解析対象エリアを示す図である。It is a figure which shows the analysis object area set in the topographic map. 解析対象エリア内に設定されたサンプリングラインを示す図である。It is a figure which shows the sampling line set in the analysis object area. 主方向のサンプリングライン群に基づいて生成された仮メッシュを示す図である。It is a figure which shows the temporary mesh produced | generated based on the sampling line group of the main direction. 副方向のサンプリングライン群に基づいて生成された仮メッシュを示す図である。It is a figure which shows the temporary mesh produced | generated based on the sampling line group of the sub direction. 重み値の算出方法を示す図である。It is a figure which shows the calculation method of a weight value. 合成されたメッシュを示す図である。It is a figure which shows the synthesize | combined mesh. 仮メッシュを生成する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of producing | generating a temporary mesh. サンプリングライン方向に延びる地層境界線を示す図である。It is a figure which shows the stratum boundary line extended in a sampling line direction. 解析対象エリア内に設定された直交格子および主方向のサンプリングラインを示す図である。It is a figure which shows the orthogonal lattice set in the analysis object area, and the sampling line of the main direction. サンプリングライン方向に延びる地層境界線を示す図である。It is a figure which shows the stratum boundary line extended in a sampling line direction. 格子線方向に延びる地層境界線を示す図である。It is a figure which shows the stratum boundary line extended in a lattice line direction.

符号の説明Explanation of symbols

1 地盤解析システム、2 プログラム実行部、3 記憶部、4 表示部、5 形状モデリングプログラム、6 メッシュ生成プログラム、7 解析プログラム、8 表示用プログラム、9 データベース、11 地表、12,13,21,22 地層境界線


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ground analysis system, 2 Program execution part, 3 Storage part, 4 Display part, 5 Shape modeling program, 6 Mesh generation program, 7 Analysis program, 8 Display program, 9 Database, 11 Ground surface, 12, 13, 21, 22 Stratum boundary


Claims (9)

水平面上で解析対象エリアが特定されている三次元空間内で、解析対象エリアにわたって延びる地層境界面を近似するメッシュを生成する地盤解析用メッシュ生成方法において、
それぞれが水平面内位置および当該位置における地層境界面の高さに係るデータを有して、水平面内で概ね直線上に配列される複数のサンプリング点の集合から成る複数のサンプリングラインを、サンプリングラインの方向に応じてそれぞれ類別することで得られる2つのサンプリングライン群毎に、
それぞれのサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインを特定する第1の工程と、
それぞれのサンプリングライン毎に、サンプリングラインに含まれるサンプリング点における地層境界面の高さを基にして地層境界点を接続する補間曲線を求めることによりサンプリングライン方向に延びる地層境界線を生成する第2の工程と、
それぞれのサンプリングライン毎に、水平面上でのサンプリングラインと所定の方向のそれぞれの格子線との交点におけるサンプリングライン方向に延びる地層境界線の高さを算出する第3の工程と、
所定の方向のそれぞれの格子線毎に、前記交点におけるサンプリング方向に延びる地層境界線の高さを基にして地層境界点を接続する補間曲線を求めることにより所定の方向の格子線方向に延びる地層境界線を生成する第4の工程と、
所定の方向の格子線毎に、格子点における格子線方向に延びる地層境界線の高さを算出する第5の工程とを実行して、
第1のサンプリングライン群から得られる仮メッシュと、第2のサンプリングライン群から得られる仮メッシュとを合成することで地層境界面を近似するメッシュを生成することを特徴とする地盤解析用メッシュ生成方法。
In the three-dimensional space in which the analysis target area is specified on the horizontal plane, a mesh generation method for ground analysis that generates a mesh that approximates the formation boundary surface extending over the analysis target area.
A plurality of sampling lines each including a set of a plurality of sampling points arranged in a substantially straight line in the horizontal plane, each having data on the horizontal plane position and the height of the formation boundary surface at the position, For each of the two sampling line groups obtained by classifying according to the direction,
A first step of identifying sampling lines included in each sampling line group;
For each sampling line, by generating an interpolation curve that connects the formation boundary points based on the height of the formation boundary surface at the sampling points included in the sampling lines, a formation boundary line extending in the sampling line direction is generated. And the process of
A third step of calculating, for each sampling line, the height of the formation boundary line extending in the sampling line direction at the intersection of the sampling line on the horizontal plane and each lattice line in a predetermined direction;
For each grid line in a predetermined direction, the formation extending in the grid line direction in the predetermined direction by obtaining an interpolation curve connecting the formation boundary points based on the height of the formation boundary line extending in the sampling direction at the intersection A fourth step of generating a boundary line;
Performing a fifth step of calculating the height of the formation boundary line extending in the lattice line direction at the lattice point for each lattice line in a predetermined direction;
Generating a ground analysis mesh characterized by generating a mesh that approximates the formation boundary by combining a temporary mesh obtained from the first sampling line group and a temporary mesh obtained from the second sampling line group Method.
それぞれの格子点毎に、第1のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さと、第2のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さとの重み付け平均値を当該格子点における高さとすることで、地層境界面を近似するメッシュを生成することを特徴とする請求項1記載の地盤解析用メッシュ生成方法。 For each grid point, the weighted average value of the height in the temporary mesh obtained from the first sampling line group and the height in the temporary mesh obtained from the second sampling line group is set as the height at the grid point. 2. The method for generating a mesh for ground analysis according to claim 1, wherein a mesh that approximates the formation boundary surface is generated. それぞれの格子点毎に、第1のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインまでの最短距離と、第2のサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインまでの最短距離との比に基づいて、第1のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さに対する重み値および第2のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さに対する重み値を算出することを特徴とする請求項2記載の地盤解析用メッシュ生成方法。 For each grid point, the first sampling is performed based on the ratio of the shortest distance to the sampling line included in the first sampling line group and the shortest distance to the sampling line included in the second sampling line group. The ground analysis mesh generation method according to claim 2, wherein a weight value for the height in the temporary mesh obtained from the line group and a weight value for the height in the temporary mesh obtained from the second sampling line group are calculated. . それぞれの格子点毎に、第1のサンプリングライン群から得られる仮メッシュにおける高さに対する重み値に所定の定数を乗じて新たな重み値とするとともに、1から前記定数を乗じて得られた前記重み値を減じた値を第2のサンプリング群から得られるメッシュにおける高さに対する新たな重み値とすることを特徴とする請求項3記載の地盤解析用メッシュ生成方法。 For each grid point, the weight value for the height in the temporary mesh obtained from the first sampling line group is multiplied by a predetermined constant to obtain a new weight value, and the weight value obtained by multiplying the constant from 1 is obtained. The ground analysis mesh generation method according to claim 3, wherein a value obtained by subtracting the weight value is used as a new weight value for the height in the mesh obtained from the second sampling group. 補間曲線として、スプライン曲線が使用されることを特徴とする請求項1記載の地盤解析用メッシュ生成方法。 2. The ground analysis mesh generation method according to claim 1, wherein a spline curve is used as the interpolation curve. 地形図が表示される画面上において、任意の矩形状の解析対象エリアを設定することができることを特徴とする請求項1記載の地盤解析用メッシュ生成方法。 2. The ground analysis mesh generation method according to claim 1, wherein an arbitrary rectangular analysis target area can be set on a screen on which a topographic map is displayed. それぞれが水平面内位置および当該位置における地層境界面の高さに係るデータを有して、水平面内で概ね直線上に配列される複数のサンプリング点の集合から成る複数のサンプリングラインを、サンプリングラインの方向に応じて第1のサンプリングライン群または第2のサンプリングライン群のいずれかに類別するステップと、
第1のサンプリングライン群を基にして、地層境界面を近似する仮メッシュを生成するステップと、
第2のサンプリングライン群を基にして、地層境界面を近似する仮メッシュを生成するステップと、
第1のサンプリングライン群から得られる仮メッシュと、第2のサンプリングライン群から得られる仮メッシュとを合成することで地層境界面を近似するメッシュを生成するステップとを有して構成され、
サンプリングライン群を基にして地層境界面を近似する仮メッシュを生成するステップが、
サンプリングライン群に含まれるサンプリングラインを特定する第1のステップと、
それぞれのサンプリングライン毎に、サンプリングラインに含まれるサンプリング点における地層境界面の高さを基にして地層境界点を接続する補間曲線を求めることによりサンプリングライン方向に延びる地層境界線を生成する第2のステップと、
それぞれのサンプリングライン毎に、水平面上でのサンプリングラインと所定の方向のそれぞれの格子線との交点におけるサンプリングライン方向に延びる地層境界線の高さを算出する第3のステップと、
所定の方向のそれぞれの格子線毎に、前記交点におけるサンプリング方向に延びる地層境界線の高さを基にして地層境界点を接続する補間曲線を求めることにより所定の方向の格子線方向に延びる地層境界線を生成する第4のステップと、
所定の方向の格子線毎に、格子点における格子線方向に延びる地層境界線の高さを算出する第5のステップとを有して構成されることを特徴とする地盤解析用メッシュ生成プログラム。
A plurality of sampling lines each including a set of a plurality of sampling points arranged in a substantially straight line in the horizontal plane, each having data on the horizontal plane position and the height of the formation boundary surface at the position, Categorizing into either a first sampling line group or a second sampling line group depending on the direction;
Generating a temporary mesh approximating the formation boundary surface based on the first sampling line group;
Generating a temporary mesh approximating the formation boundary surface based on the second sampling line group;
A step of generating a mesh that approximates the formation boundary surface by combining the temporary mesh obtained from the first sampling line group and the temporary mesh obtained from the second sampling line group;
The step of generating a temporary mesh that approximates the formation boundary surface based on the sampling line group,
A first step of identifying sampling lines included in the sampling line group;
For each sampling line, by generating an interpolation curve that connects the formation boundary points based on the height of the formation boundary surface at the sampling points included in the sampling lines, a formation boundary line extending in the sampling line direction is generated. And the steps
A third step of calculating the height of the formation boundary line extending in the sampling line direction at the intersection of the sampling line on the horizontal plane and each lattice line in a predetermined direction for each sampling line;
For each grid line in a predetermined direction, the formation extending in the grid line direction in the predetermined direction by obtaining an interpolation curve connecting the formation boundary points based on the height of the formation boundary line extending in the sampling direction at the intersection A fourth step of generating a boundary line;
A ground generation mesh generation program comprising: a fifth step of calculating a height of a formation boundary line extending in a lattice line direction at a lattice point for each lattice line in a predetermined direction.
水平面上の範囲が特定されている三次元空間内で、特定された水平面上の範囲にわたって延びる境界面を近似するメッシュを生成するメッシュ生成方法において、
それぞれが水平面内位置および当該位置における境界面の高さに係るデータを有して、水平面内で概ね直線上に配列される複数のサンプリング点の集合から成る複数のサンプリングラインを、サンプリングラインの方向に応じて1または複数の群に類別することで得られる1または複数のサンプリングライン群毎に、
それぞれのサンプリングライン群に含まれるサンプリングラインを特定する第1の工程と、
それぞれのサンプリングライン毎に、サンプリングラインに含まれるサンプリング点における境界面の高さを基にして境界点を接続する補間曲線を求めることによりサンプリングラインに沿った断面と境界面との交線となるサンプリングライン方向に延びる境界線を生成する第2の工程と、
それぞれのサンプリングライン毎に、水平面上でのサンプリングラインと所定の方向のそれぞれの格子線との交点におけるサンプリングライン方向に延びる境界線の高さを算出する第3の工程と、
所定の方向のそれぞれの格子線毎に、前記交点における境界線の高さを基にして境界点を接続する補間曲線を求めることにより所定の方向の格子線に沿った断面と境界面との交線となる格子線方向に延びる境界線を生成する第4の工程と、
所定の方向の格子線毎に、格子点における格子線方向に延びる境界線の高さを算出する第5の工程とを実行して、
サンプリングライン群毎に仮メッシュを生成し、
2以上のサンプリングライン群から得られた仮メッシュを合成することで境界面を近似するメッシュを生成することを特徴とするメッシュ生成方法。
In a mesh generation method for generating a mesh approximating a boundary surface extending over a range on a specified horizontal plane in a three-dimensional space in which the range on a horizontal plane is specified,
A plurality of sampling lines each comprising a set of sampling points arranged in a substantially straight line in the horizontal plane, each having data relating to the position in the horizontal plane and the height of the boundary surface at the position, and the direction of the sampling line For each sampling line group or groups obtained by classifying into one or more groups according to
A first step of identifying sampling lines included in each sampling line group;
For each sampling line, an intersection curve between the cross section and the boundary surface along the sampling line is obtained by obtaining an interpolation curve that connects the boundary points based on the height of the boundary surface at the sampling points included in the sampling line. A second step of generating a boundary line extending in the sampling line direction;
A third step of calculating, for each sampling line, the height of the boundary line extending in the sampling line direction at the intersection of the sampling line on the horizontal plane and each lattice line in a predetermined direction;
For each grid line in a predetermined direction, an intersection curve between the cross section and the boundary surface along the grid line in the predetermined direction is obtained by obtaining an interpolation curve that connects the boundary points based on the height of the boundary line at the intersection. A fourth step of generating a boundary line extending in a lattice line direction to be a line;
For each grid line in a predetermined direction, perform a fifth step of calculating the height of the boundary line extending in the grid line direction at the grid point,
Generate a temporary mesh for each sampling line group,
A mesh generation method characterized by generating a mesh that approximates a boundary surface by synthesizing temporary meshes obtained from two or more sampling line groups.
それぞれが水平面内位置および当該位置における境界面の高さに係るデータを有して、水平面内で概ね直線上に配列される複数のサンプリング点の集合から成る複数のサンプリングラインを、サンプリングラインの方向に応じて1または複数のサンプリングライン群に類別するステップと、
サンプリングライン群毎に、当該サンプリングライン群を基にして、境界面を近似する仮メッシュを生成するステップと、
2以上のサンプリングライン群から得られた仮メッシュを合成することで境界面を近似するメッシュを生成するステップとを有して構成され、
サンプリングライン群を基にして境界面を近似する仮メッシュを生成するステップが、
サンプリングライン群に含まれるサンプリングラインを特定する第1のステップと、
それぞれのサンプリングライン毎に、サンプリングラインに含まれるサンプリング点における境界面の高さを基にして境界点を接続する補間曲線を求めることによりサンプリングラインに沿った断面と境界面との交線となるサンプリングライン方向に延びる境界線を生成する第2のステップと、
それぞれのサンプリングライン毎に、水平面上でのサンプリングラインと所定の方向のそれぞれの格子線との交点におけるサンプリングライン方向に延びる境界線の高さを算出する第3のステップと、
所定の方向のそれぞれの格子線毎に、前記交点における境界線の高さを基にして境界点を接続する補間曲線を求めることにより所定の方向の格子線に沿った断面と境界面との交線となる格子線方向に延びる境界線を生成する第4のステップと、
所定の方向の格子線毎に、格子点における格子線方向に延びる境界線の高さを算出する第5のステップとを有して構成されることを特徴とするメッシュ生成プログラム。


A plurality of sampling lines each comprising a set of sampling points arranged in a substantially straight line in the horizontal plane, each having data relating to the position in the horizontal plane and the height of the boundary surface at the position, and the direction of the sampling line Categorizing into one or more sampling line groups according to
For each sampling line group, generating a temporary mesh that approximates the boundary surface based on the sampling line group;
Generating a mesh that approximates the boundary surface by combining temporary meshes obtained from two or more sampling line groups,
Generating a temporary mesh approximating the boundary surface based on the sampling line group,
A first step of identifying sampling lines included in the sampling line group;
For each sampling line, an intersection curve between the cross section and the boundary surface along the sampling line is obtained by obtaining an interpolation curve that connects the boundary points based on the height of the boundary surface at the sampling points included in the sampling line. A second step of generating a boundary line extending in the sampling line direction;
A third step of calculating, for each sampling line, the height of the boundary line extending in the sampling line direction at the intersection of the sampling line on the horizontal plane and each lattice line in a predetermined direction;
For each grid line in a predetermined direction, an intersection curve between the cross section and the boundary surface along the grid line in the predetermined direction is obtained by obtaining an interpolation curve that connects the boundary points based on the height of the boundary line at the intersection. A fourth step of generating a boundary line extending in a lattice line direction to be a line;
A mesh generation program comprising: a fifth step of calculating a height of a boundary line extending in a lattice line direction at a lattice point for each lattice line in a predetermined direction.


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