三维地质结构模型中闭合地质块体的构建

三维地质建模中现有地质闭合区块搜索算法基于网格单元间的拓扑进行拓扑搜索,面临着拓扑信息冗余、计算量大、计算复杂度高等缺点.针对这一问题,以搜索拓扑封闭三维地质区块作为研究目标,提出一种适合表达地质界面复杂拓扑关系的拓扑模型,并在该模型上实现快速地质闭合块体搜索.由于地质闭合区块的搜索本质上应该在拓扑空间进行,因此分别定义了拓扑分界点、拓扑分界线、拓扑分界面片、拓扑分界面、闭合区块来表达复杂的地质模型在拓扑空间中的结构,将几何空间与拓扑空间分开表达存储,并在构建过程利用地质曲面的边界信息,遵从点、线、面、体的顺序逐级进行构建:依据拓扑分界点定义在三维曲面边界信息中构建拓扑分界点;在2个拓扑分界点间构建拓扑分界线并填充其拓扑信息;在拓扑分界面上追踪由拓扑分界线组成的封闭拓扑分界面片;对全局拓扑分界面片进行拓扑分析得到闭合区块.实例测试表明,由于拓扑模型的构建过程只利用了地质曲面的边界信息,因此构建过程快速,大大简化了识别的复杂度,可以满足任意复杂曲面间的接触关系的处理,也就从理论上解决了任意复杂的三维地质闭合区块的快速识别问题.

一种新的轮廓线三维地质表面重建方法

在三维地质建模中,由于地质剖面与医学CT有本质上的相似性,因此,轮廓线的三维表面重建技术有广泛的应用。目前,较为成熟的算法并没有考虑地质数据的特殊性,由于地质体形态复杂多变,地质剖面稀疏、数据来源多样等特点,将普适的算法应用到地质建模中,只是解决了重建曲面的合理性,并没有关注曲面的几何质量,导致曲面无法达到地质建模对于模型质量的要求。本文针对地质数据的特点,提出了一种新的轮廓线表面重构方法。在不改变轮廓线连接的合理性与正确性的情况下,通过生成过渡剖面轮廓线,克服传统方法生成曲面过于粗糙的缺点,以提高建模质量。在Creatar三维地质基础平台上,对多种情况的剖面数据实验结果表明,在数据稀疏的情况下达到了良好的建模效果。该方法的扩展模型满足了地质剖面轮廓线建模中复杂地质情况,以及交叉剖面数据的曲面重建,且算法复杂度低,实现简单,有较强的实用性。