一種地裂縫地質體的三維建模可視化方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術是一種針對地裂縫地質體的三維建模可視化方法及裝置，該方法包括：步驟1：讀取輸入的多源地質數據文件，反演出地質結構數據，儲存于數據存儲模塊；讀取地裂縫控制點文件、地裂縫特征信息文件，并將讀取的數據組組織為地裂縫數據儲存于數據存儲模塊；步驟2：對建立的三維地質體模型和三維地裂縫模型進行空間布爾運算，得到三維地裂縫地質體模型；步驟3：利用可視化圖形接口根據需求渲染三維地質體模型、三維地裂縫模型和三維地裂縫地質體模型，完成地裂縫地質體的三維可視化表達。本發明專利技術能夠描述地裂縫模型與地質體模型間的拓撲關系，支持空間拓撲運算。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于地裂縫災害監測與防治
，具體涉及一種針對地裂縫的地質體三維建模與可視化的方法及裝置，特別是基于可視化技術的地裂縫災害監測與防治的管理決策支持與地裂縫災害的科普教育。
技術介紹
三維地裂縫地質體建模與可視化技術是地裂縫災害監測與防治工作中真實反映地裂縫形態特征的重要手段，并且能幫助研究人員深刻理解地裂縫在地層中的空間展布形態。現有的針對地裂縫地質體的建模與可視化方法或采用多邊形切割的方式表現地表裂縫，或以一個縱向面表示地裂縫，在地表上以折線段的形式體現。這些方法只能對地裂縫進行示意性表達，缺乏對地裂縫三維特征的真實描述。并且，現有方法沒有記錄地質體與地裂縫之間的空間拓撲關系，增加了空間查詢、分析的難度。因此，有必要開發出一種新型實用的方法，對地裂縫地質體進行三維建模及可視化表達。特別是對于一些不具備專業知識的決策者來說，對地裂縫地質體進行真三維可視化表達將更有助于他們理解地裂縫的形成機理、發展過程以及對地表建筑的影響。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于通過三維建模以及可視化技術真實描述地裂縫地質體的三維形態特征，解決當前方法無法直觀表現地裂縫地質體的問題，為此本專利技術提供一種針對地裂縫地質體的三維建模可視化方法及裝置。為達成所述目的，本專利技術的第一方面是提供一種針對地裂縫地質體的三維建模可視化方法，該方法的步驟如下：步驟1：讀取輸入的多源地質數據文件，反演出地質結構數據，儲存于數據存儲模塊；讀取地裂縫控制點文件、地裂縫特征信息文件，并將讀取的數據組組織為地裂縫數據儲存于數據存儲模塊；步驟2：對建立的三維地質體模型和三維地裂縫模型進行空間布爾運算，得到三維地裂縫地質體模型；步驟3：利用可視化圖形接口根據需求渲染三維地質體模型、三維地裂縫模型和三維地裂縫地質體模型，完成地裂縫地質體的三維可視化表達。為達成所述目的，本專利技術的第二方面是提供一種使用所述針對地裂縫地質體的三維建模可視化方法的針對地裂縫地質體的三維建模可視化裝置，該裝置的技術方案包括：第一輸入模塊、第二輸入模塊、數據存儲模塊、第一控制模塊、第二控制模塊、第三控制模塊和三維可視化模塊，其中：數據存儲模塊與第一輸入模塊連接，獲得第一輸入模塊輸出的地質結構數據；數據存儲模塊與第二輸入模塊連接，獲得第二輸入模塊輸出的地裂縫數據；第一控制模塊和第二控制模塊分別連接數據存儲模塊，第一控制模塊接收地質結構數據，建立三維地質體模型；第二控制模塊接收地裂縫數據，建立三維地裂縫模型；第三控制模塊與對應的第一控制模塊和第二控制模塊連接；第三控制模塊通過對三維地質體模型和三維地裂縫模型間的空間布爾運算操作，得到三維地裂縫地質體模型；三維可視化模塊與對應的第三控制模塊、第一控制模塊以及第二控制模塊連接；三維可視化模塊通過三維地裂縫地質體模型、三維地質體模型以及三維地裂縫模型，獲得地裂縫地質體的三維可視化表達。本專利技術相對于現有技術，具有以下優點和積極效果：(1)通過模型間的空間布爾運算，使三維地裂縫地質體模型既包含地層起伏信息，又結合模擬的地裂縫三維模型，能夠真實描述地裂縫三維形態特征，為地裂縫災害研究者提供更直觀的空間體信息。(2)通過記錄三維地裂縫模型與三維地質體模型間的廣義三棱柱體元的拓撲關系，能夠描述三維地裂縫模型與三維地質體模型間的拓撲關系，支持空間拓撲運算，在地裂縫災害預測和防治研究工作中，為災害影響范圍等空間分析提供空間數據基礎。附圖說明圖1是本專利技術的三維可視化裝置的示意圖。圖2是本專利技術的三維可視化方法的流程圖。圖3是本專利技術的地裂縫傾角與地裂縫深度說明圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，下面以具體實施并結合附圖對本專利技術作進一步說明。請參閱圖1示出，本專利技術針對地裂縫地質體的三維建模可視化方法，該方法的步驟如下：步驟1：讀取輸入的多源地質數據文件，反演出地質結構數據，儲存于數據存儲模塊；讀取地裂縫控制點文件、地裂縫特征信息文件，并將讀取的數據組組織為地裂縫數據儲存于數據存儲模塊；步驟2：對建立的三維地質體模型和三維地裂縫模型進行空間布爾運算，得到三維地裂縫地質體模型；步驟3：利用可視化圖形接口根據需求渲染三維地質體模型、三維地裂縫模型和三維地裂縫地質體模型，完成地裂縫地質體的三維可視化表達。實施例1本實施例是使用如圖1的方法實現圖2所示為針對地裂縫地質體的三維建模可視化裝置的實施例，本專利技術在計算機中實現。本專利技術裝置包括：第一輸入模塊1、第二輸入模塊2、數據存儲模塊3、第一控制模塊4、第二控制模塊5、第三控制模塊6和三維可視化模塊7，其中：數據存儲模塊3與第一輸入模塊1連接，獲得第一輸入模塊1輸出的地質結構數據；數據存儲模塊3與第二輸入模塊2連接，獲得第二輸入模塊2輸出的地裂縫數據；第一控制模塊4和第二控制模塊5分別與數據存儲模塊3連接，第一控制模塊4接收地質結構數據，建立三維地質體模型；第二控制模塊5接收地裂縫數據，建立三維地裂縫模型；第三控制模塊6與對應的第一控制模塊4和第二控制模塊5連接；第三控制模塊6通過對三維地質體模型和三維地裂縫模型間的空間布爾運算操作，得到三維地裂縫地質體模型；三維可視化模塊7與對應的第三控制模塊6、第一控制模塊4以及第二控制模塊5連接；三維可視化模塊7通過三維地裂縫地質體模型、三維地質體模型以及三維地裂縫模型，獲得地裂縫地質體的三維可視化表達。所述第一輸入模塊1，將采集的多源地質數據轉換為統一的地質結構數據。所述第二輸入模塊2，將輸入的地裂縫文件，按設定的地裂縫點序規則組織成為描述地裂縫形態的地裂縫數據。所述數據存儲模塊3，以二進制的形式存儲地質結構數據和地裂縫數據。實施例2續請參閱圖2所示實現針對地裂縫地質體的三維建模可視化裝置的實施例，本實施例中數據存儲模塊3與第一輸入模塊1連接，接收第一輸入模塊1輸出的地質結構數據，并以二進制的形式存儲到數據存儲模塊待下一步操作；第一輸入模塊1將采集的多源地質數據(包括鉆孔采樣數據、地震勘探信息等)轉換為地質結構數據。所述的地質結構數據是反映不同地層的頂面數字高程信息(X，Y，Z)以及相應的地層屬性(巖性描述)的數據點集合，每個地層數據點貫穿各地層；數據存儲模塊3與第二輸入模塊2連接，接收第二輸入模塊2輸出的地裂縫數據，并本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種針對地裂縫地質體的三維建模可視化方法，該方法的步驟如下：步驟1：讀取輸入的多源地質數據文件，反演出地質結構數據，儲存于數據存儲模塊；讀取地裂縫控制點文件、地裂縫特征信息文件，并將讀取的數據組組織為地裂縫數據儲存于數據存儲模塊；步驟2：對建立的三維地質體模型和三維地裂縫模型進行空間布爾運算，得到三維地裂縫地質體模型；步驟3：利用可視化圖形接口根據需求渲染三維地質體模型、三維地裂縫模型和三維地裂縫地質體模型，完成地裂縫地質體的三維可視化表達。

【技術特征摘要】
2016.01.05 CN 201610006117X1.一種針對地裂縫地質體的三維建模可視化方法，該方法的步驟如下：
步驟1：讀取輸入的多源地質數據文件，反演出地質結構數據，儲存于數據存
儲模塊；讀取地裂縫控制點文件、地裂縫特征信息文件，并將讀取的數據組組織為
地裂縫數據儲存于數據存儲模塊；
步驟2：對建立的三維地質體模型和三維地裂縫模型進行空間布爾運算，得到
三維地裂縫地質體模型；
步驟3：利用可視化圖形接口根據需求渲染三維地質體模型、三維地裂縫模型
和三維地裂縫地質體模型，完成地裂縫地質體的三維可視化表達。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述地質結構數據建立三維
地質體模型，所述三維地質體模型是以廣義三棱柱為基本體元，層序組合的體元集
合體。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述地裂縫數據建立三維地
裂縫模型，所述三維地裂縫模型是帶狀組合的廣義三棱柱體元集合體。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過空間布爾運算操作后得到去
除相交區域的三維地裂縫地質體模型。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的空間布爾運算操作是對三
維地質體模型和三維地裂縫模型進行空間相交計算，去除三維地質體模型中相交的
區域。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，建立三維地裂縫模型的步驟如下:
(1)用地裂縫數據中的地裂縫控制點數據一端為起點，向另一端擴展地裂縫控
制點生成一條三角形帶；
(2)以起點開始，向起點的另一端擴展地裂縫控制點和地裂縫折線控制點生成
廣義...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱琳，宮輝力，于軍，李小娟，劉一冬，朱錦旗，郭高軒，
申請(專利權)人：首都師范大學，江蘇省地質調查研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11