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专利号: 2020101922327
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基岩断层面三维模型的自动构建方法,其特征在于该方法包括:(1)分别读取基岩断层线矢量数据和基岩面DEM到断层线集合F和基岩面DEM像元集合RE中;

(2)从断层线集合F中读取任一断层线,并基于基岩面DEM像元集合RE,提取基岩面断层剖面线;具体包括:(2‑1)从集合F中获取任一断层线fi,并取出断层线fi中所有折线段,获取每个折线段的两个端点,存入集合FE={(fek,1,fek,2)|k=1,2,…,FPN},fek,1,fek,2表示第k个折线段的两个端点,FPN为折线段数量;

(2‑2)创建一个空的三维点列FP;

(2‑3)基于基岩面像元集合RE,根据下列公式插值计算fek,1,fek,2的中间点坐标fpk(xk,yk,zk),并将fpk存入点列FP:其中,k=1,2,…,FPN,(xk,1,yk,1)为fek,1的坐标,(xk,2,yk,2)为fek,2的坐标,d为fek,1,fek,2间的距离,pk、qk分别为点fpk对应的基岩面DEM像元的行号、列号, 为fpk对应的基岩面DEM像元值,(X,Y)为基岩面DEM的原点坐标,C为基岩面DEM的像元大小, 为向下取整符号;

(2‑4)插值完成后的三维点列FP={fpk|k=1,2,…,FPN}即为基岩面断层剖面线;

(3)以基岩面断层剖面线为断层面上边界,基于断层产状信息推演断层面下边界,并基于断层面上边界和下边界构建基岩断层面三维模型;具体包括:(3‑1)基于获取的断层线fi,根据下面公式计算断层面推演方向的单位向量其中,diri为fi的倾向,dipi为fi的倾角;

(3‑2)将基岩面断层剖面线作为断层面上边界,根据下式计算得到断层面下边界FL={flk|k=1,2,…,FPN};

其中,D为预设断层面推演深度;

(3‑3)基于断层面上边界和断层面下边界,构建基岩断层面三维模型Si,具体包括:(3‑3‑1)依次按照fpk、flk、fpk+1的顶点顺序,构建基岩断层面三维模型Si的正三角面片集合STL={stlk(fpk,flk,fpk+1)|k=1,…,FPN‑1},其中,stlk(fpk,flk,fpk+1)表示由点fpk,flk,fpk+1形成的三角面,fpk、fpk+1表示断层面上边界中第k和第k+1个点,flk表示断层面下边界中第k个点;

(3‑3‑2)依次按照flk+1,flk,fpk+1的顶点顺序,构建基岩断层面三维模型Si的倒三角面片集合STR={strk(flk+1,flk,fpk+1)|k=1,…,FPN‑1},其中,strk(flk+1,flk,fpk+1)表示由点flk+1,flk,fpk+1形成的三角面;

(3‑3‑3)将正三角面片集合STL和倒三角面片集合STR进行整合,得到基岩断层面三维模型Si;

(4)根据预设颜色创建材质,完成与基岩断层面三维模型的绑定;

(5)循环执行步骤(2)至(4),完成基岩面DEM中所有基岩断层面三维模型的构建。

2.根据权利要求1所述的基岩断层面三维模型的自动构建方法,其特征在于:步骤(1)具体包括:(1‑1)读取基岩断层线矢量数据到断层集合F={fi|i=1,2,…,FN};其中,fi表示第i个断层线,FN表示断层线数量;

(1‑2)读取基岩面DEM到基岩面DEM像元集合RE={rep,q|p=1,2,…,PN,q=1,2,…QN};

其中,rep,q表示基岩面DEM的第p行第q列的像元,PN为基岩面DEM的行数,QN为基岩DEM的列数。

3.根据权利要求1所述的基岩断层面三维模型的自动构建方法,其特征在于:步骤(4)具体包括:(4‑1)基于三维建模软件,根据预设颜色创建材质ci;

(4‑2)将材质ci与基岩断层面三维模型Si绑定。