CN113345085B - 构建透镜体三维模型的方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种构建透镜体三维模型的方法，构建透镜体三维模型的方法包括以下步骤：获取所有透镜体岩性段的地质数据；根据透镜体岩性段的地质数据界定不同归属的透镜体；根据透镜体岩性段的地质数据界定透镜体的尖灭点的位置；对透镜体岩性段的地质数据以及尖灭点的位置进行处理并形成透镜体的分界面；合围透镜体的分界面以形成透镜体的三维模型。上述构建透镜体三维模型的方法，实现了在包含透镜体的复杂地质条件下，使用计算机程序执行以上步骤并自动构建地质三维模型。

Description

构建透镜体三维模型的方法

技术领域

本申请涉及地质建模技术领域，特别是涉及一种构建透镜体三维模型及一种计算机存储介质。

背景技术

随着地质技术的发展，出现了三维地质建模技术，通过借助计算机和可视化技术，结合多种地质分析工具，以数字化的形式去理解、表达和再现地质体与地质环境，实现地质模型的三维显示与地质分析。

然而，通常在构建地质三维模型时，面对复杂地质的地层层序，尤其是复杂地质中存在的透镜体，尚缺乏高效的方法厘清其地层岩性在三维空间的拓扑关系，目前主要采用人工建模的方法，效率低下。

发明内容

基于此，有必要针对透镜体三维模型构建效率低问题，提供一种效率高的构建透镜体三维模型的方法。

一种构建透镜体三维模型的方法，构建透镜体三维模型的方法包括以下步骤：获取所有透镜体岩性段的地质数据；根据透镜体岩性段的地质数据界定不同归属的透镜体；根据透镜体岩性段的地质数据界定透镜体的尖灭点的位置；对透镜体岩性段的地质数据以及尖灭点的位置进行处理并形成透镜体的分界面；合围透镜体的分界面以形成透镜体的三维模型。

上述构建透镜体三维模型的方法，通过所述透镜体岩性段的地质数据界定不同归属的透镜体，并针对所述透镜体岩性段的地质数据计算所述尖灭点的位置并进行处理形成所述透镜体的分界面，最后合围所述透镜体的分界面构建所述透镜体的三维模型，实现了在包含透镜体的复杂地质条件下，使用计算机程序执行以上步骤并自动构建地质三维模型。

在其中一个实施例中，所述根据所述透镜体岩性段的地质数据界定不同归属的透镜体具体包括：若相邻的具有相同岩性的任意所述透镜体岩性段的埋深差距小于或所述相邻的具有相同岩性的所述透镜体岩性段的水平距离，则所述相邻的具有相同岩性的所述透镜体岩性段归属于同一所述透镜体。

在其中一个实施例中，所述根据所述透镜体岩性段的地质数据界定不同归属的透镜体具体还包括：若同时存在多个所述相邻的具有相同岩性的所述透镜体岩性段与所述透镜体岩性段的埋深差距小于水平距离，则选择其中埋深距离最浅的所述透镜体岩性段归属于同一所述透镜体。

在其中一个实施例中，所述根据所述透镜体岩性段的地质数据界定不同归属的透镜体具体还包括：若不存在相邻的具有相同岩性的透镜体岩性段满足埋深差距小于或等于水平距离，则所述透镜体岩性段单独形成所述透镜体。

在其中一个实施例中，所述根据所述透镜体岩性段的地质数据界定所述透镜体的尖灭点的位置具体包括：界定所述透镜体岩性段的顶点及底点；所述透镜体的尖灭点的竖向坐标位于所述透镜体岩性段的所述顶点和所述底点连线的中点处。

在其中一个实施例中，所述根据所述透镜体岩性段的地质数据界定所述透镜体的尖灭点的位置具体还包括：所述透镜体的尖灭点的水平坐标位于相邻所述非透镜体岩性段与所述透镜体岩性段的水平连线的中点处。

在其中一个实施例中，所述对所述透镜体岩性段的地质数据和所述尖灭点的位置进行处理并形成所述透镜体的分界面具体包括：根据所述透镜体岩性段的地质数据和所述尖灭点的位置计算所述透镜体外缘上各点的位置；

在其中一个实施例中，所述对所述透镜体岩性段的地质数据和所述尖灭点的位置进行处理并形成所述透镜体的分界面具体还包括：将所述透镜体外缘上离散的各点位置连接形成连续面并界定为所述透镜体的上分界面和下分界面。

在其中一个实施例中，所述合围所述断层破碎带的分界面以形成所述透镜体的三维模型的步骤具体包括：将所述透镜体的所述上分界面和所述下分界面合围形成所述透镜体的三维模型。

在其中一个实施例中，所述构建所述透镜体的三维模型的步骤还包括：将所述透镜体的三维模型、岩层三维模型、土层三维模型放置于同一个模型框架内，对于所述岩层三维模型、所述覆土层三维模型以及所述透镜体的三维模型重叠的部分，保留所述透镜体的三维模型。

附图说明

图1为本申请一实施例中构建透镜体三维模型的方法流程图；

图2为本申请一实施例中透镜体的地质结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

透镜体泛指具有中间厚周边薄特点的岩土体。其分布范围有限，形似凸透镜状，强度及成分与周围岩土通常差异较大，分布的规律性不明显，不利于工程建设，在工程建设选址时需要尽可能避开透镜体地质层。目前尚无成熟的针对透镜体的建模技术，能够由计算机编程实现无人工干预情况下创建合理的地质透镜体三维模型，通过计算机表达地质情况。因此，为了实现复杂地质下的透镜体的三维显示与地质分析，在已知的钻孔揭露的地质条件的基础上，考虑工程建设最不利的可能情况推演地质实际结构，从而提供一种能够由计算机自动执行的标准化构建透镜体的三维模型的方法。

参阅图1，图1为本申请一实施例中构建透镜体100三维模型的方法流程图，本申请一实施例提供的一种构建透镜体100三维模型的方法包括以下步骤：获取所有透镜体岩性段(111\112)的地质数据；根据透镜体岩性段(111\112)的地质数据界定不同归属的透镜体(110\120\130)；根据透镜体岩性段(111\112)的地质数据界定透镜体110的尖灭点1113的位置；对透镜体岩性段(111\112)的地质数据以及尖灭点1113的位置进行处理并形成透镜体110的分界面；合围透镜体110的分界面以形成透镜体110的三维模型。通过以上步骤，能够实现在包含透镜体100的复杂地质条件下，使用计算机程序执行以上步骤并自动构建地质三维模型。

具体地，请结合参阅附图2所示，图2示出了本申请一实施例中的透镜体100的地质结构示意图。本申请实施例提供的构建透镜体100三维模型的方法包括以下步骤：

S10：获取所有透镜体岩性段(111\112)的地质数据；

具体地，透镜体岩性段(111\112)的地质数据包括透镜体岩性段(111\112)的位置信息、地质特征信息、以及地质层层序关系信息。具体到本实施例中，通过透镜体岩性段110的地质数据能够确认各钻孔(200/210/220)中透镜体岩性段(111\112)的类型、深度坐标以及水平坐标。同一钻孔210可能重复揭露相同岩性的透镜体110、透镜体120以及透镜体130。

S20：根据透镜体岩性段(111\112)的地质数据界定不同归属的透镜体110；其中步骤S20具体包括以下步骤：

S210：具体地，若相邻的钻孔210中揭示了具有相同岩性的透镜体岩性段130，对比相邻的两个透镜体岩性段(111\112)之间的埋深差距和水平距离，若两者的埋深差距小于或等于两者之间的水平距离，则相邻的两个透镜体岩性段(111\112)属于同一透镜体。具体到本实施例中，透镜体岩性段111和透镜体岩性段112之间的埋深差距小于透镜体岩性段111和透镜体岩性段112之间的水平距离，因此能够将透镜体岩性段111和透镜体岩性段112归属于同一透镜体110。

需要说明的是，埋深差距为相邻的两个岩性段在竖直方向上的长度距离，水平距离为相邻的两个岩性段在水平方向上的长度距离。

S220：具体地，若同时存在多个相邻的具有相同岩性的透镜体岩性段(111\112\130)满足埋深差距小于或等于水平距离，则选择其中埋深距离最浅的透镜体岩性段归属于同一透镜体。具体到本实施例中，透镜体岩性段111、透镜体岩性段112以及透镜体岩性段130均属于同一岩性的透镜体岩性段，且透镜体岩性段112和透镜体岩性段130均满足与透镜体岩性段111的埋深差距小于或等于水平距离，由于透镜体岩性段112的埋深距离相较于透镜体岩性段130的埋深距离更浅，因此将透镜体岩性段111和透镜体岩性段112归属为同一透镜体。

S230：具体地，若不存在相邻的具有相同岩性的透镜体岩性段满足埋深差距小于或等于水平距离，则透镜体岩性段120单独形成所述透镜体120。具体到本实施例中，透镜体岩性段120相邻的钻孔中不存在相同岩性的透镜体岩性段，因此透镜体岩性段120单独形成透镜体120。

S30：根据透镜体岩性段110的地质数据界定透镜体100的尖灭点115的位置；其中步骤S30具体包括以下步骤：

S310：界定所述透镜体岩性段111的顶点1111及底点1112。具体地，透镜体岩性段111的顶点1111定为透镜体岩性段111埋深最浅的位置，透镜体岩性段111的底点1112定为透镜体岩性段111埋深最浅位置。具体到本实施例中，对钻孔200由深至浅依次检索所揭露的岩土体信息，并记录其中透镜体岩性段110的位置。若同一钻孔200中存在多段透镜体岩性段110，则分别记录透镜体岩性段110。透镜体岩性段110中埋深最浅的位置被界定为顶点1111，其埋深最深的位置被界定为底点1112。

S320：透镜体110的尖灭点1113的竖向坐标位于透镜体岩性段的顶点1111和底点1112连线的中点处。具体到本实施例中，连接透镜体岩性段的顶点1111和底点1112形成线段，透镜体尖灭点1113的竖向坐标位于线段的中点处。

S330：透镜体110的尖灭点的水平坐标位于相邻非透镜体岩性段与透镜体岩性段的水平连线的中点处。具体到本实施例中，从透镜体岩性段顶点1111和底点1112形成的线段的中点处，作水平的直线线段连接于相邻的非同一透镜体的岩性段，透镜体尖灭点1113的水平坐标位于直线线段的中点处。

可以理解，尖灭点1113的竖向坐标和水平坐标的选定依赖于直线所形成参照物，但不局限于本实施例中竖向坐标和水平坐标的选定方法。

需要说明的是，尖灭点1113是指地质体的体积随着空间范围扩大而逐渐缩小直至消失的现象，其消失的点称为尖灭点1113，即不同岩性的岩土体之间的分界点。

S40：对透镜体岩性段110的地质数据以及尖灭点1113的位置进行处理并形成透镜体100的分界面；其中步骤S40具体包括以下步骤：

S410：根据透镜体岩性段(111\112)的地质数据和尖灭点1113的位置计算透镜体110外缘上各点的位置；具体地，以透镜体110的顶点1111、底点1112以及尖灭点1135的坐标为边际条件，使用空间插值法计算离散的顶点1111、底点1112以及尖灭点1113之间分界面上各点的坐标。

S420：将透镜体110外缘上离散的各点位置连接形成连续面并界定为透镜体110的上分界面1114和下分界面1115。具体地，将顶点1111、尖灭点1113以及位于顶点1111和尖灭点1113之间的离散各点的坐标连接形成透镜体100的上分界面1114，将底点1112、尖灭点1113以及位于底点1112和尖灭点1113之间的离散各点的坐标连接形成透镜体100的下分界面1115。

S50：合围透镜体100的分界面以形成透镜体100的三维模型。S50具体包括以下步骤：

S510：以透镜体100上分界面111以竖直向下方向向透镜体100下分界面112约束，逐个合围形成透镜体100的三维模型。

S520：将透镜体100的三维模型、岩层三维模型300、覆土层三维模型400放置于同一个模型框架内，对于岩层三维模型300、覆土层三维模型400以及透镜体100的三维模型重叠的部分，保留透镜体100的三维模型。具体地，透镜体结合岩层的三维模型和土层的三维模型，将透镜体100、岩层、土层的三维模型共同拼装于模型框架。基于不利原则的考量，即到对工程建设不利的地质层，以透镜体在三维空间占据更多空间为原则进行建模，在模型重叠的部分优先保留透镜体100的三维模型。

上述构建透镜体三维模型的方法，通过透镜体岩性段的地质数据界定不同归属的透镜体，并针对透镜体岩性段的地质数据计算尖灭点的位置并进行处理形成透镜体的分界面，最后合围透镜体的分界面构建透镜体的三维模型，实现了在包含透镜体的复杂地质条件下，使用计算机程序执行以上步骤并自动构建地质三维模型。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种构建透镜体三维模型的方法，其特征在于，所述构建透镜体三维模型的方法包括以下步骤：

获取所有透镜体岩性段的地质数据；

根据所述透镜体岩性段的地质数据界定不同归属的透镜体；

根据所述透镜体岩性段的地质数据界定所述透镜体的尖灭点的位置；

对所述透镜体岩性段的地质数据以及所述尖灭点的位置进行处理并形成所述透镜体的分界面；

合围所述透镜体的分界面以形成所述透镜体的三维模型。

2.根据权利要求1所述的构建透镜体三维模型的方法，其特征在于，所述根据所述透镜体岩性段的地质数据界定不同归属的透镜体具体包括：

若相邻的具有相同岩性的任意所述透镜体岩性段的埋深差距小于或所述相邻的具有相同岩性的所述透镜体岩性段的水平距离，则所述相邻的具有相同岩性的所述透镜体岩性段归属于同一所述透镜体。

3.根据权利要求2所述的构建透镜体三维模型的方法，其特征在于，所述根据所述透镜体岩性段的地质数据界定不同归属的透镜体具体还包括：

若同时存在多个所述相邻的具有相同岩性的所述透镜体岩性段与所述透镜体岩性段的埋深差距小于水平距离，则选择其中埋深距离最浅的所述透镜体岩性段归属于同一所述透镜体。

4.根据权利要求3所述的构建透镜体三维模型的方法，其特征在于，所述根据所述透镜体岩性段的地质数据界定不同归属的透镜体具体还包括：

若不存在相邻的具有相同岩性的透镜体岩性段满足埋深差距小于或等于水平距离，则所述透镜体岩性段单独形成所述透镜体。

5.根据权利要求1所述的构建透镜体三维模型的方法，其特征在于，所述根据所述透镜体岩性段的地质数据界定所述透镜体的尖灭点的位置具体包括：

界定所述透镜体岩性段的顶点及底点；

所述透镜体的尖灭点的竖向坐标位于所述透镜体岩性段的所述顶点和所述底点连线的中点处。

6.根据权利要求5所述的构建透镜体三维模型的方法，其特征在于，所述根据所述透镜体岩性段的地质数据界定所述透镜体的尖灭点的位置具体还包括：

所述透镜体的尖灭点的水平坐标位于相邻的非同一所述透镜体岩性段的水平连线的中点处。

7.根据权利要求1所述的构建透镜体三维模型的方法，其特征在于，所述对所述透镜体岩性段的地质数据和所述尖灭点的位置进行处理并形成所述透镜体的分界面具体包括：

根据所述透镜体岩性段的地质数据和所述尖灭点的位置计算所述透镜体外缘上各点的位置。

8.根据权利要求7所述的构建透镜体三维模型的方法，其特征在于，所述对所述透镜体岩性段的地质数据和所述尖灭点的位置进行处理并形成所述透镜体的分界面具体还包括：

将所述透镜体外缘上离散的各点位置连接形成连续面并界定为所述透镜体的上分界面和下分界面。

9.根据权利要求8所述的构建透镜体三维模型的方法，其特征在于，所述合围所述透镜体的分界面以形成所述透镜体的三维模型的步骤具体包括：

将所述透镜体的所述上分界面和所述下分界面合围形成所述透镜体的三维模型。

10.根据权利要求1所述的构建透镜体三维模型的方法，其特征在于，所述构建所述透镜体的三维模型的步骤还包括：

将所述透镜体的三维模型、岩层三维模型、土层三维模型放置于同一个模型框架内，对于所述岩层三维模型、所述土层三维模型以及所述透镜体的三维模型重叠的部分，优先保留所述透镜体的三维模型。

Images