[发明专利]一种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于地球物理场数据的地质体三维可视化技术领域，尤其涉及一种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法。

背景技术

随着地质勘探的深入和各种地球物理探测技术不断发展和完善，采用地球物理方法探测地质体，从而取得地质体结构参数已经是比较普遍的手段。由此，地球物理数据的计算可视化需求也日益增多。如何把大量甚至海量的枯燥的地球物理数据转化或模拟成为地质科学家能够看的到、摸得着的地质体三维模型成为目前研究的热点。

在地质体三维模拟领域，前人提出了30余种地质空间构模方法，可以将其归纳为基于面模型、基于体模型和混合模型三大类构模体系。

其中，基于面模型的构模方法侧重于三维空间实体的表面表示，如地形表面、地质层位、建筑物以及地下采矿工程的轮廓和空间框架。通过表面表示3D空间目标轮廓，缺点是由于缺少3D几何描述和内部属性记录而难以进行3D空间查询和分析。

体模型是基于3D空间的体元分割和真3D实体表达，体元的属性可以独立描述和存储，因而可以进行3D空间操作和分析。

混合模型，虽然可以解决地质体重断层或结构面等复杂情况的构模问题，但是空间实体的拓扑关系不容易建立。

传统的地球物理信息的表达主要有两种，其一是采用平面图和剖面图进行表达，例如电测深剖面图、电测深平面图等；其二是采用透视和轴测投影原理，将三维地球物理信息进行透视制图，或投影到两个以上的平面上进行组合表达，以增强三维视觉效果，提高人们的三维理解和认知水平。

纵观上述两种方式，有如下缺点：

第一，平面图和剖面图以及他们的组合表达是二维信息，而地质体结构具有三维空间特征，这种传统的表达方式必然导致地质信息的不完整。

第二，通过二维的地球物理信息挖掘具有三维空间特征的地质信息非常困难。

在过去几十年里，研究提出了30余种地质空间构模方法，可以将其归纳为基于面模型(facial model)、基于体模型(volumetric model)和混合模型(mixed model)3大类构模体系。其中，基于体模型的四面体建模被认为是表达和重构地质体的最佳结构。

国外，Lattuada(1997)等人对3DDT(3 Dimensional DelaunayTriangulation)在地质领域内的应用进行了研究，研究工作表明四面体格网能很好地用于地质体的3维建模：但对具体的建模工作，特别是关于地质体属性的处理没有作深入的探讨。

另外，法国Nancy大学的J.L.Mallet教授推出了GOCAD软件，在建模过程中采用了适应能力很强的三角剖分和四面体剖分技术，达到了半智能化建模的世界最高水平(孙敏，2002)。

国内，中国地质大学的杨三女(2003)做过四面体网格剖分的研究，但未见其实际应用。同济大学赵勇(2005)研究了三维Delaunay四面体剖分方法并将它应用到基于地震数据的地质建模中。

北京大学孙敏(2002)等做过基于四面体格网的3维复杂地质体重构的基础研究，指出四面体格网是目前表达和重构地质体的最佳结构，同时提出了以简化的面约束条件重构各类复杂地质体的方法及表达具有属性渐变和属性突变特性的地质体的方法。但是，他采用的原始数据是随意生成空间任意点的原始数据，数据量较小，而且是单纯的基于数学方法生成三维地质模型，主要浪费了计算时间和计算机存储空间，导致模型的生成效率不高，实用性不强。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，以实现基于地球物理场数据的地质体三维可视化。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于地球物理场数据的地质体三维可视化方法，该方法包括：

A、读取采集并整理好的地球物理场数据，将读取的数据存储为对象数组，并对读取的数据进行统计分析，获取数据的空间分布特征；

B、根据数据的空间分布特征将对象数组中的数据点组合构建成具体的空间多面体模型；

C、绘制并显示构建的空间多面体模型，对绘制的空间多面体模型进行可视化操作。

上述方案中，步骤A中所述地球物理场数据包括高密度电法数据和大地电磁测深数据两种类型，所述地球物理场数据构成数据文件，该数据文件具有的字段包括三维坐标x、y、z和数据测试空间点位的点号、线号、层号，该数据文件的格式为Access、Excel或SQL Server。