[发明专利]基于TIN耦合的地上下无缝集成三维空间建模方法

权利要求书

1.一种基于TIN耦合的地上下无缝集成三维空间建模方法。其特征在于，该方法包括：

分别对地形、地上建筑和地下地层进行建模；然后通过其公共几何模型——约束Delaunay三角网(CD-TIN)将上述模型两两集成起来；进而分别建立地上建筑与地形、地下地层与地形的几何缝集成空间数据模型；再以地形CD-TIN为公共面，将地上建筑与地形、地下地层与地形的两种集成模型进行几何无缝集成，形成一种含地上下集成拓扑关系的三角形集合(Topological Triangle Sets，TTS)，实现对地上下的几何无缝集成建模。

2.根据权利要求1所述的地上下无缝集成三维空间建模方法，特征在于其核心空间数据模型CSG+CD-TIN+GTP。

3.根据权利要求1所述的带有拓扑结构的三角形集合(TTS)，其特征在于：

不同的空间数据模型均由最基本的几何构模元素点、线、三角形组成。无论采用何种模型进行建模，最终均要落脚到点要素上；而要表达一个面，其“最小逻辑元”为三角形；上升到体，其最小逻辑单元为四面体。因此，若想表达体结构，可以抽象为四面体、六面体或GTP的集合，也可抽象为B-Rep模型及其他模型，但都是以三角形为其基本的面元要素。因此，从“面”这一层出发选择三角形作为集成模型的“最小逻辑元”，配以合理的数据结构来表达拓扑关系，实现不同体模型的统一表达，从而解决不同模型间的关联和转换问题。如：CD-TIN即为一种典型的含有拓扑关系的三角形集合模型，其模型可由TTS表达。

4.根据权利要求1所述的地上建筑与地形集成，其特征在于：

以地上建筑的底面轮廓多边形为约束，参与构建地形CD-TIN，地上建筑的几何位置信息与地形几何信息相融合，构建出两者统一的地形几何界面TTS，从而实现地面实体与地形的无缝集成。

5.根据权利要求1所述的地形与地层集成，其特征在于：

基于钻孔数据以GTP构建地下空间实体模型，将钻孔孔口数据作为 约束参与构建地形CD-TIN，地下地层的几何位置信息与地形几何信息相融合，构建出两者统一的地形几何界面TTS，实现地下地层与地形的无缝集成。

6.根据权利要求1所述的三层空间无缝集成，其特征在于：

地形是三层空间集成的纽带，地上建筑的底面轮廓多边形和地层钻孔孔口均作为几何约束共同参与构建地形CD-TIN，构建出三者统一的地形几何界面TTS，进而实现了三层空间的CD-TIN无缝集成。

7.根据权利要求1所述的地上下无缝集成三维空间建模方法，其特征

在于建模步骤包括：

(1)数据预处理：包括地上、地形及地下数据的采集、校验、几何边界缝隙的检测，以及初始的集成与融合处理。

(2)无缝集成建模：首先，读取地面采样点数据及钻孔孔口数据进行地形与地层的集成建模，构建起地形与地质体的无缝集成模型；然后，进行地上目标与地形的集成建模，先建立起地上目标的三维模型，再将地上目标底边轮廓点作为约束更新地形模型。从而建立起地上目标、地形及地质体的无缝集成模型。

(3)基于三者统一的TTS，将建模结果数据进行集成，构建起标准化的模型数据库。

(4)基于属性数据及模型数据，进行相关专业计算与应用分析。