[发明专利]一种双直纹面地质体的构建方法

说明书

一种双直纹面地质体的构建方法，本发明涉及双直纹面地质体的构建方法。本发明的目的是为了解决现有三角形面片、四面体、三棱柱或直角六面体模拟地形存在的问题。具体过程为：步骤一、确立空间网格单元尺寸；步骤二、构建双直纹面，根据空间网格单元尺寸，计算每个双直纹面四个顶点坐标，然后根据每个双直纹面四个顶点坐标计算每个双直纹面的直纹线；步骤三、根据双直纹面构造六面体。本发明应用于地质体研究领域。

技术领域

本发明涉及双直纹面地质体的构建方法。

背景技术

对地质体进行合理有效的建模表达是可视化、存储、管理及分析的基础，是地学领域的难点之一。目前国内外复杂地质体三维构模方法，可以归纳为基于面模型、基于体模型、基于混合模型三大类构模体系。

面模型的构模方法侧重于三维地质体表面的表示，其代表是不规则三角网；基于体模型的构模侧重于三维地质体的边界与内部的整体表示，以体元为基本单元来表达三维实体。目前主要有四面体格网(TEN)、三棱柱构模和直角六面体；混合模型则是研究将面模型和现有的体模型结合起来，旨在发挥两者的优点以达到更好表达地质体的效果。

人们在利用上述模型对地质体进行可视化、空间管理与分析时取得了很多成果。如北京航空航天大学杨钦《限定Delaunay三角剖分》；中国科学院武汉岩土力学研究所张煜《一种基于三棱柱体体元的三维地层建模方法及应用》。这些方法实现了地质体的表达，但在切割时，畸形碎块无法处理；算法的复杂度及存储、可视化效率、复杂地质体内部展示等都没有详细说明和解决。

目前GIS中采用三角形面片、四面体、三棱柱或直角六面体模拟地形；

1)三角形面片的缺点：

(1)不宜抽象出的数学体模型；

(2)与人的思维方式差异大，不利于空间想象；

(3)由于面的数量巨大，可视化时间长；

(4)占用内存大、机时耗时过长；

2)四面体的缺点：除与三角面缺点相同外，还具有

(1)不利于进行有限元计算，应用于其它领域；

(2)数据冗余量大

3)三棱柱，面的数量比四面体形成的体少，但除具有四面体的不足外，还有

(1)面积、体积计算误差过大；

(2)比四面体多了人为造成的可视化不连续视图的现象；

(3)由于是三棱柱，水平方向不宜于变形；

4)直角六面体：与三棱柱类似，几乎继承了四面体的全部缺点，但表面的数量比四面体和三棱柱要少

(1)人为造成的可视化不连续视图的现象，面积、体积计算误差过大；

(2)由于体的边界是直角，不利于变形体的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有三角形面片、四面体、三棱柱或直角六面体模拟地形存在的问题，而提出一种双直纹面地质体的构建方法。

上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：

步骤一、确立空间网格单元尺寸；

步骤二、构建双直纹面，根据空间网格单元尺寸，计算每个双直纹面四个顶点坐标，然后根据每个双直纹面四个顶点坐标计算每个双直纹面的直纹线；

步骤三、根据双直纹面构造六面体。

发明效果

本发明提出了以直纹面构建六面体的方法(包括直纹面四棱柱和全直纹面六面体)可用于有效表示地质体。