[发明专利]模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程地质领域，尤其涉及一种模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法和系统；主要用于水电地质、水利地质、石油地质、海洋地质、煤炭地质、地质勘察等领域。

背景技术

传统的工程地质资料分析和解释一般局限于二维、静态的表达方式，这种方式描述地质对象的空间变化直观性差，往往不能充分揭示其空间变化规律，难以使人们直接、完整、准确地理解和感受地下的地质情况，所以越来越不能满足工程设计人员空间分析的需求。

利用计算机图形学和可视化技术，构建工程地质三维模型，将二维抽象的地质信息以三维可视化的图形效果直观形象的表达出来，不仅可以直观描述工程地质条件，形象地表达地质现象的空间发育特征，而且结合工程地质三维可视化模型的空间分析功能，可以使工程地质分析更为直观、准确，从而实现快速、适时地进行工程决策。

目前工程地质三维模型的建模通常根据钻孔、物探、坑槽等资料，按照插值理论对未知区域的工程地质属性进行模拟，并交互式生成地质三维面模型或三维实体模型。地质三维模型传统建模方法主要基于空间数据插值理论和三维面或实体模型构建理论，构建的三维模型能够很好的反应各工程地质勘探点和各插值点的地质属性，但对于地质对象的整体发育规律和空间发育趋势考虑较少，无法将地质工程师依据勘察成果推演地质现象空间发育趋势的工程地质思维融入工程地质三维建模过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法和系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模方法，包括以下步骤：

S1、地质数据输入，具体为输入工程勘察成果数据并确定工程地质三维建模的有效数据；

S2、定义模型参数，具体为定义建模地质对象、模型几何属性和模型地质属性参数；

S3、构建地质曲面模型，具体为根据所述地质数据和所述模型参数建立单一地质对象的曲面模型；

S4、构建综合地质模型，具体为通过对各地质对象的曲面模型进行耦合和相关几何运算构建地质综合模型。

优选的，步骤S1包括以下步骤：

S11、地质数据整理输入，具体为主要对收集的勘察成果数据进行整理并输入工程地质数据库；

S12、确定建模有效数据，具体为对数据库数据进行查询、分析、筛选，提取适用于构建工程地质三维模型的有效数据。

优选的，步骤S2包括以下步骤：

S21、定义建模地质对象，具体为确定工程地质三维模型的建模地质对象；

S22、定义模型几何属性，具体为对工程地质模型的几何属性进行定义；

S23、定义模型地质属性，具体为对工程地质三维模型的地质属性进行定义。

优选的，步骤S3包括以下步骤：

S31、确定曲面模型节点，具体为根据步骤S22定义的模型几何属性确定地质曲面模型的节点信息；

S32、计算已知节点数据，具体为根据步骤S12确定的建模有效数据计算已知曲面节点地质属性数据；

S33、模拟未知节点数据，具体为根据步骤S21定义的建模地质对象和地质工程师推演地质现象未知区域发育趋势的思维模式模拟未知节点地质属性数据；

S34、构建单一曲面模型，具体为根据步骤S32和步骤S33的输出成果构建单一地质曲面模型。

优选的，步骤S4包括以下步骤：

S41、地质曲面模型耦合，具体为将步骤S3构建的各地质单一曲面模型按照工程地质类别进行耦合，形成地质三维曲面模型集；

S42、构建单元实体模型，具体为利用曲面的几何计算构建地质单元实体模型；

S43、构建地质综合模型，具体为通过地质三维曲面模型和地质三维实体模型的几何运算构建工程地质综合模型，并对综合地质模型附加工程地质属性。

一种模拟地质现象空间发育趋势的地质三维建模系统，包括：

地质数据输入模块，用于输入工程勘察成果数据并确定工程地质三维建模的有效数据；

模型参数定义模块，用于定义建模地质对象、模型几何属性、模型地质属性参数；

地质曲面模型构建模块，用于根据地质数据和模型参数建立单一地质对象的曲面模型；

综合地质模型构建模块，用于通过对各地质对象的曲面模型进行耦合和相关几何运算构建地质综合模型。

优选的，所述地质数据输入模块包括：