[发明专利]基于多面体网络模型的岩石块体群精细建模与识别方法

权利要求书

1.一种基于多面体网络模型的岩石块体群精细建模与识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：通过野外测量采集结构面的特征、规则开挖面及地形曲面的特征；

步骤B：根据实测数据建立三维多面体网络模型、规则开挖面以及地质曲面模型；

步骤C：根据三维多面体网络模型中的随机结构面、规则开挖面和地质曲面的交汇情况，切割生成大块体；

步骤D：根据大块体内部的子结构面，将其分割成多个小块体，以实现对岩石块体群的建模与识别。

2.根据权利要求1所述的基于多面体网络模型的岩石块体群精细建模与识别方法，其特征在于，步骤A中的野外测量手段包括地质测绘、遥感和地质勘探。

3.根据权利要求1所述的基于多面体网络模型的岩石块体群精细建模与识别方法，其特征在于，步骤A中的结构面的特征包括用于建立三维多面体网络模型的结构面的位置、产状、密度和迹长；地形曲面的特征为用以对复杂地形的建模的遥感图像、地质等高线和地质点资料。

4.根据权利要求1所述的基于多面体网络模型的岩石块体群精细建模与识别方法，其特征在于，步骤B进一步包括：

步骤B1：确定多边形结构面的边数，统计实测数据中的最大迹长和最小迹长，并以此为基础建立控制圆，通过控制圆实现对结构面大小的模拟；

步骤B2：以分区占位方法进行限制，确定多边形的形状，并结合步骤B1，生成确定的随机结构面；

步骤B3：以统计学为理论基础，确定岩体结构面空间坐标、产状要素的分布情况，并以此为依据对步骤B2生成的结构面在三维空间中随机地移动、旋转，确定结构面的空间方程，模拟出随机结构面；

步骤B4：在步骤B3的基础上生成三维多面体网络模型；

步骤B5：若存在规则的开挖面，建立其空间数学方程；

步骤B6：利用非均匀有理B样条曲面建模方法对复杂的地质曲面进行建模。

5.根据权利要求1所述的基于多面体网络模型的岩石块体群精细建模与识别方法，其特征在于，步骤C进一步包括：

步骤C1：联立步骤B3获得的随机结构面与步骤B5获得的规则开挖面方程，求出它们之间的交线以及各交线的交点；采用全网格遍历法求解随机结构面、规则开挖面和非均匀有理B样条曲面的交线以及各交线的交点；

步骤C2：采用空间砍树法，筛选出有效交线和有效交点，作为块体棱线和顶点的必要条件；

步骤C3：在所有有效交线和有效交点上，按照逆时针旋转内角最小规则，搜索在同一结构面或者临空面上的闭合回路；

步骤C4：以每个封闭回路为边界布尔分割所属的结构面或者临空面，然后删除回路以外的结构面或者临空面部分，保留闭合回路内部的子切割面；

步骤C5：校核每个分割后的外部子切割面回路中的边界线段是否都被两个或两个以上的外部子切割面所共有，以证明留下的面可以围限成封闭的块体，校核完毕后，对所有子结构面进行空间缝合，得到复杂块体群。

6.根据权利要求1所述的基于多面体网络模型的岩石块体群精细建模与识别方法，其特征在于，步骤D中的对大块体分割过程为：对大块体与其内部的子结构面进行布尔运算，从而分割成块体群，如果此大块体内部没有其他子结构面，则该大块体被认为是一个单个的复杂块体，然后根据块体在模型中的位置赋予块体地质信息及物理参数信息，实现对岩石块体群的精细建模与识别。