[发明专利]一种基于抛物线原理的基覆界面自动建模方法

说明书

一种基于抛物线原理的基覆界面自动建模方法，包括步骤S1：定义基覆界面约束边界，S2：TIN构网生成基覆界面初始面，S3：抛物线原理插值生成基覆界面骨架面，S4：深度Kriging插值生成基覆界面光滑面，即完成基覆界面模型创建。其中，S1是由边界数据、实测勘探点或勘探剖面数据和地形面共同构成；S3是根据抛物线原理，构建基覆界面的骨架面；S4是对基覆界面骨架面进行深度Kriging插值，得到基覆界面光滑面。本发明提出抛物线插值原理，使得建模具有全局可参考的性质，能处理勘探数据非常少情况下的基覆界面建模，提高了基覆界面自动建模的效率和质量。该方法参考地形面的起伏，依据覆盖层的厚度拟合，使得基覆界面形态随地形起伏而变化，符合地质规律。

技术领域

本发明涉及一种基于抛物线原理的基覆界面自动建模方法，该技术方法适用于水电、水利、矿山、交通等行业的工程地质专业领域。

背景技术

基覆界面是指覆盖层的底面，也即覆盖层与基岩的接触面，它是构建覆盖层模型的重要地质曲面。传统基覆界面的创建需要大量人工构建垂直辅助剖面，通过这些辅助剖面线、勘探剖面、覆盖层边界等拟合曲面，最终生成密度均匀、满足基本地质规律的基覆界面。其实质是将三维空间中的勘探数据通过内插和边界约束拟合生成基覆界面。该方法存在的主要问题是构建辅助剖面过程繁琐、建模结果主观性强、模型更新困难。

目前，对于基覆界面自动建模技术的研究尚少，一是地质规律难以掌握，不同地质条件、不同设计人员建出来的基覆界面千差万别；二是建模过程复杂，需要先给定建模边界，手工构建大量垂直辅助剖面，然后根据已知采集点、勘探剖面等拟合曲面，最后通过修改、增加辅助剖面数据直到曲面满足精度要求为止。比较常用的插值算法有距离平方反比、Kriging插值、离散光滑插值等，这些方法对于勘探数据较多情况下的拟合效果很好，但均存在距离递减效应，也即距离越远影响越小的效应，其影响范围难以扩展到全局，对于勘探数据缺乏情况下的拟合效果不佳。

传统基覆界面建模的方法往往受到勘察程度和勘察精度的限制，在工程建设初期、勘探精度较低的情况下，勘探数据有限，分布稀疏，建立的基覆界面违背基本地质规律。根据少量勘探数据快速建立符合基本地质规律、满足建模精度要求的基覆界面，其难度非常大。归纳起来，它们存在以下问题：

(1)勘探数据有限，若不进行手工切辅助剖面，直接利用目前常用的插值拟合方法，建模效果将很难满足需求；

(2)手工切垂直辅助剖面，存在不确定性，重复工作量大，经常遇到建模效果或精度达不到要求，就需要重新调整垂直辅助剖面，直到建模结果符合基本地质规律为止；

(3)人为主观性强，建模流程无序，不同设计人员建模结果相差较大。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，使得基覆界面建模的效率更高，本发明提供了一种基于抛物线原理的基覆界面自动建模方法。本发明采用以下技术方案。

一种基于抛物线原理的基覆界面自动建模方法，包括步骤：

S1：定义基覆界面约束边界，所述约束边界由覆盖层的地表边界数据、实测勘探点或勘探剖面数据和地形面构成；

S2：TIN构网生成基覆界面初始面，所述初始面以地表边界数据和实测勘探点或勘探剖面数据创建；

S3：抛物线原理插值生成基覆界面骨架面，根据所述基覆界面初始面上已探明的结点，参考所述地形面起伏，利用抛物线原理，插值生成基覆界面骨架面；

S4：深度Kriging插值生成基覆界面光滑面，参考所述地形面起伏，利用Kriging插值原理，对基覆界面骨架面进行插值拟合，生成基覆界面光滑面，并赋予基覆界面光滑面基覆界面地质属性，即完成基覆界面模型创建。