[发明专利]基于拓扑分区的城市片区地质三维自动建模方法

权利要求书

1.基于拓扑分区的城市片区地质三维自动建模方法，其特征在于，包括步骤：

步骤S1：勘察数据准备；收集城市片区地质勘察资料，整理成计算机可识别的格式化数据；所述城市片区地质勘察资料收集包括地形图、钻孔数据表、试验数据表；勘察数据整理包括地形面网格化、地层标准化、数据格式化、剔除不良数据；

步骤S2：城市片区拓扑分区；以城市片区内横纵交错的交通轴线作为分区边界，按照拓扑分区规则和勘察数据充足条件，将城市片区管理的空间划分为若干个城市区块，每个城市区块包含一个或者多个城市单元地块；

步骤S3：城市区块界面地质剖面绘制；以城市区块分界面附近的勘察数据为依据，在所有城市区块分界面上绘制地质剖面，使邻接的城市区块共享一个地质剖面，邻接的地质剖面地质线连续，且对地质线赋予地质属性；

步骤S4：城市区块地质三维自动建模与动态更新；基于勘察数据和地质剖面，所有城市区块地质三维自动建模，得到城市区块地质三维模型，当某个城市区块内的勘察数据发生变化时，对相应的地质三维模型动态更新；

步骤S5：城市片区地质三维自动建模；所有城市区块地质三维模型自动拼合，完成城市片区地质三维自动建模；

所述步骤S1具体为，所述地形面网格化指的是根据建模精度要求将城市片区地形面进行网格化，网格密度在城市片区内部均匀过度；所述地层标准化是根据钻孔数据建立城市片区地层的总层序；所述数据格式化是将钻孔数据和试验数据录入到数据库中，整理成计算机能识别的数据，以备建模使用；所述剔除不良数据是剔除收集的勘察数据中不良数据，所述不良数据为未完成打钻的钻孔数据和钻孔孔深与周边钻孔严重不一致的数据，或者钻孔点与地层控制点不一致的数据，在勘察数据准备过程中将这些不良数据剔除，从而保证建模数据源的一致性，正确性和完整性；

所述步骤S2具体为，城市片区拓扑分区是指，提取横纵交错的交通轴线的交点及轴线上的节点作为拓扑节点，拓扑节点依序相连构成拓扑边界，拓扑边界划分的多边形范围构成城市区块；城市区块在拓扑结构上须满足以下相容条件：①所有的城市区块不应独立于相邻城市区块存在，须与其相邻城市区块有共边关系；②所有城市区块的外边界是自封闭；

所述步骤S3具体为，城市区块界面地质剖面绘制，绘制的依据是城市区块分界面附近的勘察数据，所述勘察数据揭露了城市区块分界面附近地层分布情况，结合地质人员的地质经验，沿着所有城市区块分界面绘制地质剖面，使邻接的城市区块共享一个地质剖面，邻接的地质剖面地质线连续，且对地质线赋予地质属性；

所述步骤S4具体为，其中城市区块地质三维自动建模，具体为：首先在城市区块内提取该城市区块内的钻孔数据中所有的地层单元分层数据和步骤S3中绘制的地质剖面上的地质线，至少包括钻孔编号、钻孔段序号、地层代号；然后按所有地层的新老顺序遍历查找出在所有地质线和钻孔中均揭露的地层单元，将这些地层单元的底部之间的地层单元集合定义为完整层，提取完整层的底部位置数据、最底层地层代号、起始钻孔段序号集合、终止钻孔段序号集合作为完整层数据；其次在地质线和钻孔数据完整层分段中搜索不在所有钻孔中均揭露的地层单元，则定义这些地层单元为非完整层，按地质线和钻孔段自上而下和地层新老排序，依次提取非完整层的底部位置数据、地层代号作为非完整层数据；最后依据完整层数据生成完整层界面，使用完整层界面依序剪切地形体，生成完整层实体；依据非完整层数据插值生成非完整层界面，使用完整层实体内的非完整层界面依序剪切该完整层实体，生成非完整层实体；将完整层实体和非完整层实体组合得到城市区块地质三维模型；城市区块地质三维模型动态更新是指，首先根据更新的钻孔数据的几何坐标遍历查找其所属的城市区块，将更新的钻孔数据与其所属的城市区块中已有的钻孔数据整合，联合城市区块地质剖面上带地质属性的地质线，完成有钻孔数据更新的城市区块的地质三维自动建模；

所述步骤S5具体为，将步骤S4中得到的多个城市区块地质三维模型依次拼合，使共边的地质曲面拼合成一个地质曲面，使共面的地质实体拼合成一个地质实体，保持拼合后的地质曲面和地质实体的地质属性不变，得到完整的城市片区地质三维模型。