[发明专利]基于移动四面体的地质体建模方法及相关设备

说明书

本发明提供了一种基于移动四面体的地质体建模方法及相关设备，包括：获取目标区域的钻孔勘探数据得到地质体表面的边界点信息数据；基于边界点信息数据构建隐式曲面函数模型，并对隐式曲面函数模型进行求解，得到地质体隐式曲面函数模型；根据目标区域的地质数据和预设的网格分辨率，构建包括多个立方体体元，并将每个立方体体元进行划分，得到多个四面体体元；分别针对每个四面体体元，将四面体体元上四个点位的坐标值均代入地质体隐式曲面函数模型进行计算，得到与所有四面体体元上四个点位对应的隐式曲面函数值；根据各个隐式曲面函数值对所有四面体体元进行切割，得到目标区域的地质体三维实体模型；提高了地质体的建模精度和匹配度。

技术领域

本发明涉及三维地质建模技术领域，特别涉及一种基于移动四面体的地质体建模方法及相关设备。

背景技术

现阶段，三维地质建模已成为地质建模领域的热门研究对象，二维模型无法方便、清晰地展示出地质情况，而与传统的信息展示方法相比，三维地质模型能够更加清晰、直观地表征出地质的各种环境条件。三维地质模型可以从不同角度表征出地质体的空间特征，有助于研究人员分析得到更多的地质信息。

隐式曲面函数可以用来表征地质表面，而对隐式曲面函数进行可视化的方法主要有两种：表面绘制法和体绘制法。移动四面体算法属于第一种可视化方法，即表面绘制方法，通过提取隐式曲面函数中的等值面来表征地质体的表面。而在对隐式曲面函数模型进行可视化时，常用的基本单元有立方体、六面体和四面体等，基本单元也叫做体元、或用于表示填充空间的图元元素。六面体和四面体中的各个面，通常会与坐标轴保持平行状态，而在这种情况下建立出来的地质模型，边界比较粗糙，不够平滑，无法将地质边界准确的表征出来。

发明内容

本发明提供了一种基于移动四面体的地质体建模方法及相关设备，其目的是为了提高地质体建模的精度和匹配度。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于移动四面体的地质体建模方法，包括：

步骤1，获取目标区域的钻孔勘探数据得到地质体表面的边界点信息数据；

步骤2，基于边界点信息数据构建隐式曲面函数模型，并对隐式曲面函数模型进行求解，得到地质体隐式曲面函数模型；

步骤3，根据目标区域的地质数据和预设的网格分辨率，构建包括多个立方体体元，并将每个立方体体元进行划分，得到多个四面体体元；

步骤4，分别针对每个四面体体元，将四面体体元上四个点位的坐标值均代入地质体隐式曲面函数模型进行计算，得到与所有四面体体元上四个点位对应的隐式曲面函数值；

步骤5，根据各个隐式曲面函数值对所有四面体体元进行切割，得到目标区域的地质体三维实体模型。

进一步来说，步骤1包括：

获取目标区域的钻孔勘探数据；

对钻孔勘探数据进行组合样分析，得到目标区域的岩性样本；

对目标区域内相邻的不同岩性样本进行处理，得到地质体表面的边界点信息数据。

进一步来说，在步骤5之前，还包括：

根据所有四面体体元上四个点位对应的隐式曲面函数值与预设的网格大小之间的关系，通过中心差分法对所有四面体体元上四个点位进行求解，得到与各个点位对应的梯度值；

将与各个点位对应的梯度值作为所有四面体体元上四个点位的法向量。

进一步来说，中心差分法的表达式为：

通过中心差分法对所有四面体体元上四个点位进行求解，得到与各个点位对应的梯度值为：

其中，梯度值作为所有四面体体元上四个点位的法向量，为网格序列号，分别为网格在X、Y、Z三个方向上的长度，为隐式曲面函数值的求解表达式。

进一步来说，在步骤5之前，还包括：