[发明专利]一种矿床三维地质模型的动态更新方法

摘要

本发明公开了一种矿床三维地质模型的动态更新方法，包括步骤：一、模型构建：采用三维激光扫描设备获取待分析矿床的点云数据，并将所获取点云数据传送至数据处理设备，再通过数据处理设备构建待分析矿床的三维地质模型；二、模型要素属性数据库建立：结合待分析矿床的地质勘测结果，采用数据处理设备建立所构建三维地质模型的模型要素属性数据库；模型要素属性数据库包括三维点属性数据库、脊线属性数据库和断层属性数据库；三、模型更新：采用数据处理设备，对所构建三维地质模型进行动态更新；其中，动态更新包括模型要素动态更新和模型动态更新。本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能对矿床三维地质模型进行实时更新。

主权项

一种矿床三维地质模型的动态更新方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、模型构建：采用三维激光扫描设备获取待分析矿床的点云数据，并将所获取点云数据传送至数据处理设备，再通过所述数据处理设备构建待分析矿床的三维地质模型；所述待分析矿床的点云数据中包含所述待分析矿床上多个测点的三维坐标数据，所述待分析矿床上的多个测点分别与所构建三维地质模型中的多个三维点一一对应；所构建三维地质模型为三角网格模型且其由多个三角形网格组成，每个所述三角形网格均为一个三角形，每个三角形的三个顶点均为三维点，且每个三角形的三条边均为直边；步骤二、模型要素属性数据库建立：结合待分析矿床的地质勘测结果，采用所述数据处理设备建立步骤一中所构建三维地质模型的模型要素属性数据库；所述模型要素属性数据库包括三维点属性数据库、脊线属性数据库和断层属性数据库；对所述模型要素属性数据库进行建立之前，先对所构建三维地质模型中所包含三维点、直边和三角形的数量进行确定，再对所构建三维地质模型中的所有三维点、所有直边和所有三角形分别进行连续编号，并建立三角形属性信息库；所述三角形属性信息库中存储有所述三维地质模型中所有三角形的属性信息，每个三角形的属性信息均包括该三角形的编号、三个顶点的编号和三个直边的编号；所构建三维地质模型中所包含的所有直边的属性信息均存储在直边属性信息库中，每个所述直边的属性信息均包括该直边的两个顶点的编号以及该直边所处三角形的数量与所处三角形的编号；所述三维点数据库内存储有所构建三维地质模型中所有三维点的属性数据，每个三维点的属性数据均包括该三维点的编号、三维坐标数据以及该三维点所处三角形的数量与所处三角形的编号；对所述脊线数据库进行建立之前，先对待分析矿床上所包含脊线的数量进行确定，并对待分析矿床上的所有脊线进行连续编号；所述脊线为等值线、背斜轴、向斜轴或断层的断层线；所述等值线为等高线或等厚线，所述背斜轴为背斜轴部所处的曲线，所述向斜轴为向斜轴部所处的曲线；所述脊线数据库中包括待分析矿床上所有脊线的属性信息，每条脊线的属性信息均包括该脊线的编号以及位于该条脊线上的三维点数量和各三维点的编号；对所述断层数据库进行建立之前，先对所述待分析矿床上所包含断层的数量进行确定，并对所述待分析矿床上的所有断层进行连续编号；所述断层数据库中包括待分析矿床上所有断层的属性信息，所述断层为正断层或逆断层；每个断层的属性信息中均包括该断层的编号和地质类型；步骤三、模型更新：采用所述数据处理设备，对步骤一中所构建三维地质模型进行动态更新；其中，动态更新包括模型要素动态更新和模型动态更新；对步骤一中所构建三维地质模型进行模型要素动态更新时，包括三维点加入与删除更新、三角形加入与删除更新、脊线加入与删除更新和断层加入与删除更新；待模型要素动态更新完成后，根据更新完成后的所述三角形属性信息库和所述模型要素属性数据库，采用所述数据处理设备对所构建三维地质模型进行更新；其中，对所构建三维地质模型进行三维点加入更新时，调用三维点加入更新模块进行更新，过程如下：先在所构建三维地质模型中查找所加三维点所处的三角形，并对查找出的三角形的编号进行确定，且查找出的三角形为待处理三角形；之后，连接所加三维点与待处理三角形的三个顶点，将待处理三角形划分为n个三角形；然后，对所加三维点和划分后新增的n个三角形分别进行编号，并将所加三维点的属性数据、n个三角形的属性信息和划分后新增的三条直边的属性信息分别添加至所述三维点数据库、所述三角形属性信息库和所述直边属性信息库中，同时将所述三角形属性信息库中存储的待处理三角形的属性信息删除；其中，n为正整数且n＝2或3；当所加三维点位于所查找三角形的一个直边上时，n＝2；当所加三维点位于所查找三角形内时，n＝3；对所构建三维地质模型进行三维点删除更新时，调用三维点删除更新模块进行更新，过程如下：先根据所述三维点数据库内存储的所删三维点的属性数据，对所删三维点所处三角形的数量m1与所处三角形的编号进行确定；随后，将所删三维点所处的m1个三角形删除，并获得一个多边形；之后，对所获得多边形进行三角形网格划分，划分后获得m2个三角形，其中m1和m2均为正整数且m1≥1，m2≥1；然后，对m2个三角形分别进行编号，将m2个三角形的属性信息均添加至所述三角形属性信息库中，并将划分后新增的(m2‑1)条直边的属性信息均添加至所述直边属性信息库中，同时将所述三角形属性信息库中存储的所删三维点所处的m1个三角形的属性信息均删除，将所述三维点数据库中存储的所删三维点的属性数据删除，且将所述直边属性信息库中一个顶点为所删三维点的所有直边的属性信息均删除；对所构建三维地质模型进行三角形加入更新时，调用三角形加入更新模块进行更新，过程如下：先在所构建三维地质模型中找出所加三角形的三个顶点，并将所找出的三个顶点连接形成一个三角形；之后，对所加三角形进行编号，将所加三角形的属性信息添加至所述三角形属性信息库中，并将所加三角形的三个直边的属性信息均存储至所述直边属性信息库中；对所构建三维地质模型进行三角形删除更新时，调用三角形删除更新模块进行更新，过程如下：先根据所述三角形属性信息库中存储的所删三角形的属性信息，对所删三角形的三个直边的编号进行确定，所删三角形的三个直边均为待处理直边；之后，结合所述直边属性信息库中存储的所删三角形的三个直边的属性信息，对所述待处理直边进行删除判断：当待处理直边所处三角形的数量为一个时，待处理直边为需删除直边；当待处理直边所处三角形的数量为两个以上时，待处理直边为共用直边；然后，根据所删三角形的三个直边的删除判断结果，将所述直边属性信息库中存储的所删三角形的需删除直边的属性信息均删除；对所构建三维地质模型进行脊线加入更新时，调用脊线加入更新模块进行更新，过程如下：先在所构建三维地质模型中找出位于所加脊线上的所有三维点，并对所找出三维点的编号进行确定，所找出的三维点为脊线点且其数量为m3个；随后，在所构建三维地质模型中找出与所加脊线相交的所有三角形，并对所找出的所有三角形的编号进行确定，所找出的三角形为相交三角形；之后，调用所述三角形删除更新模块，对所找出的所有相交三角形进行三角形删除更新，并获得两组分别位于所加脊线两侧的三维点；然后，利用m3个所述脊线点和两组分别位于所加脊线两侧的三维点进行三角形网格划分，划分后获得m4个三角形，其中m3和m4均为正整数且m3≥2，m4≥2；最后，对m4个三角形和所加脊线分别进行编号，将m4个三角形的属性信息均添加至所述三角形属性信息库中，并将划分后新增的所有直边的属性信息均添加至所述直边属性信息库中，同时将所加脊线的属性信息添加至所述脊线数据库中；对所构建三维地质模型进行脊线删除更新时，调用脊线删除更新模块进行更新，过程如下：先根据所述脊线数据库存储的所删脊线的属性信息，在所构建三维地质模型中找出与所删脊线相连的所有三角形，并对所找出三角形的编号进行确定，所找出的三角形为相邻三角形；之后，结合所述三角形属性信息库中所存储的所述相邻三角形的属性信息，找出所述相邻三角形中不与所删脊线连接的直边，所找出的直边为未连接边；然后，将所有相邻三角形的未连接边连接形成一个多边形，再对连接形成的多边形进行三角形网格划分，划分后获得m5个三角形，其中m5为正整数且m5≥2；最后，对m5个三角形分别进行编号，将m5个三角形的属性信息均添加至所述三角形属性信息库中，并将划分后新增的所有直边的属性信息均添加至所述直边属性信息库中，同时将所述脊线数据库存储的所删脊线的属性信息删除；对所构建三维地质模型进行断层加入更新时，调用断层加入更新模块进行更新，过程如下：先调用所述脊线加入更新模块，对所加断层的断层线进行加入更新；之后，对所加断层和所加断层的断层线分别进行编号，并结合待分析矿床的地质勘测结果，将所加断层的属性信息添加至所述断层属性数据库中；对所构建三维地质模型进行断层删除更新时，调用断层删除更新模块进行更新，过程如下：先在所构建三维地质模型中找出所删断层和所删断层的断层线，并对所删断层的编号和所删断层的断层线编号分别进行确定；之后，调用所述脊线删除更新模块，对所删断层的断层线进行删除更新；然后，将所述断层属性数据库中存储的所删断层的属性信息删除；对步骤一中所构建三维地质模型进行模型动态更新时，包括基于交、并运算的模型动态更新；对所构建三维地质模型进行基于交、并运算的模型动态更新时，过程如下：先调用集合交、并运算处理模块，对所述三角形属性信息库和所述模型要素属性数据库分别进行交、并运算；之后，根据交、并运算后获得的所述三角形属性信息库和所述模型要素属性数据库，采用所述数据处理设备对所构建三维地质模型进行更新。