[发明专利]一种基于不规则三角网和空间几何法的地下病害识别方法

摘要

本发明提供了一种识别和计算地下病害信息的方法，属于计算机图形图像处理领域。其特点在于采用不规则三角网构建地下病害三维形体，和用空间几何法估算病害体积大小。本发明通过探地雷达获取地下地质数据，对地质数据中的病害信息进行交互式拾取，再通过不规则三角网自动构建地下病害三维形体，最后利用空间几何法求取三维形体的体积。本发明具有良好的适应性、准确性和通用性。

主权项

1.一种基于不规则三角网和空间几何法的地下病害识别方法，该方法建立在地质雷达探测理论基础上，其特征在于，通过不规则三角网构建地下病害三维形体，利用空间几何法计算地下病害三维形体的体积，在识别和计算地下病害信息的过程中，依次含有以下步骤：步骤(A1)：通过雷达数据构造相互平行的地质数据切片图像其中p为的编号，u为地质数据切片图像的个数，为地质数据切片图像上的地质数据点，为的三维坐标，为的地质属性值，m和n为在上的行数和列数；步骤(A2)：在上构造拾取线完成对地质病害进行交互式拾取，其中，为上第r个地质数据点，b＝1,2,…,t为对应的地质病害体的编号，t为地质病害体的个数，c＝1,2，…,N_b为在第b个地质病害体所对应的N_b个拾取线中的编号，N_b为第b个地质病害体所对应的拾取线的个数，为中地质数据点的个数；步骤(A3)：构造与间的拾取线对且p≠q，c＝1,2，…,N_b‑1，其中q为地质数据切片图像的编号；步骤(A4)：基于不规则三角网构造病害体全部拾取线对间的三维形体，累计得整个病害体；步骤(A5)：基于空间几何法求病害体各拾取线对间不规则多面体的体积，累计求得病害体的总体积；采用基于不规则三角网构造拾取线对间不规则多面体，步骤如下：步骤(B1)：从中选取地质数据点个数较少的一条拾取线作为基准线且另一条拾取线作为非基准线且其中为上的第r₁个地质数据点，为上的第r₂个地质数据点，令s＝1，k＝1，其中，s为步骤(B2)基准边的编号，k为步骤(B2)拾取三角形的编号；步骤(B2)：将以与为端点的线段作为基准边根据Delaunay准则从非基准线上选取点与基准边构成三角形，如果k>1且j_k<j_k‑1则令构造拾取三角形令k＝k+1；步骤(B3)：如果s＝1，j₁≠1且是闭合曲线,则以为新的起始点，按由j_k到j_k+1的方向对中的点重新编号，即令s＝s+1；步骤(B4)：如果s＝1，j₁≠1，则将点分别与点相连，k＝k+j₁‑1；步骤(B5)：如果k>1且j_k‑j_k‑1>1，则将点分别与点相连，k＝k+j_k‑j_k‑1‑1；步骤(B6)：如果且则将点分别点相连，步骤(B7)：如果且则将点分别与点相连，步骤(B8)：如果转步骤(B2)；否则完成拾取线对间的不规则多面体的构造；基于空间几何法求拾取线对间不规则多面体的体积，步骤如下：步骤(C1)：拾取线对对应的拾取三角形集为拾取三角形的三个顶点分别和步骤(C2)：找到上相距最远的两个点记为分别以为圆心，以间的距离为半径在平行于地质数据切片的平面上作圆，两圆的交点记为构建四边形使得上的点尽可能位于的内部，同理构造四边形使得上的点尽可能位于的内部；步骤(C3)：用三角形与对进行分割，用三角形与对进行分割；步骤(C4)：计算其中表示向量和的混合积的绝对值，其中o为坐标原点；步骤(C5)：计算和步骤(C6)：计算拾取线对对应的空间多面体的体积近似值为