[发明专利]基于随机算子发生器的槽状交错层理花纹自动填充方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于随机算子发生器的槽状交错层理花纹自动填充方法，属于数字地质制图领域。

背景技术

在数字地质制图的过程中，带有随机特性的面状花纹符号的自动绘制及填充一直是一个难点问题。这类随机型区域面状花纹符号的填充面临边界随机变化和图案本身具有随机性等特点，其花纹符号的绘制及填充不但受到自身图案特征的限制，同时还必须符合国家及行业标准的约束和控制。

交错层理通常也称为斜层理。它是由一系列斜交于层系界面的纹层组成，斜层系可以彼此重叠、交错、切割的方式组合。其特点是细层理大致规则地与层间的分隔面(主层理)呈斜交的关系，上部与主层理截交，下部与主层理相切。斜层系互相平行或彼切割构成不同形态的交错层理。交错层理根据层系与上下界面的形状和性质通常可以分为板状交错层理，楔状交错层理，槽状交错层理等。槽状交错层理是交错层理中最为复杂的一种类型，其特点是单个层系厚度变化快，各层系底界下凹，具明显的槽状侵蚀底界。层系中的细层亦可大致平行层系底面，也可能与之相交，而且各层系倾斜方向多变，具有明显的随机特性。

随机函数及分形理论在地图制图中取得了一些应用，尤其对于具有随机特性图形的表达具有明显的优势。法国数学家蒙德尔罗布采用瑞典数学家柯克发现的“柯克曲线”作为思考海岸线问题的数学模型，通过深入研究并引进了分数维概念，1977年正式将具有分数维的图形称为“分形”，并建立了以这类图形为对象的数学分支——分形几何。现实空间和地图上有许多类似海岸线那样的不规则曲线，随机函数及分形几何为这类曲线的度量提供了数学工具。算子理论是对传统函数定义的扩展，它将函数对数集到数集的映射关系推广到空间到空间的映射，它除了使得经典分析的概念和方法更加系统外，又能使问题的认识得到深化和拓广，从而能应用于更广泛的对象。因此，算子理论对地理及地质空间数据集的映射关系可得到更加系统全面的表达。但是，对于具有随机特性的面状花纹的生成绘制及区域填充，这些理论及方法还没有得到很好的应用。

地质花纹图案的绘制及填充必须符合相关国家标准的限制，这无疑给此类地质图件的机助编绘带来了更大的困难。目前，国内外主要的地质及地理制图软件包括AutoCAD、ArcGIS及MapGIS等，这些软件都可较好支持大量规则符号的生成、绘制及自动填充。但对于具有随机特性的面状花纹图案的自动生成及填充，迄今为止大多采用手工绘制，工序复杂且其随机性不易表达。槽状交错层理就是具有随机特性的面状花纹图案中的一种，这类随机型面状图案的绘制及填充面临图案本身随机变化和填充区域边界复杂多变的双重困难，其绘制及填充算法受到自身特点、国家及行业标准的多重约束控制。

鉴于上述分析的具有随机特性的槽状交错层理的特征，以及现有随机函数、分形几何及算子理论的研究现状，有必要提出一种专门针对具有随机特性的槽状交错层理的花纹图案自动绘制及填充方法。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于随机算子发生器的槽状交错层理花纹自动填充方法，利用随机函数及算子映射理论，并结合具有随机特征的槽状交错层理的特点，通过用户界面进行各参数及随机度的控制，具有很好的灵活性和可控性，可以自动绘制和填充任意边界区域的槽状交错层理，符合国家标准及行业标准的规范和要求，可很好地应用于数字地质图件的自动编绘。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种基于随机算子发生器的槽状交错层理花纹自动填充方法，包括以下步骤：

(1)输入待填充区F，将与地层层理主体弯曲方向相一致的直线设为中心轴线；

(2)确定待填充区F的边界矩形，在中心轴正方向一侧射线上选取一点p_M作为中间中心点，其坐标为(x_M,y_M)，在过p_M且垂直于中心轴线的直线上，分别选取中心轴线左侧的点p_L和中心轴线右侧的点p_R作为左中心点和右中心点，坐标分别为(x_L,y_L)和(x_R,y_R)；分别以p_L、p_R和p_M为圆心做待填充区F的外接圆，确定3个外接圆的半径分别为R_L、R_R和R_M；