[发明专利]一种基于迹线延伸的地质界面模型构建方法

说明书

本发明属于三维地质建模技术领域，尤其涉及一种基于迹线延伸的地质界面模型构建方法，包括如下步骤：S1、计算地质界面出露部位的天然地表或开挖面的外法线向量S2、在水平面内指定期望的地质模型构建方向S3、计算地质界面的期望延伸方向向量S4、构建指定延伸长度L的地质界面模型。本发明的地质界面模型构建方法能根据地质界面产状与临空面方向，运用向量计算确定出地质界面的延伸向量；能根据地质界面在临空面上的出露迹线和延伸向量方便的构建出满足三维建模、工程分析等特定要求的地质界面模型。

技术领域

本发明属于三维地质建模技术领域，尤其涉及一种基于迹线延伸的地质界面模型构建方法。

背景技术

地质界面构建是三维地质建模的重要工作内容之一，一般三维建模软件都提供了多种构建地质界面的方法，如地质领域常用的三维建模平台——GOCAD软件就提供了：(1)点+产状；(2)点集+边界线；(3)平行线；(4)封闭曲线；(5)曲线+延伸向量等多种构建方法，其他三维建模软件也大都提供了类似方法可用于构建地质界面。

地质工作中，经常会获得各类地质界面的地表或开挖面上的出露迹线，以及相应部位的产状信息，根据出露迹线以及产状信息，运用方法(5)曲线+延伸向量即可构建出所需要的地质界面模型。

在运用方法(5)曲线+延伸向量构建地质界面模型时，地表或开挖面上的出露迹线可通过地质编录获取，而延伸向量则无法直接给出；若直接采用结构面产状，如倾向方向等，构建的地质界面模型往往可能不在工程分析所需要的范围内，还有可能构建出不合理的地质界面，尤其是当倾向与地表或开挖面中或小角度相交时，问题尤其突出。

采用现有的基于曲线与延伸向量的地质界面构建方法，地表或开挖面上的出露迹线可以通过地质编录获得。但目前尚无科学、便捷地确定延伸向量的方法。在三维建模软件中，无法直接指定出延伸向量，包括方向与长度。若直接采用地质界面的产状，如倾向方向，只有在地质界面的倾向与地表或开挖面接近正交或大角度相交时，才可能得到较为合理的地质界面模型，例如接近矩形的地质界面模型；否则可能构建出异形模型，如锐角很小的四边形，不利于地质分析或模型应用，如基于三维模型的二维剖面剖切。另外，直接采用地质界面的产状来构建模型，只能获得特定方向的地质界面模型，如倾向，而针对不同目的的工程分析模型，其范围往往有所区别，重点关注的区域也有所不同，因此，直接采用产状构建地质界面模型，就难以满足不同分析目的的工程研究需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能准确确定延伸向量的基于迹线延伸的地质界面模型构建方法。

本发明解决其技术问题所采用的一种基于迹线延伸的地质界面模型构建方法，包括如下步骤

S1、计算地质界面出露部位的天然地表或开挖面的外法线向量

其中，α₀是地质界面迹线出露部位的倾向，β₀是地质界面迹线出露部位的倾角；

S2、在水平面内指定期望的地质模型构建方向

其中，α₁为的方位角，代表自正北方向顺时针旋转至方向的角度；

S3、计算地质界面的期望延伸方向向量

当地质界面的倾角β₂满足不等式0°<β₂<90°时，平行于的铅垂面与地质界面的交线就是期望的延伸方向向量或反方向向量，此时通过地质界面和所述铅垂面的法向量的差乘计算期望延伸方向向量

当地质界面的倾角β₂＝0时，期望延伸方向向量与一致，即