[发明专利]一种水平构造地貌实体的三维模型构建方法

说明书

本发明公开了水平构造地貌实体的三维模型构建方法，该方法包括：将水平构造地貌的面状地层图层中所有面状地层转换成地层界线；根据地层界线的轮廓外接矩形，将每个地层界线分为4段，存储到对应的地层界线分段集合中；根据地层界线分段，将地层界线包围的区域A进行分区，得到每个区的层面插值点集，再根据层面插值点集利用不规则三角网构建方法，生成各地层层面TIN模型；以水平构造地貌的面状地层覆盖区域为约束，以其范围内的等高线为数据源，利用不规则三角网构建方法，逐个构建地层侧面TIN模型；将各个地层的上、下层面和侧面TIN模型转换为OBJ三维模型，得到水平构造地貌实体的三维模型。本发明构建的三维模型准确度更高，自动化程度高。

技术领域

本发明涉及地理信息技术，尤其涉及一种水平构造地貌实体的三维模型构建方法。

背景技术

地貌信息的三维表达，是数字地貌制图之外，地貌信息表达的另一重要手段。当前，地貌信息的三维表达，主要是三维地貌影像图。三维地貌影像图是指通过对数字地形模型(DTM)和遥感图像数据进行处理和综合分析，生成具有三维视感的地貌影像。在三维地貌影像图上进行地貌研究，地貌特征更易于识别。

但是，三维地貌影像图毕竟是二维影像。探索地质构造地貌实体三维模型的快速制作，是未来地貌信息直观表达的主要手段。虽然，国内外研究者已有针对性地提出了多种地质实体的三维模型(吴立新、史文中.论三维地学空间构模.地理与地理信息科学.2005,21(1),1-4.)和多种基于钻孔、物探等数据的建模方法(朱良峰、吴信才、刘修国、尚建嘎.基于钻孔数据的三维地层模型的构建.地理与地理信息科学.2004,20(3),26-30.)。但是，地质构造地貌实体通常发育于基岩山地区域，由于缺少钻孔、物探等数据，无法直接应用现有建模方法对其进行三维建模。

水平岩层主要是指产状呈水平或近水平(5度)的岩层。它是在沉积成岩后只有整体进行过升降而没有经过倾伏或褶曲的原始水平产状的地层，当然，也包括经历过构造变动，但是仍然具有近水平产状的地层。水平岩层构造作为一种在地球表面广泛分布、典型的地质构造类型，是高平台地、方山、桌状山、丹霞山等多种水平岩层构造地貌发育的基础。基于水平岩层构造发育形成的诸多地貌类型，形成了诸多各有特色的地貌景观，具有重要的地质地貌标本研究价值和丰富的原生态旅游观赏价值。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种水平构造地貌实体的三维模型构建方法，该方法基于地形地质图和DEM构建三维地质模型，算法复杂度较低，自动化程度较高，三维模型的准确度较好。

技术方案：本发明所述的水平构造地貌实体的三维模型构建方法包括：

(1)将水平构造地貌的面状地层图层中所有面状地层转换成地层界线；

(2)根据地层界线的轮廓外接矩形，将每个地层界线分为4段，存储到对应的地层界线分段集合中；

(3)获取一个地层界线，基于该地层界线的分段集合采用反距离加权插值算法对该地层界线包围的区域A进行分区处理，生成三个区域A1、A2、A3；

(4)基于Morphing四边插值算法，生成A2区域的层面插值点集合MPts；

(5)基于反距离加权插值算法，生成A1、A3区域的层面插值点集APts；

(6)基于层面插值点集合MPts和APts，以区域A为约束，采用不规则三角网构建方法，构建地层层面TIN模型；

(7)循环执行步骤(3)-(6)，直至完成所有地层界线的处理；

(8)以水平构造地貌的面状地层覆盖区域为约束，以其范围内的等高线为数据源，利用不规则三角网构建方法，逐个构建地层侧面TIN模型；

(9)将各个地层的上、下层面和侧面TIN模型转换为OBJ三维模型，缝合后得到水平构造地貌实体的三维模型。