[发明专利]一种用于有限元分析的地质剖面多段线优化方法和系统

权利要求书

1.一种用于有限元分析的地质剖面多段线优化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1，在地质剖面图上找到所有多段线的交点，在交点位置将多段线分段，求得所有多段线的顶点和交点，构建邻接链表；

S2，基于交点，扩展所述邻接链表，并将重复的线段进行剔除，建立新的拓扑关系；

S3，在所述新的拓扑关系的基础上，基于广度优先算法自动连接多段线，构成用于有限元分析的初始化图；

S4，对所述初始化图进行邻近点简化和邻边角度简化，得到优化后的用于有限元分析的剖面图；

步骤S3具体步骤为：获取所述邻接链表对应的图G = (V, E) 和起始点s，寻找从s出发所能达到的所有顶点，首先将s点着上第一种颜色，表示下一步要从该点向外搜索；其次，第一次搜索达到的点也全部着第一种颜色，表示下一步依次从这些点向外搜索，然后，已经经过的点则着上第二种颜色，其他未探索的点则着上第三种颜色；按照上述步骤遍历图G =(V, E)中的所有点，自动连接多段线，得到用于有限元分析的初始化图，V是图中的圆圈数值，E为两个交点的连线。

2.如权利要求1所述的一种用于有限元分析的地质剖面多段线优化方法，其特征在于，在步骤S1中找多段线的交点的方法包括：对于两条多段线的交点计算，采用Bentley-Ottmann算法进行计算；对于多条线段的交点，采用扫描法进行计算。

3.如权利要求2所述的一种用于有限元分析的地质剖面多段线优化方法，其特征在于，在采用扫描法进行计算的过程中，相应地更新邻接链表和二叉树，最终求得所有多段线的交点；所述邻接链表用于记录线段的端点和已经找到的交点；所述二叉树用于记录与扫描线相交的线段。

4.如权利要求1所述的一种用于有限元分析的地质剖面多段线优化方法，其特征在于，在步骤S2中，基于交点，扩展所述邻接链表具体是指，基于多段线的顶点之间的连接关系，建立邻接矩阵；求解出交点之后，把交点当做顶点记录起来，对邻接矩阵的维度进行扩展。

5.如权利要求4所述的一种用于有限元分析的地质剖面多段线优化方法，其特征在于，在步骤S2中，将重复的线段进行剔除，建立新的拓扑关系具体指：同一个坐标位置，仅保留一个顶点，删除重复的顶点之后更新所述邻接链表以及将已删除顶点的拓扑结构重新映射到原顶点的位置。

6.如权利要求1所述的一种用于有限元分析的地质剖面多段线优化方法，其特征在于，步骤S4中对所述初始化图进行邻近点简化具体步骤为：第一步，定义邻近点筛选阈值，第二步，计算顶点与邻近点的距离，第三步，删除间距小于邻近点筛选阈值的顶点，第四步，判断是否所有顶点都满足阈值条件，若是，则结束，否则，返回第二步继续删除间距小于阈值的顶点。

7.如权利要求1所述的一种用于有限元分析的地质剖面多段线优化方法，其特征在于，步骤S4中对所述初始化图进行邻边角度简化具体步骤为：第一步，定义邻边角度简化筛选阈值，第二步，计算相邻边的夹角，第三步，删除夹角小于邻边角度简化筛选阈值的边的顶点，第四步，判断是否所有相邻边都满足阈值条件，若是，则结束，否则，返回第二步继续删除夹角小于阈值的边的顶点。

8.如权利要求1-7任一所述的一种用于有限元分析的地质剖面多段线优化方法，其特征在于，在步骤S4之前，还基于轮廓关键点的B样条曲线拟合算法进行了样条曲线拟合，所述样条曲线拟合具体包括以下步骤：

S41，对自动连接的多段线进行等距离取点并选出曲线轮廓关键点以生成初始插值曲线，或者自定义抽稀点数量，根据输入的点数，自动提取自动连接的多段线中的轮廓关键点，以生成初始插值曲线；

S42，利用邻域点比较法求出所述初始插值曲线与各采样点间的偏差值，在超过拟合允差处增加新的关键点，并生成新的插值曲线；

S43，重复步骤S42，直到拟合曲线满足预定精度要求。

9.一种用于有限元分析的地质剖面多段线优化系统，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至8中任一项所述的方法。