[发明专利]一种基于勘探数据的三维地质BIM建模方法和装置

说明书

本发明涉及一种基于勘探数据的三维地质BIM建模方法和装置，方法包括以下步骤：获取工程勘探的钻孔数据，对钻孔数据中的钻孔坐标数据进行插值处理，将获取的钻孔点和插值点作为离散点，计算所有离散点的凸包轮廓，对凸包轮廓进行三角剖分，进而重建凹包形状，得到土层的单层Mesh网格；根据钻孔点经过的土层对应的土壤成分对单层Mesh网格进行渲染，根据钻孔点经过的土层对应的土层厚度，生成上下两层Mesh网格，构建土层的外边轮廓，最终得到土层的三维模型。与现有技术相比，本发明具有数据来源真实，模型精确；算法高效，模型生成效率高；模型包含地质相关数据，支撑后续分析预测等优点。

技术领域

本发明涉及三维地质建模技术领域，尤其是涉及一种基于勘探数据的三维地质BIM建模方法和装置。

背景技术

三维地质建模的概念最早是由加拿大SimonWHoulding于1993年提出的。所谓三维地质建模,就是运用计算机技术,在三维环境下,将空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来，用于地质研究的一门新技术。我国自上世纪80年代开始引入国外软件EarthVision。已发展数十年时间，目前的三维地质建模软件主要作用：提供基于数字模拟的基础模型。基于模型的深入分析和预测等。

现有技术存在以下技术缺陷：

1.目前的地质三维建模软件主要以来国外软件。

2.现有建模软件生成模型不够精细。

3.无法与Web端轻量化展示平台无缝集成。

4.目前没有全流程的数据可视化监管系统。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于勘探数据的三维地质BIM建模方法和装置，实现高效生成三维地质模型。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于勘探数据的三维地质BIM建模方法，包括以下步骤：

获取工程勘探的钻孔数据，对钻孔数据中的钻孔坐标数据进行插值处理，将获取的钻孔点和插值点作为离散点，计算所有离散点的凸包轮廓，对凸包轮廓进行三角剖分，进而重建凹包形状，得到土层的单层网格；

根据钻孔点经过的土层对应的土壤成分对单层网格进行渲染，根据钻孔点经过的土层对应的土层厚度，生成上下两层网格，构建土层的外边轮廓，最终得到土层的三维模型。

进一步地，所述插值处理的过程包括：

根据钻孔数据中的钻孔坐标数据，获取钻孔点，对各个钻孔点，以预设半径值扫描获取相邻的钻孔点，在两两相邻的钻孔点中间插入插值点，同时剔除两钻孔点连线向量在预设夹角范围内的其他插值点；待生成的插值点与钻孔点的间距低于特定值时，不生成插值点。

进一步地，所述凸包轮廓的计算过程包括：

从所述离散点中选取起始点，通过叉积角度判断围成凸包的点的走向，最终构成凸包轮廓。

进一步地，对凸包轮廓进行三角剖分的具体过程包括：

对所述凸包轮廓上的离散点进行三角网剖分，三角网剖分过程中满足以下特性：

三角形满足空圆特性：每个三角形的外接圆不包含面内的其他任何点；

最大化最小角特性：每两个相邻的三角形构成的凸四边形的对角线，在相互交换后，六个内角的最小角不再增大。

进一步地，所述重建凹包形状的过程包括：

设定长度阈值和最小角度阈值；获取三角剖分后得到的三角面片集合，在三角面片集合中，将邻接2个三角形的边作为内部边，邻接1个三角形的边作为边界边，邻接0个三角形的边作为退化边；