[发明专利]基于等高线的复杂地形三维离散单元法数值模型建模方法

摘要

本发明提出的基于等高线的复杂地形三维离散单元法数值模型建模方法，属于地质工程及采矿工程领域中数值模拟研究领域。该方法首先获取建模区域的数字地形图，在区域边界和高程点稀疏的区域加密高程点并求取每个加密高程点的高程值，提取每个高程点的三维空间信息并保存；然后对数字地形图进行地表曲面样条插值，并绘制建模区域地表三维图形；将曲面样条插值后的所有高程点的三维空间信息输出到最终地形数据文件中，通过三维离散单元法软件建立三维数值模型；通过与地表三维图形对比验证，得到建模区域最终的三维离散单元法数值模型。本发明可对任一复杂地形区域进行高精度的数值建模，所建模型地表曲面与实际地形表面偏差小，有较高的应用价值。

主权项

一种基于等高线的复杂地形三维离散单元法数值模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取建模区域的数字地形图；确定研究区并获取研究区的数字地形图；对研究区数字地形图进行裁剪得到建模区域的数字地形图，所述建模区域的数字地形图上包括若干高程点；2)在步骤1)得到的建模区域数字地形图上的，在区域边界和高程点稀疏的区域加密高程点，然后利用解析法求取每个加密高程点的高程值；3)利用步骤2)完成加密高程点后的建模区域数字地形图，提取每个高程点的三维空间信息：包括每个高程点的(x,y)坐标和高程值，将所有高程点的三维空间信息保存为TXT或XLSX形式的建模区域地形数据文件；4)对步骤3)完成后的建模区域数字地形图进行地表曲面样条插值，得到经曲面样条插值后的所有高程点的三维空间信息，并利用MATLAB绘制建模区域地表三维图形；5)利用建模区域的最终地形数据文件，建立该区域的三维数值模型；将经过步骤4)曲面样条插值后的所有高程点的三维空间信息，通过MATLAB语言程序模块按照三维离散单元法软件可识别的命令格式输出到一个TXT文件中，将该TXT文件记为建模区域的最终地形数据文件；打开三维离散单元法软件，导入该最终地形数据文件并执行，建立该建模区域的三维数值模型；6)通过对比验证，得到建模区域最终的三维离散单元法数值模型；将步骤5)建立的三维数值模型和步骤4)用MATLAB绘制的地表三维图形进行对比并判定：如果步骤5)得到的三维数值模型的上表面与MATLAB所绘制的地表三维图形不一致，则说明步骤5)中输出的建模区域的最终地形数据文件有误，重新返回步骤5)，对MATLAB语言程序模块进行修改，然后生成新的三维数值模型；否则，步骤5)得到的三维数值模型即为该建模区域的最终三维离散单元法数值模型。