[发明专利]基于TIN的地质界面三维形态分析方法无效

专利信息
申请号: 201110097945.6 申请日: 2011-04-19
公开(公告)号: CN102147934A 公开(公告)日: 2011-08-10
发明(设计)人: 毛先成;陈进;彭正林;单文发;唐艳华 申请(专利权)人: 中南大学
主分类号: G06T17/05 分类号: G06T17/05
代理公司: 长沙市融智专利事务所 43114 代理人: 黄美成
地址: 410083 湖南*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 基于 tin 地质 界面 三维 形态 分析 方法
【权利要求书】:

1.一种基于TIN的地质界面三维形态分析方法,其特征在于,包括以下步骤:在使用三维TIN模型来模拟地质界面的基础上,使用空间几何和计算机图形学原理计算地质界面的一般几何形态参数和距离场;利用空间插值和趋势剩余分析技术分级提取出地质界面的形态趋势以及形态起伏。

2.根据权利要求1所述的基于TIN的地质界面三维形态分析方法,其特征在于,所述的一般几何形态参数包括坡度和夹角;

(1)坡度的计算方法为:在三维TIN模型中,任一个三角形ABC的三个顶点的坐标为A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2),C(x3,y3,z3),三角形ABC的坡度为:

S=arccos1a12+a22+1]]>

其中,a1=(y2-y1)*(z3-z1)-(y3-y1)*(z2-z1)(x3-x1)*(y2-y1)-(x2-x1)*(y3-y1),]]>a2=(x3-x1)*(z2-z1)-(x2-x1)*(z3-z1)(x3-x1)*(y2-y1)-(x2-x1)*(y3-y1);]]>

(2)夹角的计算方法为:

所述的夹角指两个地层界面交线上的某点的夹角,即经过该点的两个三角面片之间的夹角,方法如下:

首先将地质界面栅格化以形成多个块体单元即单元,即采用三维规则网格将研究区地质空间划分为许多小立方体,对两个地质界面TIN模型中穿过相同块体单元的三角面片两两求夹角,最后将求得的夹角的平均值作为地质界面之间的夹角α*,夹角α*的求法如下:

设两个三角形的法向量分为V1(xv1,yv1,zv1)、V2(xv2,yv2,zv2),两法向量的夹角为α,即两个三角面片之间的夹角,计算的公式为:

α=arccosxv1*xv2+yv1*yv2+zv1*zv2xv12+yv12+zv12xv22+yv22+zv22]]>

则地质界面之间的夹角α*的表达式为:

其中n等于两个地质界面在同一块体单元中的三角面片的夹角个数。

根据权利要求1所述的基于TIN的地质界面三维形态分析方法,其特征在于,距离场的计算方法为:

控矿地质因素场与空间中某点到相关联的地质界面的距离有关,即控矿地质因素场是空间中某点到地质界面距离的空间分布函数,

求出预测空间即前述的研究区地质空间中每个单元对应的距离值,建立距离场模型,所述的距离值指某一个单元的中心点到TIN模型中各个三角面片的距离值的最小值。

分级提取出地质界面的形态趋势以及形态起伏包括:

空间趋势形态反映的是空间物体在空间区域上的主体特征,它忽略了局部形态起伏以揭示空间区域上的主体特征。在矿床地质空间中,相关地质体的主体形态将对周围成矿起到一定因素的影响,起伏则是地质异常作用的侧面反映。因此,对地质体形态的分析将是控矿因素定量提取的重要步骤。

所述的地质界面的形态趋势是指对地质界面TIN模型中的三角面片的顶点的Z值按照距离平方反比法重新赋值得到的新顶点建立的新的TIN模型,新的TIN模型称为地质界面的趋势面,地质界面的趋势面的形成过程如下:

①确定搜索距离d,只有与估测点距离小于d的样品点才能参与计算,其中距离是指两点在XY平面上投影点间的距离,而不是两点的绝对距离;估测点指原来的地质界面TIN模型中的任意一个顶点在XY平面上的投影点;

②利用距离平方反比法重新计算样品点的所有z值,公式如下:

z=Σi=1nzidi2Σi=1n1di2]]>

其中,zi表示该估测点周围、与估测点距离小于d的样品点的垂直坐标分量;di表示该估测点与样品点的距离;此处距离都指两点在XY平面上投影点间的距离;

③利用计算的z值,建立新的地质界面TIN模型,形成地质界面的趋势面;

按照上述方法,采用不同的搜索距离d,即可分级提取得到地质界面的形态趋势;

所述的形态起伏是指地质界面相对于形态趋势面的起伏幅度,即地质界面中的z值减去形态趋势面的z值,即可得到形态起伏。

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