技术摘要：
本发明提供一种基于混合数据模型的地质数据可视化方法，涉及地质勘察技术领域。本发明三维地质体模型在构建三维模型时，采用不规则四面体结构TEN和三角面TIN混合数据模型进行联合建模，采用混合数据结构综合了TIN和TEN的优点，能够快速形成三维空间实体的轮廓，便于显  全部
背景技术：
三维空间数据模型分为基于体元的数据模型(三维栅格结构、八叉树、不规则四面 体结构TEN等)、基于边界的数据模型(格网模型Grid、面片结构TIN、三维适量数据结构等)、 混合数据模型(Octree TEN、TIN CSG、Octree TIN、面向对象的数据模型等)。基于体元的数 据模型比较适合于空间操作与空间分析，但数据量大，运算速度慢；基于边界面的数据模型 数据量小，便于数据显示和数据更新，但难以组织起有效的空间分析。混合数据模型将两种 或两种以上的数据模型加以综合，能够适应不同分辨率、不同背景条件、不同应用的要求。 采用混合数据模型，处理三维几何和拓扑的复杂性，对多变的三维空间信息进行完整有效 的描述，不是为一个可行途径。 三维可视化地质建模技术在工程地质应用中具有前沿性。而三维模型所能达到的 准确程度，对于工程分析、判断和决策所产生的影响极大。常规的三维地质建模方法通过大 量简化地质条件来降低建模复杂度，仅适用岩层单一、地质构造简单的区域，而无法精确描 述诸如断层、微构造、隔夹层等复杂特殊地质现象。本次研究将研究区已有地质资料进行整 合分析，针对复杂地质构造条件下三维地质建模中的关键技术和建模方法进行了探索性研 究，形成一套以地层构造三维展布为整体框架，以岩层出露线和岩层产状作为岩层的形态 要素，钻孔数据作为层面的控制要素，由面成体构建研究区三维地质模型的技术方法流程。 目标在于通过对获得的钻孔地质分层资料及地质剖面图等地层结构的信息进行分析，认识 地质结构，经过统一的人为分层处理，重现研究区工程地质实体三维结构的可视化模型，为 工程地质分区评价提供基础地质依据。
技术实现要素：
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种基于混合数据模型的地质数据可视化 方法； 本发明所采取的技术方案是： 一种基于混合数据模型的地质数据可视化方法，包括如下步骤： 步骤1：生成地表模型；将研究区的数字高程模型、数字地形图和离散钻孔点和工 程区域范围线，通过格式转换和投影变换，将其统一到规定坐标系统和格式，以点(X，Y，H) 模式将离散钻孔转换为点集，存储至文本文件进行预处理，生成三维地表模型，其中X为北 坐标，Y为东坐标，H为以1956年黄海高程系为基准的高程值； 步骤2：制定区域标准地层表；分析地质发展历史与地质年代信息，结合野外勘察 中钻孔原始分层数据、研究区测绘资料、地质力学理论，迭代建立区域标准地层，修改完善 已有的标准地层，统计出该区域所有的地层信息，按照地层沉积年代进行统一编号，得到该 3 CN 111612903 A 说　明　书 2/4 页 区域的“标准地层表”； 步骤3：钻孔建模；通过钻孔模型，对空间位置处地层真实分布情况进行勘察； 步骤3.1：根据原始钻孔分层信息绘制所有典型剖面图，完成钻孔之间的地层对 比； 步骤3.2：根据绘制的剖面图，结合步骤2中“标准地层表”，调整钻孔数据的分层， 对剖面图上每个地层赋予标准地层代号； 步骤3.3：钻孔地层确定之后，根据钻孔的空间位置、钻孔深度和孔径大小，绘制钻 孔三维模型，所述钻孔三维模型上的不同颜色，代表不同编号的地层； 步骤4：地层建模；将钻孔数据、岩层出露线和地层产状作为地层层面的控制要素， 进行三维空间插值建模，其具体步骤为： 步骤4.1：通过钻孔对比和剖面中地层的岩性、岩相、厚度与变形信息，确定研究区 域的地层系统； 步骤4.2：选择钻孔、岩层出露线，采用光滑离散插值(DSI)方法进行空间插值； 步骤4.3：对相交、尖灭和缺失的地层层面，进行校验处理，消除地层层面不合理之 处； 步骤4.4：将地层层面校验处理完毕后，按地层自下而上的顺序，从各地层三角面 TIN开始，依次与上层层面进行求交运算，不断新增地层控制点，修正TIN面； 步骤5：生成地质体；根据步骤4生成的地质层面TIN，转化为三维体，生成地质体； 其具体步骤为： 步骤5.1：采用Delaunay缝合算法将相临地层的TIN面转化成多层三棱柱空间模 型； 步骤5.2：根据钻孔上的地层节点，进行三棱柱四面体化，得到的不规则四面体结 构TEN作为三维单元； 步骤5.3：剔除生成的TEN中的重合面，与所述步骤4修正后的TIN结合，得到该区域 的三维地质体模型； 步骤5.4：三维模型体素化，将上述生成的三维地质体模型空间划分为均匀的网 格，每个网格携带独立的属性值。 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 本发明提出的一种基于混合数据模型的地质数据可视化方法，三维地质体模型在 构建三维模型时，采用不规则四面体结构TEN和三角面TIN混合数据模型进行联合建模，采 用混合数据结构综合了TIN和TEN的优点，能够快速形成三维空间实体的轮廓，便于显示和 数据更新；精确的表达空间实体的边界；进行有效地空间分析，最大限度地弥补了单一数据 结构的缺陷，既具有灵活高效的拓扑关系，又可以充分利用映射和光线跟踪等可视化算法， 因此具有较强的通用性和柔韧性，不仅可以提高地对三维实体表达的精度，而且还能更好 的适应三维拓扑的复杂性，能够胜任各种不同复杂程度的三维地质建模。 附图说明 图1为本发明三维地质建模流程图； 图2为本发明实施例中钻孔建模效果图； 4 CN 111612903 A 说　明　书 3/4 页 图3为本发明实施例中某一地层TIN面图； 图4为本发明实施例中采用TIN与TEN混合数据结构建模示意图； 图5为本发明实施例中完整地质体模型示意图； 图6为本发明实施实例中三维地质体模型体素化效果图。