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申请/专利权人：南京师范大学

摘要：本发明公开了一种地质剖面三维模型的构建方法及装置，方法包括：1加载二维数据形成剖面集合SP、地层剖面集合S、剖面线集合SL与栅格集合GEoDEM；2从SP中读取任一剖面spo，构建地表线GL与参考线RL；3读取剖面spo的任一地层剖面，将地层剖面和地表线GL进行空间几何变换，得到变换地层剖面和变换地表线；4将变换地层剖面转换到三维，得到三维地层剖面；5基于三维地层剖面，根据预设条带宽度w创建平行地层剖面，采用二者构建地层三维模型；6循环执行步骤，直至完成所有剖面所有地层的遍历，得到所有地层三维实体模型，镶嵌后得到三维地质剖面模型。本发明实现了基于二维地质剖图快速构建三维剖面模型的方法。

主权项：1.一种地质剖面三维模型的构建方法，其特征在于包括：1分别根据二维图切剖面矢量数据、剖面线矢量数据与DEM，形成剖面集合SP、地层剖面集合S、剖面线集合SL与栅格集合GEoDEM；2从剖面集合SP中读取任一剖面spo，基于地层剖面集合S对剖面spo构建地表线GL与参考线RL；3从地层剖面集合S读取剖面spo的任一地层剖面soi，基于剖面线集合SL、地表线GL与参考线RL，将地层剖面soi和地表线GL进行空间几何变换，得到变换地层剖面s’oi和变换地表线GL’；4基于栅格集合GEoDEM、地表线GL和变换地表线GL’，将变换地层剖面s’oi转换到三维，得到三维地层剖面s’3oi；5基于三维地层剖面s’3oi，根据预设条带宽度w创建平行地层剖面toi，采用二者构建地层三维模型；6循环执行步骤3-5，直至完成剖面spo的所有地层剖面遍历；7循环执行步骤2-6，直至完成所有剖面的遍历，得到所有地层三维实体模型，镶嵌后得到三维地质剖面模型；步骤1包括：1-1读取二维地质剖面矢量数据，存入剖面集合SP＝{spo|o＝1,2,…,SN}，其中，spo表示编号为o的地质剖面，SN表示地质剖面数量,并将每个剖面内的地层保存到地层剖面集合S＝{soi|o＝1,2,…,SN，i＝1,2,…,DNo}；其中，soi表示编号为o的地质剖面的第i个地层剖面，DNo表示编号为o的地质剖面的地层剖面数量；1-2读取剖面线矢量数据，存入剖面线集合SL＝{slo|o＝1,2,…,SN},其中，slo表示spo的剖面线，SN表示剖面线数量；1-3读取DEM数据，存入栅格集合GEoDEM；步骤2包括：2-1从剖面集合SP中读取任一剖面spo，并从地层剖面集合S中提取其所有地层剖面进行合并形成整体几何面，提取几何面的边界线BL；2-2计算边界线BL上两节点pl与pr，具体方法为：按照横坐标升序排序边界线BL上所有节点，获取首节点和与首节点横坐标相等的节点构建左侧节点集合LP，获取末节点和与末节点横坐标相等的节点构建右侧节点集合RP；再按照纵坐标降序排序节点集合LP与RP，分别获取集合内首节点，作为节点pl与pr；2-3在节点pl、pr处分割边界BL获得两条边界分段，将其中起点为pl终点为pr的边界分段作为地表线GL；2-4以pr横坐标为横坐标，以pl纵坐标为纵坐标创建新节点p’r，并以pl为起点p’r为终点构建参考线RL；步骤3包括：3-1分别获取参考线RL起点pl、终点p’r、方位角α和长度LRL，以及spo的剖面线slo起点pf、终点pt、方位角β和长度Lslo；3-2从地层剖面集合S读取剖面spo的任一地层剖面soi；3-3基于步骤3-1获取的起点、终点、方位角和长度将地层剖面soi边界上所有节点进行仿射变换，并采用变换后的节点生成变换地层剖面s’oi；3-4将地表线GL按照步骤3-3的变换方法，得到变换地表线GL’；步骤3-3包括：3-3-1从地层剖面soi边界上获取任一节点psi；3-3-2将参考线RL起点pl平移到原点，计算得x方向平移量-xpl、y方向平移量-ypl；3-3-3根据方位角计算旋转角度θ＝β-α；3-3-4根据长度计算比例σ＝LsloLRL；3-3-5将参考线RL起点pl平移到pf，计算得x方向平移量xpf、y方向平移量ypf；3-3-6基于下式进行节点psi的仿射变换，得到变换后节点ps′i坐标xps′i，yps′i： 3-3-7返回执行步骤3-3-1，直至边界上所有节点被遍历，得到所有边界的变换节点；3-3-8采用变换后的节点生成变换地层剖面s’oi；步骤4包括：4-1读取变换地层剖面s’oi边界上任一节点ps′i，求取该节点的高程值zps′i；4-2循环执行步骤4-1，完成变换地层剖面s’oi上所有边界节点的高程值；4-3根据变换地层剖面s’oi上所有边界节点的三维坐标值，创建三维地层剖面s’3oi；步骤4-1包括：4-1-1读取变换地层剖面s’oi边界上任一节点ps′i；4-1-2获取节点ps′i到变换地层剖面s’i上的垂点pSL，并连接节点ps′i、垂点pSL构建线段PL，将两端延长后获取线段PL与地表线GL的交点pGL；4-1-3基于栅格集合GEoDEM，分别获取垂点pSL处的高程值Z1与spo的剖面线slo起点pf处的高程值Z2；4-1-4如果节点ps′i位于变换地表线GL上，则zps′i＝Z1，否则执行步骤4-1-5；4-1-5分别计算节点ps′i与垂点pSL的距离d1，交点pGL与垂点pSL的距离d2，节点ps′i与交点pGL的距离d3，并基于下式计算zps′i； 步骤5包括：5-1基于预设条带宽度w和三维地层剖面s’3oi创建平行地层剖面toi；5-2采用轮廓线算法基于变换地层剖面s’oi与平行地层剖面toi的边界点创建侧面stoi；5-3镶嵌变换地层剖面s’oi、平行地层剖面toi与侧面stoi，得到地层三维实体模型；步骤5-1包括：5-1-1读取变换地层剖面s’oi边界上任一节点ps′i的坐标xps′i,yps′i,zps′i；5-1-2采用下式计算平行剖面节点pti坐标xpti,ypti,zpti； 其中，β表示spo的剖面线slo的方位角；5-1-3返回循执行步骤5-1-1，直至变换地层剖面s’oi边界上所有节点被遍历，得到所有平行剖面节点，并基于所有平行剖面节点创建平行地层剖面toi。

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