【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及几何建模，具体地说涉及一种利用矩形和三角形单元的断层3d几何模型构建方法及系统。
技术介绍
1、大地测量反演是获取地震运动学震源参数的重要手段，根据观测到的同震地表位移，研究人员可以通过非线性和线性反演来计算断层的几何形态和滑动分布。由于反演问题的多解性，如何获取更加符合地球物理和地质解释的几何和滑移分布是非常具有挑战性的。随着近些年全球定位系统(g l oba lpos it ion i ng system，gps)和合成孔径雷达干涉测量(i nterferometr ic synthet ic aperture radar，i nsar)数据的日益丰富，更加复杂的同震破裂模型能够被构建出来。同时反演断层几何和滑动分布是一个高度非线性问题，因此许多学者通常采用两步法进行反演，即先通过非线性反演断层的几何结构，然后通过线性反演断层的滑动分布。然而实际情况中，破裂的断层往往更加的复杂。因此，早期简单的矩形位错模型通常只能大致拟合观测数据，仍然不足以揭示很多同震破裂中的许多细节，如何构建更加复杂且符合地质构造的断层几何成为大地测量反演中十分重要且亟待解决的问题。
2、目前广泛使用的建模方法是三角位错建模。该方法采用非结构化网格对目标断层进行剖分，所用的网格单元是最基本的三角形网格，基于德劳内三角剖分法，将断层面进行离散化。该方法弥补了矩形网格在建立断层模型时的不足，避免了构建曲面断层几何模型时存在的空隙和重叠问题。然而，非结构化网格会导致断层的几何结构在深部自适应延展，即不能完全按照设置的断层几何参数进行建
技术实现思路
1、本专利技术提供一种利用矩形和三角形单元构建断层3d几何模型的方法，根据断层分段参数信息，在消除复杂断层分段之间的空隙和重叠的同时，严格控制断层深部的延展特征；可根据行列号索引目标网格；功能完全界面化，极易操作。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种利用矩形和三角形单元的断层3d几何模型构建方法，包括以下步骤：
4、步骤1.获取多个断层分段参数；
5、步骤2.基于步骤1中的断层分段参数，设定矩型位错元的长度和高度，将每个断层分段划分成矩形网格并获取断层网格任意节点坐标；
6、步骤3.对断层分段沿倾向方向进行三次样条插值；
7、步骤4.消除各断层分段之间的空隙和重叠，构建四边形网格的断层分段模型；
8、步骤5.沿断层走向进行三次样条插值；
9、步骤6.将四边形网格的断层分段模型中的四边形网格划分成三角网格并计算出三角元的坐标信息。
10、进一步地，所述步骤1中包括每个断层分段的上边界端点坐标、走向角α、倾角δ、宽度w；
11、上边界端点坐标包括左端点经度x1、左端点纬度y1、左端点深度z1；右端点经度x2、右端点纬度y2、右端点深度z2。
12、进一步地，所述步骤2中，基于断层分段参数和矩型位错元的长度δl和高度δh计算断层长度、格网列数、格网行数、经度方向的变化量、纬度方向的变化量、倾向方向的变化量：
13、断层长度：
14、格网列数：
15、格网行数：
16、经度方向的变化量：
17、纬度方向的变化量：
18、倾向方向的变化量：
19、进一步地，所述步骤2中断层网格任意节点坐标(xij,yij,zij)为：
20、走向角0°≤α<90°：
21、
22、走向角90°≤α<180°
23、
24、走向角180°≤α<270°
25、
26、走向角270°≤α<360°
27、
28、其中，xij、yij、zij分别表示第i行第j列网格的经度、纬度、深度坐标值，i、j分别表示节点的行列号，0≤i≤m，0≤j≤n。
29、进一步地，所述步骤4中消除断层段之间的空隙或重叠的方式如下：
30、如果相邻两个断层分段f1和f2之间有间隙，进一步判断f1和f2的断层分段的总宽度大小，其中宽度较长的分段保持不变，较短的分段则用较长分段的临边对应节点替换其原来的节点，最后对较短分段的每一行进行插值；
31、如果相邻两个断层分段f1和f2之间有重叠，进一步判断f1和f2的断层分段的总宽度大小，较长的分段删除重叠点对应的列，较短的分段则用较长分段新的临边对应点作为其边界点，然后相应的增加相同数量的列数，最后对较短分段的每一行进行插值。
32、进一步地，两个断层分段f1和f2之间有间隙采用如下方式：
33、
34、其中，←表示将右边的值赋给左边，w1表示断层分段f1的宽度，w2表示断层分段f2的宽度；f1(xi0,yi0,zi0)和f1(xin,yin,zin)分别表示断层分段f1第i行第0列和第i行第n列的格点经度、纬度和深度坐标值；f2(xi0,yi0,zi0)和f2(xin,yin,zin)分别表示断层分段f2第i行第0列和第i行第n列的格点经度、纬度和深度坐标值。
35、进一步地，两个断层分段f1和f2之间有重叠采用如下方式：
36、
37、其中，w1表示断层分段f1的宽度，w2表示断层分段f2的宽度；f1(xin,yin,zin)、f1(xi(n-a),yi(n-a),zi(n-a))、f1(xij,yij,zij)分别表示断层分段f1第i行第n列、第i行第(n-a)列、第i行第j列的格点经度、纬度和深度坐标值；f2(xi0,yi0,zi0)、f2(xia,yia,zia)、f2(xi(j+a),yi(j+a),zi(j+a))、f2(xij,yij,zij)分别表示断层分段f2第i行第0列、第i行第a列、第i行第(j+a)列、第i行第j列的格点经度、纬度和深度坐标值，a为重叠的列数。
38、另一方面，本专利技术提供一种利用矩形和三角形单元的断层3d几何模型构建系统，包括：
39、模块一，其用于获取多个断层分段参数；
40、模块二，其用于基于模块一中的断层分段参数，设定矩型位错元的长度和高度，将每个断层分段划分成矩形网格并获取断层网格任意节点坐标；
41、模块三，其用于对断层分段沿倾向方向进行三次样条插值；
42、模块四，其用于消除各断层分段之间的空隙和重叠，构建四边形网格的断层分段模型；
43、模块五，其用于沿断层走向进行三次样条插值；
44、模块六，其用于将四边形网格的断层分段模型中的四边形网格划分成三角网格并计算出三角元的坐标信息。
45、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
46、本专利技术严格按照输入的断层几何参数进行网格划分，控制了断本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用矩形和三角形单元的断层3D几何模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用矩形和三角形单元的断层3D几何模型构建方法，其特征在于，所述步骤1中包括每个断层分段的上边界端点坐标、走向角α、倾角δ、宽度W；
3.根据权利要求2所述的一种利用矩形和三角形单元的断层3D几何模型构建方法，其特征在于，所述步骤2中，基于断层分段参数和矩型位错元的长度ΔL和高度ΔH计算断层长度、格网列数、格网行数、经度方向的变化量、纬度方向的变化量、倾向方向的变化量：
4.根据权利要求3所述的一种利用矩形和三角形单元的断层3D几何模型构建方法，其特征在于，所述步骤2中断层网格任意节点坐标(Xij,Yij,Zij)为：
5.根据权利要求4所述的一种利用矩形和三角形单元的断层3D几何模型构建方法，其特征在于，所述步骤4中消除断层段之间的空隙或重叠的方式如下：
6.根据权利要求5所述的一种利用矩形和三角形单元的断层3D几何模型构建方法，其特征在于，两个断层分段F1和F2之间有间隙采用如下方式：
7.根据
8.一种利用矩形和三角形单元的断层3D几何模型构建系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种利用矩形和三角形单元的断层3d几何模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用矩形和三角形单元的断层3d几何模型构建方法，其特征在于，所述步骤1中包括每个断层分段的上边界端点坐标、走向角α、倾角δ、宽度w；
3.根据权利要求2所述的一种利用矩形和三角形单元的断层3d几何模型构建方法，其特征在于，所述步骤2中，基于断层分段参数和矩型位错元的长度δl和高度δh计算断层长度、格网列数、格网行数、经度方向的变化量、纬度方向的变化量、倾向方向的变化量：
4.根据权利要求3所述的一种利用矩形和三角形单元的断层3d几何模型构建方法，其特征...
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