【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于三维地层建模，具体涉及一种任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法及装置。
技术介绍
1、基于钻孔数据的城市三维地质建模大部分是针对局部工程区域内的小数据量钻孔。这些三维地质模型服务并解决工程尺度问题，难以体现城市大范围区域内整体的地层发育状况与土层分布特征，无法辅助决策城市整体地下空间建设项目的部署和实施。伴随着钻孔数据规模的逐渐增长，数据量逐渐变得庞大，新增钻孔数据可以达到万级甚至十万级的规模。在利用钻孔的数据的城市三维地质建模工作中，常用的三维地质建模方法主要分为显式建模与隐式建模两类。前者包括参数曲面法、gtp(generalized tri-prism，基于广义三棱柱)等经典建模方法。后者主要包括径向基函数及其衍生隐式曲面函数，其中包括hermite径向基函数(hrbf，high-resolution basis function)，adahrbf(gradient-adaptive hermite rbf),fast-rbf，局部紧支撑rbf(csrbf，compactly supported radialbasis function)等，是目前隐式三维地质建模方法中常用的隐式曲面。
2、显式三维地质建模是一种所见即所得的三维地质建模方法。针对城市海量钻孔数据的三维地质建模，交互量巨大，易产生拓扑矛盾。模型的后期校验和交互修正使得建模效率较低，网格尺度的单一性也使得大规模三维地质模型的重建与分级可视化较为困难。隐式三维地质建模法通过计算表示地质体几何形状的等值面的隐式方程，并使用一系列隐式
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本申请提出一种任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法及装置，实现面向大范围的任意数量规模钻孔(包括万级及十万级以上)的快速，稳定，准确的隐式三维地质建模，降低大规模钻孔数据的三维地质建模方法对硬件需求过高的依赖。
2、第一方面，本申请提出一种任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，包括：
3、步骤s1：针对任意数据规模的钻孔数据，基于泰森多边形对待建模区域进行区域划分，并进行与泰森多边形单元聚类，得到多个建模子区域；
4、步骤s2：对泰森多边形单元聚类后的不同建模子区域及邻域边界处的隐式地层界面提取控制点；
5、步骤s3：根据所述控制点，单独解算每个建模子区域的地层隐式界面函数，基于建模子区域的边界构建符号距离函数；
6、步骤s4：在每个建模子区域中，将地层隐式界面函数与符号距离函数进行隐式布尔运算，得到建模子区域内的约束隐式地质界面；
7、步骤s5：根据三维地质界面函数，将多个存在公共点和重叠区域的建模子区域内的约束隐式地质界面进行隐式融合，构建待建模区域的全局的隐式三维地质模型。
8、所述针对任意数据规模的钻孔数据，基于泰森多边形对待建模区域进行区域划分，并进行与泰森多边形单元聚类，得到多个建模子区域，包括：
9、步骤s1.1：在待建模区域内，按照设定的网格精度，均匀添加网格点，网格点与钻孔位置点作为泰森多边形中心点，构建待建模区域的泰森多边形；
10、步骤s1.2：对每一个泰森多边形赋予一个标志值，所述标志值用于区分钻孔位置点对应的泰森多边形以及网格点对应的泰森多边形；
11、步骤s1.3：选取未生长的分区钻孔位置点对应的泰森多边形作为新工程钻孔数据集的种子点入栈；
12、步骤s1.4：在栈不空的情况下，栈内种子点逐个出栈，将当前出栈种子点对应的泰森多边形加入新工程钻孔数据集，并标记为已生长；
13、步骤s1.5：遍历当前种子点对应的泰森多边形的邻域泰森多边形，并且搜索邻域泰森多边形的邻域，直到搜索深度达到预设定的搜索深度，得到当前种子点邻域多边形集合；
14、步骤s1.6：遍历邻域多边形集合，若当前多边形为钻孔位置点对应的泰森多边形，则将当前多边形作为新种子点入栈，重复步骤s1.2～步骤s1.4直到栈为空，完成新工程钻孔数据集的聚类划分。
15、所述对泰森多边形单元聚类后的不同建模子区域及邻域边界处的隐式地层界面提取控制点，包括：
16、步骤s2.1：将不同建模子区域及邻域边界处的隐式地层界面提取控制点的方式分为钻孔位置泰森多边形区域以及非钻孔位置泰森多边形区域；
17、步骤s2.2：在钻孔位置泰森多边形区域中，从钻孔数据中提取地层的层底点作为隐式面的控制点构成第一控制点点集c1；
18、步骤s2.3：在钻孔位置泰森多边形区域中，在钻孔位置点对应的泰森多边形的各边上取中点以及高程值构成第二控制点点集c2，第一控制点点集c1以及第二控制点点集c2共同构成钻孔位置泰森多边形区域中隐式地质界面函数的控制点；
19、步骤s2.4：在非钻孔位置泰森多边形区域中，选取网格点对应的泰森多边形边界的中点以及网格点对应的泰森多边形图形的中心点作为第三控制点点集c3，第三控制点点集c3构成非钻孔位置泰森多边形区域中隐式地质界面函数的控制点。
20、所述高程值，计算式如下：
21、
22、其中，h为高程值，hmax为当前建模子区域的地表高程最大值，h0为周围钻孔数据地层层底高程平均值，lmax为钻孔位置泰森多边形区域中聚类中心到最大生长搜索深度dmax时的泰森多边形中心的距离，li为钻孔位置泰森多边形区域中的聚类中心到当前非钻孔位置泰森多边形区域中心的距离。
23、所述根据所述控制点，单独解算每个建模子区域的地层隐式界面函数，计算式如下：
24、
25、其中，αi为隐式hrbf函数的第一参数，βi为隐式hrbf函数的第二参数，为隐式地质界面的基函数，h为hermite矩阵，xj为当前的空间隐式三维曲面的中心控制点，xi为第i个空间隐式三维曲面的控制点，nj为曲面控制点处的法向量，i为第i个点，j为第j个点，n为区域内点的数量，f(xj)地层隐式界面函数。
26、所述基于建模子区域的边界构建符号距离函数，计算式如下：
27、
28、其中，ω为度量空间u的子集，d为度量，表示边界本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，所述针对任意数据规模的钻孔数据，基于泰森多边形对待建模区域进行区域划分，并进行与泰森多边形单元聚类，得到多个建模子区域，包括：
3.根据权利要求1所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，所述对泰森多边形单元聚类后的不同建模子区域及邻域边界处的隐式地层界面提取控制点，包括：
4.根据权利要求3所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，所述根据所述控制点，单独解算每个建模子区域的地层隐式界面函数，计算式如下：
6.根据权利要求1所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，所述在每个建模子区域中，将地层隐式界面函数与符号距离函数进行隐式布尔运算，得到建模子区域内的约束隐式地质界面，包括：
7.根据权利要求1所述的任意规模钻孔数
8.一种任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器，以及存储器，所述存储器用于存储指令，当所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行权利要求1～7任一权利要求所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有可执行的指令，所述指令当被执行时使得处理器执行权利要求1～7任一权利要求所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法。
...【技术特征摘要】
1.一种任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，所述针对任意数据规模的钻孔数据，基于泰森多边形对待建模区域进行区域划分，并进行与泰森多边形单元聚类，得到多个建模子区域，包括：
3.根据权利要求1所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，所述对泰森多边形单元聚类后的不同建模子区域及邻域边界处的隐式地层界面提取控制点，包括：
4.根据权利要求3所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，所述根据所述控制点，单独解算每个建模子区域的地层隐式界面函数，计算式如下：
6.根据权利要求1所述的任意规模钻孔数据的分治隐式三维地层建模方法，其特征在于，所述在每个建模子区域中，将...
【专利技术属性】
技术研发人员：王徐磊，郭甲腾，刘志斌，王路远，李俊昆，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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