本申請涉及三維地質(zhì)建模，特別涉及一種地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

1、地層界面構(gòu)建方法是地質(zhì)建模的重要組成部分，地質(zhì)接觸幾何一致是地層界面在接觸處所表現(xiàn)出的幾何形態(tài)和位置的相互關(guān)系，特別是它們能否緊密接觸、無縫隙、無交錯的一種狀態(tài)。在地質(zhì)學(xué)中，地質(zhì)接觸幾何一致性對于理解地殼運動、沉積作用、構(gòu)造變形等地質(zhì)過程具有重要意義，因此在研究地層界面構(gòu)建方法時需考慮地質(zhì)接觸幾何一致性。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利cn103500468a公開了基于邊界約束的空間曲面重建方法，采集原始層位數(shù)據(jù)點和斷層數(shù)據(jù)點，繪制上盤多邊形和下盤多邊形；求出原始層位數(shù)據(jù)點、斷層多邊形上的點的高度屬性、關(guān)系屬性以及投影屬性；用帶約束的三角形網(wǎng)格化對原始層位數(shù)據(jù)點和斷層多邊形上的點進(jìn)行連接；完成上盤多邊形、下盤多邊形的內(nèi)外區(qū)域拼接，即完成三維空間曲面的重建。

3、然而，上述現(xiàn)有技術(shù)僅考慮了一個斷層的上盤和下盤相切，而未考慮多個斷層面多邊形的斷層切割關(guān)系，地質(zhì)接觸幾何一致性較差，地層界面構(gòu)建的精確度較差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中未考慮多個斷層面多邊形的斷層切割關(guān)系，地質(zhì)接觸幾何一致性較差，地層界面構(gòu)建的精確度較差的問題。

2、一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，包括以下步驟：

3、步驟一，獲取地質(zhì)建模源數(shù)據(jù)，根據(jù)所述地質(zhì)建模源數(shù)據(jù)構(gòu)建三維基網(wǎng)格，利用所述三維基網(wǎng)格將每一個斷層面三維網(wǎng)格化，得到斷層面多邊形。

4、步驟二，根據(jù)所述斷層面多邊形的斷層切割關(guān)系和斷層面法向關(guān)系形成地質(zhì)關(guān)系圖，根據(jù)所述地質(zhì)關(guān)系圖對所述斷層面多邊形進(jìn)行結(jié)點標(biāo)記。

5、步驟三，根據(jù)所述地質(zhì)關(guān)系圖構(gòu)建拆分網(wǎng)格單元二叉樹，對所述拆分網(wǎng)格單元二叉樹中的每個網(wǎng)格單元的網(wǎng)格點進(jìn)行虛實標(biāo)記。

6、步驟四，根據(jù)所述結(jié)點標(biāo)記和所述虛實標(biāo)記檢驗拆分網(wǎng)格單元的有效性，若不存在無效情況，則進(jìn)入步驟五。

7、步驟五，構(gòu)建網(wǎng)格單元棱邊拆分二叉樹，根據(jù)所述網(wǎng)格單元棱邊拆分二叉樹的棱邊拆分結(jié)果對拆分網(wǎng)格單元進(jìn)行虛網(wǎng)格點添加和編號。

8、步驟六，建立不同類型的網(wǎng)格點鄰域關(guān)系表，根據(jù)網(wǎng)格點編號和所述網(wǎng)格點鄰域關(guān)系表求解得到每個有編號網(wǎng)格點的值。

9、步驟七，根據(jù)所述有編號網(wǎng)格點的值提取地層界面多邊形，對所述地層界面多邊形和所述斷層面多邊形進(jìn)行切割處理，得到地質(zhì)接觸幾何一致的地層界面。

10、在一種可能的實現(xiàn)方式中，步驟一中，所述利用所述三維基網(wǎng)格將每一個斷層面三維網(wǎng)格化，得到斷層面多邊形包括：

11、將每一個斷層面與所述三維基網(wǎng)格求交，所述三維基網(wǎng)格的網(wǎng)格單元邊與每一個斷層面形成網(wǎng)格單元邊交點，規(guī)定每個網(wǎng)格單元邊只有一個交點，對每個網(wǎng)格單元邊超過一個的交點進(jìn)行算法加權(quán)平均合并，形成封閉多邊形。

12、對所述封閉多邊形處于網(wǎng)格單元面上的折線邊進(jìn)行變直線處理，得到所述斷層面多邊形。

13、在一種可能的實現(xiàn)方式中，步驟二中，所述根據(jù)所述斷層面多邊形的斷層切割關(guān)系和斷層面法向關(guān)系形成地質(zhì)關(guān)系圖包括：

14、根據(jù)所述斷層面多邊形的斷層切割關(guān)系和斷層面法向關(guān)系設(shè)置斷層面的正向和負(fù)向，形成地質(zhì)關(guān)系圖。

15、在一種可能的實現(xiàn)方式中，步驟二中，所述根據(jù)所述地質(zhì)關(guān)系圖對所述斷層面多邊形進(jìn)行結(jié)點標(biāo)記包括：

16、根據(jù)所述地質(zhì)關(guān)系圖遍歷每個斷層面多邊形的結(jié)點，對被當(dāng)前斷層面多邊形切割且不位于當(dāng)前斷層面多邊形的切割方向的其它斷層面多邊形的結(jié)點標(biāo)記為無效結(jié)點。

17、在一種可能的實現(xiàn)方式中，步驟三包括：

18、根據(jù)所述地質(zhì)關(guān)系圖遍歷每個斷層面多邊形的結(jié)點，根據(jù)每個斷層面多邊形的正部分和負(fù)部分切割關(guān)系構(gòu)建拆分網(wǎng)格單元二叉樹。

19、遍歷所述拆分網(wǎng)格單元二叉樹，根據(jù)每個網(wǎng)格單元的網(wǎng)格點位于對應(yīng)的斷層面多邊形的方向?qū)λ鼍W(wǎng)格點進(jìn)行虛網(wǎng)格點和實網(wǎng)格點標(biāo)記。

20、在一種可能的實現(xiàn)方式中，步驟五包括：

21、遍歷所述拆分網(wǎng)格單元二叉樹，根據(jù)每個斷層面多邊形與網(wǎng)格單元棱邊的交點關(guān)系構(gòu)建網(wǎng)格單元棱邊拆分二叉樹。

22、根據(jù)所述網(wǎng)格單元棱邊拆分二叉樹的棱邊拆分結(jié)果對拆分網(wǎng)格單元進(jìn)行虛網(wǎng)格點添加，所述虛網(wǎng)格點包括棱邊拆分網(wǎng)格點、斷層終止拆分網(wǎng)格點和補全作用網(wǎng)格點，對添加的虛網(wǎng)格點進(jìn)行編號。

23、在一種可能的實現(xiàn)方式中，步驟六中，所述建立不同類型的網(wǎng)格點鄰域關(guān)系表包括：

24、建立原始網(wǎng)格點與添加的虛網(wǎng)格點之間的六鄰域關(guān)系表。

25、在一種可能的實現(xiàn)方式中，步驟六中，所述根據(jù)網(wǎng)格點編號和所述網(wǎng)格點鄰域關(guān)系表求解得到每個有編號網(wǎng)格點的值包括：

26、根據(jù)網(wǎng)格點編號和所述網(wǎng)格點鄰域關(guān)系表構(gòu)建隱式地質(zhì)場插值函數(shù)求解的有限差分格式以及控制點與網(wǎng)格結(jié)點的線性函數(shù)關(guān)系，建立求解方程，采用多重網(wǎng)格法進(jìn)行迭代求解，得到每個有編號網(wǎng)格點的值。

27、本申請中的一種地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，具有以下優(yōu)點：

28、通過結(jié)合三維基網(wǎng)格、地質(zhì)關(guān)系圖、拆分網(wǎng)格單元二叉樹、網(wǎng)格單元棱邊拆分二叉樹、網(wǎng)格點鄰域關(guān)系表和多邊形切割處理，考慮多個斷層面多邊形的斷層切割關(guān)系，保證了地質(zhì)接觸幾何一致性，提高了地層界面構(gòu)建的精確度。

技術(shù)特征：

1.一種地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，其特征在于，步驟一中，所述利用所述三維基網(wǎng)格將每一個斷層面三維網(wǎng)格化，得到斷層面多邊形包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，其特征在于，步驟二中，所述根據(jù)所述斷層面多邊形的斷層切割關(guān)系和斷層面法向關(guān)系形成地質(zhì)關(guān)系圖包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，其特征在于，步驟二中，所述根據(jù)所述地質(zhì)關(guān)系圖對所述斷層面多邊形進(jìn)行結(jié)點標(biāo)記包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，其特征在于，步驟三包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，其特征在于，步驟五包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，其特征在于，步驟六中，所述建立不同類型的網(wǎng)格點鄰域關(guān)系表包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，其特征在于，步驟六中，所述根據(jù)網(wǎng)格點編號和所述網(wǎng)格點鄰域關(guān)系表求解得到每個有編號網(wǎng)格點的值包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種地質(zhì)接觸幾何一致的三維網(wǎng)格化地層界面構(gòu)建方法，包括：構(gòu)建三維基網(wǎng)格，將每一個斷層面三維網(wǎng)格化，得到斷層面多邊形；形成地質(zhì)關(guān)系圖，對斷層面多邊形進(jìn)行結(jié)點標(biāo)記；構(gòu)建拆分網(wǎng)格單元二叉樹，進(jìn)行虛實標(biāo)記；構(gòu)建網(wǎng)格單元棱邊拆分二叉樹，進(jìn)行虛網(wǎng)格點添加和編號；建立網(wǎng)格點鄰域關(guān)系表，求解得到每個有編號網(wǎng)格點的值；提取地層界面多邊形，對地層界面多邊形和斷層面多邊形進(jìn)行切割處理，得到地質(zhì)接觸幾何一致的地層界面。本申請通過考慮多個斷層面多邊形的斷層切割關(guān)系，保證了地質(zhì)接觸幾何一致性，提高了地層界面構(gòu)建的精確度。

技術(shù)研發(fā)人員：王超,王占剛,馬進(jìn)勇,徐金寧,單志偉,曹園園,楊靜,于朝陽,周曉斌
受保護的技術(shù)使用者：寧夏回族自治區(qū)地球物理地球化學(xué)調(diào)查院（自治區(qū)深地探測中心）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23