本發(fā)明涉及工程地質(zhì)領域，特別涉及一種基于ActiveX技術的工程地質(zhì)二三維剖面一體化繪制方法。
背景技術：
地質(zhì)剖面是我們認識各種地質(zhì)構(gòu)造、巖體屬性特征和地層沉積規(guī)律最常用、最直觀的手段。在工程地質(zhì)領域，地質(zhì)剖面制圖是地質(zhì)學家和工程師日常重要的工作之一，傳統(tǒng)的二維剖面繪制方法復雜而繁瑣，出錯后不易于修改，工作量大，效率低的缺陷日漸突出，具體來說，傳統(tǒng)的二維剖面繪制方法存在如下缺點：
（1）數(shù)據(jù)不能共享，重復工作量大。工程地質(zhì)二三維一體化剖面繪制，數(shù)據(jù)需要在三維系統(tǒng)、二維AutoCAD中頻繁交互，傳統(tǒng)方法，需要將這些文件轉(zhuǎn)為中間格式，導入后再處理的方式，基于ActiveX技術，可以直接在內(nèi)存中基于各系統(tǒng)自有格式進行直接交互。
（2）工作量大、效率低下。傳統(tǒng)的剖面繪制方法中幾何投影、求交、繪制均由人工完成，工作方式原始、低效，且準確性不高。計算結(jié)果與設計圖紙分離管理，資料分散在計算機技術高度發(fā)達的今天顯得十分低效；
（3）成果圖紙修改繁瑣。無論是原始模型的改動，還是投影相關參數(shù)的變更，都會引起剖面繪制所有流程的相應改動，另一方面的修改，工作量大、效率低；
（3）計算結(jié)果不夠直觀。計算過程和結(jié)果在局限在單個的GIS或CAD系統(tǒng)中，即不能直觀的反映剖面在地上下一體化場景的空間位置關系，也不能綜合各種軟件的優(yōu)勢，無法達到可視化、計算、出圖、成果輸出的全流程表達。
（4）后期標注繁瑣。剖面設計的最終結(jié)果需要輸出多種設計圖紙，每種圖紙都需要添加不同的標注信息，手工添加這些標注信息需要耗費很大的工作量。
技術實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種基于ActiveX技術的工程地質(zhì)二三維剖面一體化繪制方法，直接在三維環(huán)境中完成工程地質(zhì)剖面繪制的全流程，可視化地質(zhì)剖面計算及圖紙自動繪制，可完全解決目前工程地質(zhì)各專業(yè)信息化條件下剖面繪制業(yè)務流程升級換代的迫切需求。
本發(fā)明的目的是以下述方式實現(xiàn)的：
一種基于ActiveX技術的工程地質(zhì)二三維剖面一體化繪制方法，所述方法包括如下步驟：
步驟一、 基于OpenGL構(gòu)造三維圖形系統(tǒng)，用于顯示三維地質(zhì)模型中的地層和鉆孔；
步驟二、 基于ActiveX技術將AutoCAD中的剖面坐標直接導入到三維系統(tǒng)中，在Z方向進行拉伸，得到一個三維剖面，并繪制到三維系統(tǒng)中；
步驟三、鉆孔三維模型構(gòu)建；
步驟四、地層層面模型構(gòu)建；
步驟五、 在三維系統(tǒng)中進行剖面與地層界面求交；
步驟六、將鉆孔和地層界面求交后的交線段向空間平面投影；
步驟七、基于ActiveX技術，將求得的交線和鉆孔投影后的線段直接輸出到AutoCAD中，即生成了二維剖面。
所述步驟三具體包括如下步驟：
(1) 連接三維地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，獲取一個鉆孔的分層的地下三維信息；
(2) 根據(jù)地下三維信息計算鉆孔的層頂坐標、層底坐標、分層厚度、鉆孔直徑、層號及對應層號的表達顏色；
(3) 獲取用戶設置的鉆孔放大倍數(shù)及創(chuàng)建精度；
(4) 在視圖區(qū)繪制鉆孔的三維鉆孔模型并為每一層賦予不同的顏色；
(5) 重復步驟(1)至(4)繪制所有鉆孔的三維鉆孔分層模型并可視化顯示。
所述步驟四中首先從地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中獲取各地層的分層采樣點，其次對采樣點進行DEM內(nèi)插得到描述地層分界面的規(guī)則格網(wǎng)，最后依次對各地層分界面設置不同的顏色進行標記。
所述步驟五中，在剖面與地層界面求交過程中，首先進行模型間的相交檢測。
所述步驟五中，將模型間相交檢測簡化為三角形對之間的運算，對于檢測為相交的兩個三角形，求解它們之間的相交邊界線，將這些交線段相連后形成剖面與地層界面的交線。
所述步驟六中，根據(jù)投影平面的法向量和縮放系數(shù)，計算平面投影矩陣，然后把鉆孔的空間坐標以及地層與剖面的交線段與所述平面投影矩陣相乘，得到在該投影平面上對應的投影坐標。
所述步驟七中，輸出時自動添加圖框、比例尺、鉆孔標高、鉆孔間距標注信息。
本發(fā)明針對性強、易掌握，可以快速地構(gòu)建鉆孔、地層等地質(zhì)要素的三維模型，實現(xiàn)了工程地質(zhì)剖面制圖流程的統(tǒng)一化與規(guī)范化，提高了效率，節(jié)約了成本，保證了剖面繪制的準確性、可靠性和科學性。
本發(fā)明基于三維地質(zhì)模型剖面分析軟件可直接在三維環(huán)境中進行剖面分析操作，可以“以線代面”或“以面代體”清楚地顯示地質(zhì)體內(nèi)部的各種細節(jié)，形象直觀地表達地質(zhì)構(gòu)造和沉積規(guī)律，完全實現(xiàn)地質(zhì)剖面繪制工作的信息化與自動化。
本發(fā)明讓用戶直接在三維環(huán)境中完成剖面繪制工作的大部分流程，使專業(yè)人員從繁重的體力勞動中解脫出來，把主要精力放在專業(yè)分析和計算上，并且有利于項目后期的使用和維護。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)業(yè)務流程圖。
具體實施方式
ActiveX的核心思想是允許一個Windows 應用程序通過暴露對象控制和操作另一個 Windows 應用程序。因此可以通過 ActiveX 與 AutoCAD 進行通信，實現(xiàn)應用程序之間相互控制、相互調(diào)用。
如圖1所示，本發(fā)明公開了一種基于ActiveX組件技術的工程地質(zhì)二三維一體化剖面成圖方法，其步驟包括：
1)基于OpenGL構(gòu)造一個三維圖形系統(tǒng)，用于顯示三維地質(zhì)模型中的地層和鉆孔。
2) 基于ActiveX技術將AutoCAD中的剖面坐標直接輸入到三維系統(tǒng)中，在Z方向拉伸一定的高度，得到一個三維剖面，并繪制到三維系統(tǒng)中。
AutoCAD軟件中，通過ActiveX讀取剖面線坐標的C#代碼如下：
if (returnCADObj.ObjectName == "AcDbLine"){
AcadLine returnLine = (AcadLine)returnCADObj;
double[] lineStartPoint=new Double[2];
double[] lineEndPoint = new Double[2];
lineStartPoint = (Double[])returnLine.StartPoint;
lineEndPoint = (Double[])returnLine.EndPoint;}
3）鉆孔三維模型構(gòu)建
根據(jù)數(shù)據(jù)庫中每個鉆孔的點位信息和分層信息生構(gòu)建鉆孔三維模型。
三維鉆孔模型的創(chuàng)建流程如下：
(1)連接三維地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，獲取一個鉆孔的分層的地下三維信息（三維坐標信息、地層信息）；
(2)根據(jù)從數(shù)據(jù)庫中獲取的信息，計算出三維鉆孔繪制需要的數(shù)據(jù)（鉆孔的層頂坐標、層底坐標、分層厚度、鉆孔直徑、層號及對應層號的表達顏色）；
(3)獲取用戶設置的鉆孔放大倍數(shù)及創(chuàng)建精度；
(4)在視圖區(qū)繪制鉆孔的三維鉆孔模型并把每一層賦予不同的顏色；
(5)重復(1)-(4)繪制所有鉆孔的三維鉆孔分層模型并可視化顯示。
4）地層層面模型構(gòu)建
地層層面模型構(gòu)建就是從地表到地下依次建立地層分界面或礦體與圍巖分界面的DEM（數(shù)字高程模型Digital Elevation Model），首先從地質(zhì)數(shù)據(jù)庫中獲取各地層的分層采樣點，如果采樣點過少，需要插入虛擬鉆孔點即根據(jù)現(xiàn)有鉆孔數(shù)據(jù)通過外推或內(nèi)插方法得到的鉆孔，其次對采樣點進行DEM內(nèi)插得到可以直接描述地層分界面的規(guī)則格網(wǎng)，最后依次對各地層面設置不同的顏色進行標記。
5） 在三維系統(tǒng)中進行剖面與地層界面求交；
在剖面與地層界面求交過程中，必須首先進行模型間的相交檢測，由于任意多邊形都可以被剖分為三角形，因此模型間相交檢測可以簡化為“三角形對”之間的運算。對于檢測為相交的兩個三角形，還需要求解它們之間的相交邊界線，將這些“交線段”相連后即形成剖面與地層界面的交線。
6）將鉆孔和地層界面“求交”后的交線段向空間平面投影
根據(jù)投影平面的法向量和縮放系數(shù)，計算出平面投影矩陣，然后把鉆孔的空間坐標以及地層與剖面的交線段與這個矩陣相乘，得到在這個平面上對應的投影坐標。
7）基于ActiveX技術，將求得的交線和鉆孔投影后的線段直接輸出到AutoCAD中，即生成了二維剖面，輸出時自動添加圖框、比例尺、鉆孔標高、鉆孔間距標注信息。
本發(fā)明（1）基于ActiveX技術，實現(xiàn)與AutoCAD、ArcGIS、MapGIS、CASS等專業(yè)軟件的數(shù)據(jù)交換，即可將專業(yè)軟件處理后的數(shù)據(jù)直接輸入到系統(tǒng)中，也可將成果直接輸出到通用的CAD、GIS中；（2）實現(xiàn)工程領域野外調(diào)查資料的數(shù)字化管理及動態(tài)查詢，主要包括地質(zhì)數(shù)據(jù)的管理查詢、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)輸出、監(jiān)控維護、查詢檢索、數(shù)據(jù)安全等功能；（3）成果圖紙修改繁瑣。無論是原始模型的改動，還是投影相關參數(shù)的變更，都會引起剖面繪制所有流程的相應改動，另一方面的修改，工作量大、效率低；（4）將三維CAD、GIS技術應用于傳統(tǒng)的地質(zhì)工作中，實現(xiàn)鉆孔及工作區(qū)地形以及三維剖面的三維可視化展示；（5）用戶可以任意設置剖面線，系統(tǒng)根據(jù)剖面線自動繪制剖面圖，實現(xiàn)地質(zhì)模型二、三維剖面分析圖的自動繪制；（6）利用屬性查詢功能，點擊對象即可查出對象的所有屬性信息，方便的圖文聯(lián)動查詢；（7）基于ActiveX技術實現(xiàn)與AutoCAD、Word、Excel等軟件的無縫集成，提供圖紙、文檔、水力計算表格等設計成果的自動化輸出。在圖紙輸出過程中，系統(tǒng)根據(jù)水利計算結(jié)果及圖紙類型，自動添加標注信息，大大提高了系統(tǒng)成圖效率。
以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明整體構(gòu)思前提下，還可以作出若干改變和改進，這些也應該視為本發(fā)明的保護范圍。