一种基于反距离加权方法的层状三维地质界面拟合算法.pdfVIP

地质学刊 第36卷第3期 一种基于反距离加权方法的层状三维地质界面拟合算法 李楠1，雷玲玲2，肖克炎1’2 (1．中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037；2．长江大学地球科学学院，湖北荆州 434023、 摘要：三维空间中地质曲面模拟是矿产勘企、大比例尺成矿预测等地学领域的重要研究内容之一。与地球化学、地 球物理数据的曲面拟合相比，地质界面拟合更加复杂且具有一般性。从功能需求角度出发，地质界面拟合需要处 理层状地层、不整合地层以及存在构造的地层等多种情况；从算法实现角度讲，该拟合过程不同于物化探数据通过 某一属性值进行曲面拟合的情况，因为在地质界面模拟过程中，不存在这样的特征值进行曲面拟合，因此不能直接 使用物化探数据等值面提取的思想模拟地质接触界面。针对上述问题，提出了一种基于反距离加权法移动立方格 算法的层状地层曲面拟合算法。该方法模型适合绝大多数层状地学三维曲面模拟。 关键词：地质界面；空间插值；移动立方格算法；等值面；隐式地质建模 中图分类号：TP39l 文献标识码：A 文章编号：1674—3636(2012)03—029l—05 学模型拟合得到的。但无论上述哪种方法，生成的 O 引 言 地质界面均为单值面，不能很好地满足地质实际需 要。文献对上述方法做了详细分析(毛先成， 在地质勘探过程中，勘探人员通过钻孔、槽探、 2006)。 坑道、填图和编录等技术手段可以获取地质体和地 曲面提取方法是地学曲面重构的主要研究内 质界面的三维控制点信息。在计算机领域，这些控 容。其核心思想是按照给定的阈值从体数据中抽取 制点被称为空间散乱点或离散点数据。由离散点集 空间曲面，然后再按照传统方法进行绘制。这类方 出发，重构该点集所属的曲面，称为曲面重建。笔者 et 所讨论的地质界面重建属于该类问题。曲面重建， (Lorensen 即构造出对象几何模型，是当今三维数据场建模的 等方法。提取等值面法由于其操作简单、精确度较 核心问题之一。曲面重建问题抽象为：给定三维空 高等原因一直是曲面重建研究的重要内容。这种方 间曲面S上的一组采样点P，通过数学模型找到一 法的核心思想是用户给定一组值，算法根据这组值 et 个曲面S’，使得s’合理地逼近S(Hoppeal， 提取对应的等值面。 1992)。其主要包括两大类算法：一类是参数曲面 地质体接触界面提取与其他地学数据等值面提 模型法，另一类是曲面提取法。 取的主要区别是接触界面提取的对象往往是一组地 参数曲面模型法主要包括逼近样条曲面和插值 质认识信息而不是某一特征值，如，地球化学、地球 样条曲面两种类型。其中，插值样条通过离散点，而 物理等数据的分析值等。 逼近样条不过离散点。该方法的优点是曲面的获得 综上所述，在上述两种曲面拟合算法思想的基 不是由用户给定某一特征值得到的，而是由某一数 础上，提出基于反距离加权方法和移动立方格 收稿日期：2012—06—06：编辑：陆李萍 (1212010012013)、中央国家机关基本业务费基金项目等基金资助 vahoo。com．cn 地质学刊 2012年9月 (MarchingCubes，MC)算法的层状三维地质界面拟面，最经典的例子是构建DTM模型。在三维空间 合算