一种三维地质模型的地质剖面输出方法

摘要

本发明公开了一种三维地质模型的地质剖面输出方法，步骤如下：一、地层标记：将地质模型各地层面在三维建模软件中进行实体化，并附上不同颜色标记地层面及构造面；二、建立剖面：点击地质模型上的两点，三维建模软件计算剖面原点位置及长度，生成剖切辅助面；三、出图比例：编程计算剖切辅助面两端点距离，与实际剖切辅助面两端点距离相比得出出图比例，按比例绘制剖面切辅助图；四、建立坐标轴；五、钻孔投影：选取剖切辅助面附近的钻孔并投影到剖切辅助面上，识别地质模型周围的钻孔信息并反映在剖切辅助面上，绘制投影孔；六、输出地质剖面图。本发明解决了传统地质平剖面绘制工作效率低下的问题，可以广泛应用于三维仿真技术领域。

说明书

技术领域

本发明涉及三维仿真技术领域，特别是涉及一种三维地质模型的 地质剖面输出方法。

背景技术

基于CATIA软件进行三维地质建模，在业内已经应用了多年， 建模技术日趋成熟。目前，由于三维制图的行业标准相对滞后，三维 地质建模还没有被全面推广，工程技术人员还仍然保持以前的制图习 惯，需要为绘制地质平剖面图付出大量的时间和精力。在基于CATIA 创建三维地质模型的基础上，通过CATIA软件的自身功能，可以实 现二维剖面的输出，但直接输出的并非标准化的地质剖面图，仍需进 一步补充完善。所以，怎样由三维地质模型快速输出标准化的二维地 质剖面图，提高工作的效率，是目前解决三维地质建模推广问题的关 键。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种三维 地质模型的地质剖面输出方法，解决传统的地质平剖面绘制工作量 大、过程繁琐、效率低下的问题。

本发明提供的一种三维地质模型的地质剖面输出方法，包括以下 步骤：步骤一、地层标记：将地质模型各地层面在三维建模软件中进 行实体化，并附上不同颜色，再通过颜色这一属性标记地层面及构造 面；步骤二、建立剖面：通过点击地质模型上的两点，三维建模软件 计算出剖面原点的位置及长度，同时在地质模型上生成剖切辅助面， 并设定剖面深度；步骤三、出图比例：编程计算剖切辅助面两端点的 距离，与三维建模软件中实际剖切辅助面两端点距离相比得出出图比 例，并按比例绘制剖面切辅助图；步骤四、建立坐标轴：将水平线设 为X坐标轴并进行标注，并以此建立Y坐标轴；步骤五、钻孔投影： 选取剖切辅助面附近的钻孔并投影到剖切辅助面上，并显示钻孔的信 息以及与投影孔之间的距离，识别地质模型周围的钻孔信息并反映在 剖切辅助面上，绘制投影孔；步骤六、输出地质剖面图。

在上述技术方案中，所述三维建模软件为CATIA软件。

在上述技术方案中，所述步骤一中，通过CATIA软件中的 automatic surface命令，将地层面实体化并附上颜色。

在上述技术方案中，所述步骤二中，点击地质模型上两点之前， 对CATIA软件进行二次开发。

在上述技术方案中，所述步骤三中，剖切辅助面建立于CAD软 件中，所述步骤三过程如下：1)获取CAD中剖切辅助面所有线段的 端点；2)将端点横坐标进行排序，获得最大值和最小值，再计算剖 切辅助面两端点的距离；3)计算剖切辅助面两端点的实际距离，与 CATIA软件中实际剖切辅助面两端点距离相比得出出图比例；4)按 比例将原始剖切辅助图缩放。

在上述技术方案中，所述步骤三第1)步中，通过编程Visual Basic 语言获取CAD中剖切辅助面所有线段的端点。

在上述技术方案中，所述步骤四中，Y坐标轴建立过程如下：1) 获得剖切辅助图中左上角的点，获得图形最高点竖向坐标值和图形最 低点竖向坐标值；2)根据第1)步所得的纵向坐标值，绘制Y坐标 轴；3)根据第1)步得到的竖向坐标值与剖切线左端点实际高程值 之间的关系，对Y坐标轴进行标注。

在上述技术方案中，所述步骤五中，选取剖切辅助面附近的钻孔 过程如下：1)计算剖切线方程：采用直线方程一般式：Ax+By+C＝0 (AB≠0)，其中A＝y2–y1；B＝x1–x2；C＝-A·x1-B·y1，(x1，y1) 和(x2，y2)分别为剖切辅助面两端点的坐标；2)从数据库中提取 钻孔孔口坐标；3)计算各钻孔孔口点到剖切线的垂直距离，即投影 距离D：4)选取投影距离满足要求的钻孔。

本发明三维地质模型的地质剖面输出方法，具有以下有益效果： 通过使用本发明，可以快速生成标准化的地质剖切辅助面图，不仅操 作简单，而且操作人员的劳动强度大大降低，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明三维地质模型的地质剖面输出方法的流程图；

图2为本发明三维地质模型的地质剖面输出方法的使用流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施 例不应理解为对本发明的限制。

参见图1，三维地质模型的地质剖面输出方法，包括以下步骤：

步骤一、地层标记：将地质模型各地层面在CATIA软件中进行 实体化，并附上不同颜色，再通过颜色这一属性标记地层面及构造面， 常规方法构建的地质模型是由网格面(即地层面)和网格体构成，而 网格面和网格体切割出来的线都是白色的，这样就不能对地层进行标 记。这一步骤通过CATIA软件中的automatic surface命令，将地层面 实体化并附上颜色。

步骤二、建立剖面：对CATIA软件进行二次开发，通过点击地 质模型上的两点，CATIA软件计算出剖面原点的位置及长度，同时 在地质模型上生成剖切辅助面，并设定剖面深度。

步骤三、出图比例：通过编程Visual Basic语言获取CAD中剖切 辅助面两端点的距离，与CATIA软件中实际剖切辅助面两端点距离 相比得出出图比例，并按比例绘制剖面切辅助图，具体过程如下：

1)获取CAD中剖切辅助面所有线段的端点；

2)将端点横坐标进行排序，获得最大值和最小值，再计算剖切 辅助面两端点的距离；

3)计算剖切辅助面两端点的实际距离，与CATIA软件中实际剖 切辅助面两端点距离相比得出出图比例；

4)按比例将原始剖切辅助图缩放。

步骤四、建立坐标轴：CATIA软件直接剖切出的原始剖切辅助 面，是没有坐标轴的，无法在CAD中显示该剖面的空间位置，需要 AUTOCAD二次开发进行添加；将水平线设为X坐标轴并进行标注， 并以此建立Y坐标轴，其中，Y坐标轴建立过程如下：

1)获得剖切辅助图中左上角的点，获得图形最高点竖向坐标值 和图形最低点竖向坐标值；

2)根据第1)步所得的纵向坐标值，绘制Y坐标轴；

3)根据第1)步得到的竖向坐标值与剖切线左端点实际高程值 之间的关系，对Y坐标轴进行标注；

步骤五、钻孔投影：选取剖切辅助面附近的钻孔并投影到剖切辅 助面上，并显示钻孔的信息以及与投影孔之间的距离，识别地质模型 周围的钻孔信息并反映在剖切辅助面上，绘制投影孔，其中，选取剖 切辅助面附近的钻孔过程如下：

1)计算剖切线方程：

采用直线方程一般式：Ax+By+C＝0(AB≠0)，

其中A＝y2–y1；B＝x1–x2；C＝-A·x1-B·y1，(x1，y1)和(x2， y2)分别为剖切辅助面两端点的坐标；

2)从数据库中提取钻孔孔口坐标；

3)计算各钻孔孔口点到剖切线的垂直距离，即投影距离D：

$D=\frac{|A·x+B·y+c|}{\sqrt{A^2+B^2}};$

4)选取投影距离满足要求的钻孔。

步骤六、输出地质剖面图。

针对本发明，具体操作步骤如下(参见图2)：

一、打开CATIA软件，在装配设计模块下导入地质模型。

二、在地质模型上任意新建两点作为剖切辅助面的两个端点。

三、点击【空间分析】工具栏下的【切割】命令。

四、打开模型剖切界面，新建剖切辅助面编号，点击选择A、B 点按钮，在CATIA装配模块下依次点击地质模型上新建的两点，系 统将自动输入两点的坐标，自动计算出剖面原点坐标和剖面宽度，并 以上述数据绘制剖切辅助面。

五、在【切割定义】对话框中选择按【几何目标】定位，系统跳 至模型界面，点击剖切辅助面，确定剖切的位置。

六、在【切割定义】对话框中单击【编辑位置和尺寸】按钮，将 模型剖切界面上计算出的剖面原点坐标以及剖面宽度数值复制到【编 辑位置和尺寸】对话框相应位置，并根据实际情况填写高度数值，以 确定剖面深度。

七、点击模型剖切界面，填入高度以及投影孔距离，单击保存参 数按钮。

八、点击【切割定义】对话框【结果】栏中的【另存为】按钮， 剖面图另存为dwg格式。

九、打开保存的dwg格式剖面，点击模型剖切界面的自动绘图 按钮，系统将自动绘制剖切辅助面图。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不 脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于 本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些 改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知 的现有技术。