Métodos de modelado basados ​​en superficies

El método de modelado basado en modelos de superficie se centra en la representación superficial de entidades espaciales tridimensionales, como superficies del terreno, capas geológicas, contornos y marcos espaciales de estructuras (edificios), ingeniería subterránea, etc. Las superficies de simulación pueden estar cerradas o no. Para la simulación de superficies no cerradas se suelen utilizar el modelo TIN basado en puntos de muestreo y el modelo Grid basado en interpolación de datos. Los modelos B-rep y los modelos de estructura alámbrica se utilizan generalmente para simular superficies cerradas o contornos externos. Los modelos de sección, los modelos híbridos de sección TIN y los modelos DEM multicapa se utilizan comúnmente en el modelado geológico. La ventaja de utilizar la representación de superficie para formar el contorno de un objeto espacial tridimensional es que es conveniente mostrar y actualizar datos. La desventaja es que carece de descripción geométrica tridimensional y registros de atributos internos, lo que dificulta la consulta y la consulta. Analizar el espacio tridimensional.

1. Modelos TIN y Grid

Existen muchas formas de representar superficies, como modelos de contorno, modelos grid, modelos TIN, etc. La técnica de modelado de superficies más utilizada es construir TIN basándose en puntos de muestreo reales. El método TIN triangula puntos de datos dispersos sin puntos repetidos de acuerdo con ciertas reglas (como las reglas de Delaunay), de modo que estos puntos dispersos formen una cuadrícula triangular irregular continua pero no superpuesta, que puede describir la superficie de un objeto tridimensional. El modelo de cuadrícula tiene en cuenta la desigualdad de la densidad y distribución del muestreo y forma una cuadrícula segmentada plana regular después de la interpolación. Estos dos modelos de superficie se usan generalmente para modelar la superficie del terreno y también se pueden usar para el modelado de depósitos minerales en capas. Para depósitos minerales en capas, generalmente primero se genera el modelo de superficie de la interfaz de contacto o el espesor de cada capa de roca en el dominio del modelo, y luego se basa en la relación de corte y cizallamiento entre las capas de roca, mediante métodos como "poda", " cobertura de orden de prioridad", operaciones aritméticas y lógicas, etc. Corrija con precisión la interfaz de contacto o el espesor de cada capa de roca.

2. Modelo de representación de límites

La posición y forma del cuerpo están definidas por caras, anillos, aristas y puntos. Por ejemplo, un cuboide está rodeado por seis caras, correspondientes a seis anillos, cada anillo está definido por cuatro aristas y cada arista está definida por dos puntos finales. Se caracteriza por registrar en detalle la información geométrica y las relaciones de interconexión de todos los elementos geométricos que conforman la forma del objeto, de manera de acceder directamente a los parámetros de definición de cada cara, límite de cara y cada vértice que conforman la forma, lo cual es propicio. a diversas operaciones geométricas y operaciones basadas en caras, aristas y puntos. El modelado de representación de límites es muy eficaz para describir objetos tridimensionales con estructuras simples, pero es inconveniente e ineficiente para objetos tridimensionales irregulares. La línea límite puede ser una curva plana o una curva espacial.

3. Modelo de estructura alámbrica

La esencia de la tecnología de modelado de estructura alámbrica es conectar dos puntos de muestreo adyacentes o puntos característicos en el contorno del espacio objetivo con líneas rectas para formar una serie de polígonos. y luego unir estas caras poligonales para formar una malla poligonal que simula límites geológicos o límites de excavación. Algunos sistemas llenan superficies de estructura alámbrica con TIN, como DataMine. Cuando los puntos de muestreo o los puntos característicos se distribuyen a lo largo del bucle, el modelo de estructura alámbrica conectada también se denomina modelo de corte conectado o modelo de corte continuo.

4. Modelo de sección transversal

La esencia de la tecnología de modelado de sección transversal es la implementación informática de métodos de mapeo geológico tradicionales, es decir, la descripción de depósitos minerales y el registro de información geológica a través de planos. vistas o cortes transversales. Su característica es que los problemas tridimensionales son 2D, lo que simplifica el diseño del programa. También es la tecnología de modelado más conveniente y práctica en descripción geológica. Sin embargo, es incompleto en la expresión de depósitos minerales. Es difícil expresar completamente los depósitos minerales tridimensionales y sus estructuras internas mediante el modelado de secciones y, a menudo, es necesario utilizarlo junto con otros métodos de modelado. Al mismo tiempo, debido a errores en el uso de datos no originales, su precisión de modelado generalmente es difícil de cumplir con los requisitos de ingeniería.

5. Modelo híbrido sección-triangulación

En una sección geológica bidimensional, la información principal es una serie de límites geológicos que representan diferentes límites estratigráficos o tienen un significado especial ( tales como fallas, límites de yacimientos o intrusiones). A cada límite se le asigna un valor de atributo y luego los límites con los mismos atributos en secciones adyacentes se conectan mediante parches triangulares (TIN) para formar una superficie 3D con significados de atributos específicos. Los pasos de modelado son los siguientes: ① Asignación de límites de sección; ② Edición de bloques 2D; ③ Conexión de secciones adyacentes; ④ Reconstrucción de escena tridimensional.

6. Modelado DEM multicapa

Primero, realice la interpolación o ajuste DEM en cada estrato de acuerdo con los puntos de interfaz de cada estrato, y luego interseque el DEM multicapa de acuerdo con los atributos de cada división de estrato, formando la estructura esquelética de un modelo estratigráfico tridimensional que está estrictamente dividido espacialmente según la litología (o propiedades del suelo).

Sobre esta base, se introducen fenómenos geológicos especiales, estructuras artificiales y otros objetos puntuales, lineales, superficiales y volumétricos en el espacio subterráneo para completar la división completa del espacio subterráneo tridimensional.