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《盆地三维构造_地层格架的矢量剪切原理及方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、盆地三维构造-地层格架的矢量剪切原理及方法田宜平刘海滨刘刚吴冲龙(中国地质大学资源学院,武汉430074)摘要:三维矢量剪切功能的强弱,是衡量所建立的盆地三维数字体质量的重要标志.在阐述了基于B-Rep模型的盆地三维数字体矢量剪切原理之后,探讨了在计算机上实现矢量剪切的技术途径与方法.以线条、填充多边形、曲面和注释4种图元的剪切为基础,建立了一个较为完善的盆地三维数字构造-地层体的矢量剪切模型,并且编制了相应的软件.使用这一技术方法和软件系统,对珠三凹陷进行了实际的矢量剪切分析,取得了良好的效果.关键词:三维盆地模拟;构造-地层格架;三
2、维数字体;矢量剪切;B-Rep模型.中图分类号:P544+.40;P628+.3文献标识码:A文章编号:1000-2383(2000)03-0306-05作者简介:田宜平,男,讲师,1972年生,1996年毕业于中国地质大学研究生院,获硕士学位,在读博士生,主要从事盆地模拟研究和三维模拟软件开发.盆地在三维空间中的动态演化模拟,是当前盆地模拟发展的重要趋势,而实现这一技术目标的基础是建立真三维的空间信息系统1,2.因此,空间分析、空间编辑和空间查询功能,特别是盆地三维构造-地层格架模拟功能以及模拟结果的三维矢量剪切功能的强弱,是衡量模拟
3、软件质量高低的重要标志.矢量剪切优于位图剪切的地方,是所生成的图形仍然是矢量图形,保存了原有的几何拓扑关系,且效率高.矢量剪切技术是空间分析技术的难点和关键之所在.高效的矢量剪切技术将使盆地三维构造-地层格架模拟结果不仅能够支持盆地油气成藏动力学模拟的功能,而且能够作为对油气系统进行输导体系和储层分析的有力工具.留图形的交点,并将这些交点按照图形的拓扑关系形成相应的填充区.例如,矢量剪切平面方程为a·x+b·y+c·z+d=0,则a·x+b·y+c·z+d<0和a·x+b·y+c·z+d>0,分别代表了矢量剪切平面两侧的图形.一旦确定保
4、留其中一侧,便同时舍去了另一侧.本系统的三维盆地构造-地层格架数据体是在二维地震地质解释剖面的基础上,引入三维GIS数据结构3中的一种B-Rep模型.通过B-Rep模型(boundaryreplacement边界代替法)和多种插值方法模拟而成的.所谓边界替代法即用实体的边界来代替实体,各边界的联系通过几何拓扑关系来建立.这种拓扑关系是实现矢量剪切的依据.图1中的单体是由4个曲表面和两个填充区端面围成,其中,上、下曲表面为地层界面,左、右曲表面为断层面或相界面,前后填充区端面为沉积相在地震剖面上的形态.假如将此单体编号为d0,则可以将两个
5、填充区端面编号为d0,4个曲表面编号分别为d0b1,d0b2,d0b3,d0b4.为了矢量剪切计算方便,规定上曲表面编号为d0b1,下曲表面编号为d0b2,左曲表面编号为d0b3,右曲表面编号为d0b4.当矢量剪切面裁剪到此单体时,可让计算机按上述方法原理分别对它与各面的相交情况进行判断,求解出边界交点,再保存交点的空间数据及其属性数据,舍弃相应的图形,然后将按交点的上下左右1矢量剪切的基本原理盆地三维构造-地层格架的矢量剪切包括切剖面、刻方柱和三维剖分等操作.从几何学角度看,矢量剪切可分X方向、Y方向、Z方向和任意方向剪切.其基本方法
6、原理为:取出所有图形数据点,判断此点是在剪切面的哪一侧,保留在其中一侧的数据点,舍弃在另一侧的数据点;然后求出剪切面与所保收稿日期:1999-09-06基金项目:国家自然科学基金“九五”重点项目(No.49732005).图1三维盆地构造-地层体的空间拓扑关系Fig.1Spatialtopologicalrelationshipof3-Dbasintectonic-stratigraphicentity图3直线段与无界平面的求交问题举例Fig.3Illustrationofcalculatingintersectionpointbetw
7、eenlinesegmentandunboundedplane关系来求解各断点处的交点坐标.此例中分别采用了线段12、线段23、线段34、线段45和剪切面S.所求出的A,B,C,D4个交点,分别与相邻的原线条保留点形成了3条新的线条,即1A,B3C和D56.利用本法在进行线条裁剪时,为了防止将起始点或终止点裁剪掉,造成在保留点的序号差值出现混乱,必须对起始点和终止点进行特殊判断.直线段与无界平面的求交问题,可借用图34来说明.图中的A,uB,wC,D,tE都为向量.线段的向量表示形式为Q(t)=D+tE,平面上的点表示为P(u,w)=A
8、+uB+wC;图2线条的剪裁方法举例Fig.2Aexampleofline-cuttingmethod的关系形成剪切后的填充区.如果有多个单体时,可以根据单体的编号(如d0)来区分各单体的交点,分别形成对应
