【摘要】：曲面重建是給定未知曲面的部分信息,然后通過重建方法,盡可能的構(gòu)造一個(gè)逼近未知曲面的曲面表達(dá)形式。曲面表達(dá)與重建在逆向工程、醫(yī)學(xué)、自由曲面設(shè)計(jì)及影視娛樂等鄰域廣泛使用,過去幾十年,針對以上領(lǐng)域的曲面重建的重建方法的研究已經(jīng)相對比較成熟了。但是,對于地質(zhì)約束曲面的重建研究,受限于地質(zhì)曲面數(shù)據(jù)的特殊性,地質(zhì)曲面重建遲遲沒有重大的突破。首先,地質(zhì)曲面重建過程中提供的數(shù)據(jù)來源于實(shí)地勘測數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)比較稀疏,而且分布不均勻。其次,地質(zhì)曲面數(shù)據(jù)只有相應(yīng)的測線數(shù)據(jù)和斷層數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)對曲面只是有一個(gè)趨勢的走向指定,沒有完整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。再者,雖然說地質(zhì)曲面數(shù)據(jù)是很稀疏的,但在地質(zhì)勘測的過程中,都是以公里為量級的,所以最終所獲得的勘探數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量是很大的。因?yàn)榈刭|(zhì)數(shù)據(jù)的特殊性,傳統(tǒng)重建方法應(yīng)用在地質(zhì)曲面重建上效果不好。本文從優(yōu)化種子點(diǎn)搜索空間的思路出發(fā),使用傳統(tǒng)的方式和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方式優(yōu)化地質(zhì)曲面插值,本文的主要工作及創(chuàng)新如下:1.針對傳統(tǒng)重建方法中種子點(diǎn)搜索是無差別的空間搜索問題,本文使用變形網(wǎng)格進(jìn)行空間約束,在進(jìn)行地質(zhì)曲面插值過程中,插值空間是在正交網(wǎng)格上進(jìn)行的,但是對于待插值點(diǎn)周圍的種子點(diǎn)的搜索是在變形網(wǎng)格上進(jìn)行的。變形網(wǎng)格的構(gòu)建是通過趨勢線,使用微分迭代的方式生成的。變形網(wǎng)格的引入,使得搜索的種子點(diǎn)的屬性與待插值點(diǎn)的屬性相似,插值結(jié)果相對于傳統(tǒng)的重建方式更加準(zhǔn)確。2.針對傳統(tǒng)插值方法都只利用空間相關(guān)性的問題,本文基于點(diǎn)云上采樣神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PU-Net,利用聯(lián)合損失函數(shù),使得重建的點(diǎn)盡量保持在潛在曲面上,同時(shí)分布盡量保持均勻,而且因?yàn)椴逯颠^程是使用種子點(diǎn)的特征信息進(jìn)行插值,所以插值結(jié)果更加準(zhǔn)確。3.本文構(gòu)建一個(gè)集成地質(zhì)曲面表達(dá)與重建的軟件系統(tǒng),該軟件系統(tǒng)滿足地質(zhì)曲面表達(dá)與重建過程中必須的基本交互操作,系統(tǒng)能在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi),一個(gè)流程內(nèi)完成曲面重建與表達(dá)的內(nèi)容。本文使用某工區(qū)實(shí)際勘測數(shù)據(jù)來驗(yàn)證本文所提出的方法,與商業(yè)軟件的重建效果進(jìn)行對比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的兩個(gè)方法能過準(zhǔn)確的重建出地質(zhì)曲面的趨勢走向,重建效果比傳統(tǒng)方法的效果更好。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.7
【圖文】：

真實(shí)工區(qū)點(diǎn)云數(shù)據(jù)

他獨(dú)立于網(wǎng)格的位置，后面如果需要的時(shí)候，可以通過網(wǎng)格的位置索引找到所需數(shù)據(jù)。圖3-5 初始化的正交網(wǎng)格3.3 基于變形網(wǎng)格的曲面重建方法實(shí)現(xiàn)變形網(wǎng)格源于貼體網(wǎng)格。貼體網(wǎng)格通過曲線坐標(biāo)的方式來保持與邊界重合的坐標(biāo)線（3D 中的曲面），即是將邊界線作為曲線坐標(biāo)的邊界，曲線坐標(biāo)系是求解具有任意形狀邊界區(qū)域上的偏微分方程的有限差分解法的關(guān)鍵。雖然貼體網(wǎng)格發(fā)展的大部分推動(dòng)力來自于流體動(dòng)力學(xué)，但同樣適用于那些需要對不確定邊界，或者異形邊界求解偏微分方程的領(lǐng)域。通過曲線坐標(biāo)系，可以編寫適用于一般條件的有限差分代碼，而不需要邊界處的特殊程序，即使邊界處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也可以通過曲線坐標(biāo)去適應(yīng)邊界的運(yùn)動(dòng)。這種坐標(biāo)系的使用允許所有計(jì)算在固定網(wǎng)格上完成，在計(jì)算平面中網(wǎng)格是均勻的方形網(wǎng)格，這極大地簡化了編碼，特別是關(guān)于邊界條件，現(xiàn)在可以在不需要插值的情況下表示。曲面坐標(biāo)系統(tǒng)還可以在物理平面中分布曲線

3-7（a）所示，對綁定趨勢線后的網(wǎng)格進(jìn)行變形操作后的網(wǎng)格如圖 3-7（b）所示。（a） （b）圖3-7 趨勢線與網(wǎng)格線綁定后及網(wǎng)格變形。（a）將網(wǎng)格線與趨勢線綁定；（b）變形后網(wǎng)格

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本文編號：2806071