지질 체의 3 차원 모델링 방법

국내외 수많은 3D 공간 모델링 연구 문헌에 대한 분석을 바탕으로 현재 본체 기반 모델링 방법, 면 기반 모델링 방법, 혼합 모델링 방법 (표 1- 1) 및 범용 가중치 모델링 방법의 네 가지 모델링 방법이 있습니다.

표 1- 1 3d 공간 모델링 방법 분류

1. 몸체 기반 모델링 방법

본체 모형은 3D 공간에서 본체 분할과 실제 3D 솔리드 표현을 기반으로 하며, 본체 속성을 독립적으로 설명하고 저장할 수 있으므로 3D 공간에서 조작 및 분석할 수 있습니다. 복셀 모델은 복셀 수에 따라 사면체, 육면체, 프리즘, 다면체 유형으로 나뉘거나 복셀의 규칙성에 따라 일반 복체와 불규칙 복소로 나눌 수 있습니다. 모델링 방법은 다음과 같습니다.

(1) 규칙 블록 모델링;

(2) 구조 입체 기하학 (CSG) 모델링;

(3) 3 차원 복셀 모델링;

(4) 옥트리 모델링;

(5) 바늘 모양;

(6) 사면체 메쉬 (10) 모델링;

(7) 피라미드 모델;

(8) 삼각 프리즘 (TP) 모델링;

(9) 지리적 세포 모델;

(10) 불규칙한 블록 모델링;

(1 1) 솔리드 모델링

(12) 3 차원 보로 노이 다이어그램 모델;

(13) 일반화 된 삼각 프리즘 (GTP) 모델링.

2. 표면 기반 모델링 방법

표면 모델 기반 모델링 방법은 지형 표면, 지질 계층, 구조물 (건물) 의 윤곽 및 공간 프레임, 지하 엔지니어링 등과 같은 3D 공간 솔리드의 표면 표현에 중점을 둡니다. 시뮬레이션 표면은 닫혀 있거나 닫혀 있지 않을 수 있습니다. 샘플링 점 기반 주석 모델 및 데이터 보간을 기반으로 하는 그리드 모델은 일반적으로 닫히지 않은 표면 시뮬레이션에 사용됩니다. B-Rep 모델과 와이어프레임 모델은 일반적으로 닫힌 서피스나 외부 컨투어를 시뮬레이트하는 데 사용됩니다. 지질 모델링은 일반적으로 단면 모형, 단면-주석 혼합 모형 및 다중 레벨 DEM 모형을 사용합니다. 표면 표현으로 3D 공간 객체 윤곽을 형성하는 장점은 데이터를 쉽게 표시하고 업데이트할 수 있다는 것입니다. 단점은 3D 기하학적 설명과 내부 속성 레코드가 부족하여 3D 공간을 조회하고 분석하기가 어렵다는 것입니다. 모델링 방법은 다음과 같습니다.

(1)TIN 및 그리드 모델;

(2) B-Rep 모델;

(3) 와이어프레임 모델;

(4) 단면 모델;

(5) 횡단면-tin 혼합 모델;

(6) 다층 DEM 모델링.

3. 혼합 모델링 방법

표면 모델 기반 모델링 방법은 지형 표면, 지질 수준 등과 같은 3D 공간 솔리드의 표면 표현에 중점을 둡니다. 표면 표현을 통해 3D 물체를 형성하는 공간 윤곽을 표현하면 표시 및 데이터 업데이트가 용이하고 공간 분석이 어렵다는 장점이 있습니다. 본체 모형을 기반으로 한 모델링 방법은 지층, 광체, 수역, 건물 등과 같은 3D 공간 솔리드의 경계와 내부의 전체 표현에 초점을 맞추고 있습니다. 볼륨 설명을 통해 3 차원 객체의 공간 표현을 구현하는 장점은 공간에서 조작하고 분석하기 쉽지만 저장 공간이 커서 계산 속도가 느리다는 것입니다. 혼합 모델의 목적은 면 모델과 본체 모델의 장점, 규칙 및 불규칙체의 장점을 종합하여 단점을 보완하기 위한 것입니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 혼합명언) 주로 다음과 같은 혼합 모델링 방법을 포함합니다.

(1) 주석 -CSG 혼합 모델링;

(2) 주석-옥트리 혼합 모델링;

(3) 와이어프레임-블록 혼합 모델링;

(4) 옥트리-텐 하이브리드 모델링;

(5)GTP- 탱 혼합 모델.

4. 범용 가중치 모델링 방법

진수명은 지질학의 3 차원 분야에서 지질과 석유의 3 차원 분석은 비교적 간단하지만, 공학 지질과 수문지질의 3 차원 분석은 비교적 복잡하다고 생각한다. 예를 들어, 크리킨법의 지질과 석유 응용은 기본적으로 분석될 수 있지만, 공학 지질과 수문 지질학에서는 크리킨법이 거의 불가능하다. 그는 현재 지질 3D 재구성 알고리즘은 주로 단면법, 직접 점면법, 토폴로지 분석법의 세 가지가 있다고 생각한다. 확률 통계, 흐림, 신경망, 보간, 적분 등의 이론을 종합적으로 적용하여 새로운 알고리즘 ("보편적 가중 알고리즘" 이라고 함) 을 구축했습니다. 핵심 아이디어는 모든 M 차원의 연속 및 불연속 경계를 재구성하고 분석하는 동시에 다양한 복잡한 배경 요인의 영향을 결합하고 시뮬레이션하는 것입니다.

(1) 단면 깍인면 방법. 단면법의 기본 사상은 대량의 지질단면도를 생성한 다음 면시공법 (추세면법, DEM 생성 기술) 을 적용하여 각 계층을 만들어 3 차원 본체를 표현하는 것이다. 예를 들어 외국의 3 차원 지질 분석 소프트웨어인 GEOCOM 이 대표적인 예이다. 구체적인 해결 단계는 다음과 같습니다.

(1) 원시 지질 자료를 수집하고 정리하여 주형과 종합 층을 이루다.

(2) 지질 공간에서의 다중 매개 변수 데이터베이스 구축;

(3) 위에서 언급한 자료에 따르면 대화식 지질 단면 생성 소프트웨어 플랫폼을 이용하여 전문가의 수동 개입을 통해 다양한 공간 지질 단면을 생성합니다.

④ 각 계산 단면의 지층 분포 결과에 따라 전문가의 개입과 분석 매개변수의 통제하에 각 지질면을 생성한다.

⑤ 형성 공간 표면 프레임 워크 데이터베이스 구축;

⑥ 지질 3D 전시 플랫폼을 이용하여 지층공간 표면 프레임 데이터베이스와 지질공간 다중 매개변수 데이터베이스를 기반으로 지질 3D 전시, 3D 절단 분석, 볼륨 계산 등의 기능을 수행합니다.

(2) 직접 점법. 직접 점면법의 기본 사상은 원시 분산 데이터를 직접 효율적으로 계층화하고, 면시공법 (추세 면법 및 DEM 생성 기술) 을 이용하여 각 층의 고도에 따라 각 레이어를 직접 생성하는 것이다. 예를 들어 외국의 3 차원 지질 분석 소프트웨어인 ROCKWARE 가 대표적인 예이다. 해결 단계는 기본적으로 프로파일 방법과 동일하지만 아래 단계 3) 은 없지만 면 생성 기술을 형성하는 것이 전자보다 더 어렵습니다.

(3) 토폴로지 분석. 위상 분석의 기본 사상은 각 등급의 이산점의 공간 위상 관계를 분석하여 지질체를 구성하는 것이다. 현재 토폴로지 분석은 기본적으로 육면체, 사면체 모형 또는 Delaunay 사면체 모형을 사용합니다. 그것은 단면법과 직접 점면법과 본질적으로 다르지 않고 여전히 이산점에서 지질 수준을 구축하는 것이다.