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申请/专利权人：广西龙马高速公路有限公司;浙江交工集团股份有限公司;山东大学

摘要：本发明属于地质建模、非网格生成与电磁法勘探领域，公开了一种复杂地质结构电磁勘探三维建模方法，包括采用非均匀有理B样条构建三维模型部分和基于均匀有理B样条构建三维模型的非结构化四面体网格生成部分；本发明采用非均匀有理B样条构建三维地质模型，可以构建具有复杂形态的地面表面、地层和不规则三维地质体。基于非均匀有理B样条三维模型，本发明提出了适用于电磁勘探的非结构化四面体网格生成方法和网格修正方法，可灵活控制源和测点处、不同地质界面与地质体的网格大小、质量、数量，从而生成高分辨率的四面体网格。同时，本发明提供的方法不需要调整相交界面，不需要反复优化网格质量，具有简单高效的优势。

主权项：1.复杂地质结构电磁勘探三维建模方法，包括采用非均匀有理B样条即Non-UniformRationalB-Splines，简称NURBS构建三维模型部分和基于NURBS构建三维模型的非结构化四面体网格生成部分；A.采用NURBS构建三维模型部分，包括以下步骤：S1：获取地形数据，通过公式1将经纬度数据转换成XYZ坐标并将原点校正到测区数据中心；公式1：XYZ＝deg2utmLat,Lon-mean[deg2utmLat,Lon]其中，Lat和Lon分别表示数据的维度和经度；S2：将地形数据定义为二维插值函数，并构建地形参数曲面，从而构建带地形模型；S3：根据公式2建立辅助的垂向参数曲面与地形面的交集，代表发射源和测点在地表面上的位置，并删除多余辅助参数曲面，实现测点或源的加载；公式2：line测点＝suf地形面∩suf辅助面；S4：将地层数据定义为二维插值函数，构建地层参数曲面，删除多余曲面，从而构建带地层模型；S5：采用自适应算法提取三维地质体点云数据边界；流程如下：1定义自适应参数；2首先对三维点云进行去噪和下采样处理；3提取二维切片数据；4利用boundary函数获取每个截面二维点云的边界；5使用基于离散余弦变换的平滑样条函数对二维点云的边界进行光滑处理；6使用封闭曲线样条插值函数得到均与的轮廓曲线的点坐标；7绘图检查轮廓曲线以确保其符合放样需求；S6：将不规则封闭的二维轮廓曲线的点坐标转换成封闭的插值曲线，插值曲线由B样条曲线构建，p阶的B样条曲线的定义如下：公式3：其中，Pi为控制点，wi为权重，是p次B样条基函数，n是控制点的数量减1，即共有n+1个控制点,下标i表示第i个节点，取值范围0,1..n，a为0，b为1，使参数u在[0,1]的范围内取值B样条基函数定义在非周期非均匀节点向量U上：公式4：U＝{a,…,a,up+1,…,um-p-1,b,…,b}；其中，m是节点向量的长度；B样条基函数定义如下：公式5：公式6：S7：三维不规则地质体的构建方式采用B样条曲线生成B样条曲面，B样条曲面定义如下：公式7：B样条曲面由两个维度的B样条曲组成，Pi,j为控制点，wi,j为权重，和分别是p次和q次B样条基函数，n1和n2是控制点的数量减1，下标i、j表示第i、j个节点，取值范围0,1..n；S8：通过布尔运算将几何模型形成联合体，并删除多余的几何对象，构建了完整的模型；B.基于NURBS构建三维模型，利用Delaunay方法生成非结构化四面体网格，网格化次序包括以下步骤：S9：将代表源和测点的边设置成固定的段数、长度相等的短边，通过边的段数、长度控制源和测点处的局部细化；采用该方式加载源和测点，使得测点和源周围的网格均匀分布，能够提高地球物理模拟精度；S10：使用单元对溶洞、隧道几何体进行四面体网格化，确保网格能够精确表达模型的精细结构；S11：对地形面和地层界面进行自由三角形网格剖分，能够自定义控制三角形单元的数量、大小、分布和细化；S12：由核心区域到外部逐步对剩余地层与空气层进行四面体网格化，核心区域的网格精密剖分，保证模拟的精度，外部区域的网格粗糙剖分减小网格数量；S13：根据不同三维正反演方法需求，对网格的任意部分进行再次修正。

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