一种地质数据可视化方法及系统与流程

1.本发明涉及地质数据可视化技术领域，具体涉及一种地质数据可视化方法及系统。


背景技术：

2.地质图是将沉积岩层、火成岩体、地质构造等的形成时代和相关等各种地质体、地质现象，用一定图例表示在某种比例尺地形图上的一种图件。是表示地壳表层岩相、岩性、地层年代、地质构造、岩浆活动、矿产分布等的地图的总称。
3.在实际工程中，由于传统的cad地质图精准度较高，但是图内线条繁杂，标号繁多，导致工作人员识图效率降低，同时人工识图也会存在识图失误导致严重的施工问题，造成较大的财产损失。
4.而如果对现场进行实际的三维地质建模，一方面成本增加，另一方面建模过程复杂，模型载体表达的信息量有限，通过采集的地质数据无法还原和呈现真实的地质信息，导致建立的三维地质模型精准度低，实用性较差。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种地质数据可视化方法及系统，解决目前对地质剖面图识图效率低的问题。
6.本发明解决上述技术问题的方案：
7.一种地质数据可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.s1、获取多个cad地质图纸，并分别对多个所述cad地质图纸进行上色处理，得到多个上色地质图；
9.s2、将多个所述上色地质图按照实际位置均导入三维环境中，得到多个初步地质图；
10.s3、将多个初步地质图按照显示需求在三维环境中依次进行拼接得到初步拼接地质图；
11.s4、根据显示需求确定三维环境中待拟合曲面的形状与位置，将待拟合曲面划分为相等的多个待拟合线段；
12.s5、将初步地质图与对应位置的待拟合线段拟合，得到初步拟合地质图；
13.s6、将初步拼接地质图与初步拟合地质图拼接得到地质数据显示图。
14.进一步限定，所述步骤s1包括以下步骤：
15.s11、获取多个cad地质图纸；
16.s12、分别对每个cad地质图纸中不同的地质区域进行对应的上色处理，得到对应的地质上色图；
17.s13、将每一个地质上色图按照1像素＝1～10m的显示比例导出为对应尺寸的上色地质图。
18.进一步限定，所述步骤s4包括以下步骤：
19.s41、根据显示需求设定多个依次排列的待拟合定位点；
20.s42、根据多个所述待拟合定位点得到对应的待拟合曲线；
21.s43、根据与待拟合曲线对应初步地质图的数量，将待拟合曲线等分为对应数量待拟合线段。
22.进一步限定，所述步骤s5包括以下步骤：
23.s51、根据相邻两个待拟合定位点之间的距离之和与所有待拟合线段长度之和确定待拟合线段的伸缩比；
24.s52、根据待拟合线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的初步地质图，得到伸缩地质图；
25.s53、将得到的伸缩地质图与对应的待拟合线段拟合得到初步拟合地质图。
26.进一步限定，所述步骤s53包括以下步骤：
27.s531、根据显示需求，将每一个待拟合线段划分为多个待拟合子线段；
28.s532、根据每一个待拟合线段的长度和对应待拟合线段中所有待拟合子线段的长度之和确定每一个待拟合子线段的伸缩比；
29.s533、将与每一个待拟合线段对应的伸缩地质图等分为与对应待拟合子线段数量相等的待拟合子地质图；
30.s534、根据待拟合子线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的待拟合子地质图，得到伸缩子地质图；
31.s535、将每一个伸缩子地质图与对应的待拟合子线段拟合得到初步拟合地质图。
32.一种地质数据可视化系统，其特征在于，包括：
33.上色地质图获取单元，用于获取多个cad地质图纸，并分别对多个所述cad地质图纸进行上色处理，得到多个上色地质图；
34.初步地质图获取单元，用于将多个所述上色地质图按照实际位置均导入三维环境中，得到多个初步地质图；
35.初步拼接地质图获取单元，用于将多个初步地质图按照其实际位置在三维环境中依次进行拼接得到初步拼接地质图；
36.待拟合线段获取单元，用于根据显示需求确定三维环境中待拟合曲面的形状与位置，将待拟合曲面划分为相等的多个待拟合线段；
37.初步拟合地质图获取单元，用于将初步地质图与对应位置的待拟合线段拟合，得到初步拟合地质图；
38.地质数据显示图获取单元，用于将初步拼接地质图与初步拟合地质图拼接得到地质数据显示图。
39.进一步限定，所述上色地质图获取单元包括：
40.cad地质图纸获取模块，用于获取多个cad地质图纸；
41.地质上色图获取模块，用于分别对每个cad地质图纸中不同的地质区域进行对应的上色处理，得到对应的地质上色图；
42.上色地质图获取模块，用于将每一个地质上色图按照1像素＝1～10m的显示比例导出为对应尺寸的上色地质图。
43.进一步限定，所述待拟合线段获取单元包括：
44.待拟合定位点设定模块，用于根据显示需求设定多个依次排列的待拟合定位点；
45.待拟合曲线获取模块，用于根据多个所述待拟合定位点得到对应的待拟合曲线；
46.待拟合线段获取模块，用于根据与待拟合曲线对应的初步地质图数量，将待拟合曲线等分为对应数量待拟合线段。
47.进一步限定，所述初步拟合地质图获取单元包括：
48.线段伸缩比确定模块，用于根据待拟合曲线两端之间的直线距离和所有待拟合线段长度之和确定待拟合线段的伸缩比；
49.伸缩地质图获取模块，根据待拟合线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的初步地质图，得到伸缩地质图；
50.初步拟合地质图获取模块，用于将得到的伸缩地质图与对应的待拟合线段拟合得到初步拟合地质图。
51.进一步限定，所述初步拟合地质图获取模块包括：
52.待拟合子线段获取子模块，用于根据显示需求，将每一个待拟合线段划分为多个待拟合子线段；
53.子线段伸缩比获取子模块，用于根据每一个待拟合线段的长度和对应待拟合线段中所有待拟合子线段的长度之和确定每一个待拟合子线段的伸缩比；
54.待拟合子地质图获取子模块，用于将与每一个待拟合线段对应的伸缩地质图等分为与对应待拟合子线段数量相等的待拟合子地质图；
55.伸缩子地质图获取子模块，用于根据待拟合子线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的待拟合子地质图，得到伸缩子地质图；
56.初步拟合地质图获取子模块，用于将每一个伸缩子地质图与对应的待拟合子线段拟合得到初步拟合地质图。
57.本发明的有益效果在于：
58.本技术通过将cad地质图纸按照图纸中的地质进行上色后得到带有颜色的上色地质图，通过上色地质图在三维环境中显示，同时根据上色地质图实际的勘探位置将处于同一水平方向的上色地质图依次拼接得到初步拼接地质图，将存在方向调节等弧线位置的上色地质图贴着待拟合曲面的形状拟合得到初步拟合地质图，通过将初步拼接地质图和初步拟合地质图进行拼接得到最终的地质数据显示图，一方面能够将cad地质图纸中的地质数据通过上色的方式显示，同时也能够使cad地质图纸根据实际显示需求对显示的cad地质图纸弯曲，满足实际使用需求。
附图说明
59.图1为本发明地质数据可视化方法步骤图；
60.图2为本发明初步拼接地质图；
61.图3为本发明初步拟合地质图；
62.图4为本发明地质数据显示图；
63.图5为本发明地质数据可视化系统示意图；
64.图6为本发明初步拟合地质图获取模块示意图。
具体实施方式
65.实施例1
66.参考图1，本实施例提供一种地质数据可视化方法，包括以下步骤：
67.s1、获取多个cad地质图纸，并分别对多个cad地质图纸进行上色处理，得到多个上色地质图。
68.进一步说明，步骤s1包括以下步骤：
69.s11、获取多个cad地质图纸；
70.具体的，在实际使用时，通常是对某个隧道工程或者地铁工程中涉及施工过程中的地质数据进行显示，所以在实际勘探时通常会感觉规划的路线进行勘探得到相应的cad地质图纸，cad地质图纸中包含有施工沿线不同深度的地质情况，并按照要求对不同地质情况进行不同图案填充。
71.由于工程路线较长，得到的cad地质图也较长，所以选择将cad地质图等分为多个cad地质图纸。
72.s12、分别对每个cad地质图纸中不同的地质区域进行对应的上色处理，得到对应的地质上色图；
73.具体的，可以直接对电子版的cad地址图纸中不同的地质区域进行上色处理，使得相同的地质情况上色相同，保证上色统一，从而得到多个上色后的地质上色图。
74.s13、将每一个地质上色图按照1像素＝1～10m的显示比例导出为对应尺寸的上色地质图；
75.具体的，由于cad地址图纸中的cad地址图按照比例尺进行绘制，在将cad文件转换为jpg格式的图像时，为了避免得到的图像过大增加加载时间和加载成本，另一方面为了方便查看，优选按照地质上色图中1～10m的实地距离转换为1像素大小，优选为1m等于1个像素的显示比例，例如一个地质上色图中的地质图实际长度为1440m，深度为100m，则转换得到的上色地质图水平方向为1440个像素，竖直方向为100个像素，即上色地质图大小为1440
×
100像素。
76.在转换时保证每一个地质上色图按照相同的显示比例转换为上色地质图。
77.s2、将多个上色地质图按照实际位置均导入三维环境中，得到多个初步地质图。
78.具体的，将得到的每一个上色地质图按照其实际的经纬度坐标位置导入三维环境中，从而在三维环境中得到多个初步地质图。
79.s3、将多个初步地质图按照显示需求在三维环境中依次进行拼接得到初步拼接地质图；
80.具体的，参考图2，由于实际工程存在隧道方向调节导致实际隧道俯视时为弧线里程或者曲线里程，也存在俯视时为笔直的线段里程，所以根据时间显示需求，将位于笔直线段里程的初步地质图依次拼接，从而得到初步拼接地质图。
81.s4、根据显示需求确定三维环境中待拟合曲面的形状与位置，将待拟合曲面划分为相等的多个待拟合线段。
82.进一步说明，步骤s4包括以下步骤：
83.s41、根据显示需求设定多个依次排列的待拟合定位点；
84.具体的，在实际工程实际隧道俯视时为弧线里程或者曲线里程时，首先根据显示
需求，即将实际在勘探时选择的拐点作为待拟合定位点，例如在实际勘探时两段勘探里程之间的夹角为170
°
，则将这两段勘探里程的顶点作为一个待拟合定位点。
85.若只存在一个待拟合定位点时，为了将该两段勘探里程通过圆滑弧线进行表示，则选择待拟合定位点位于对应初步拼接地质图中左右相邻两个初步拼接地质图的外部端点分别作为两个待拟合定位点。
86.s42、根据多个待拟合定位点得到对应的待拟合曲线；
87.具体的，将得到的待拟合定位点通过曲线拟合得到对应的待拟合曲线，该待拟合曲线位于首尾两端的待拟合定位点之间。
88.s43、根据与待拟合曲线对应初步地质图的数量，将待拟合曲线等分为对应数量待拟合线段；
89.具体的，为了将每一张初步地质图与对应的待拟合曲线拟合，选择将待拟合曲线等分为多个待拟合线段，使得对应位置每一张初步地质图与待拟合线段意义对应，从而方便将初步地质图沿着待拟合曲线的方向设置。
90.s5、将初步地质图与对应位置的待拟合线段拟合，得到初步拟合地质图。
91.进一步说明，步骤s5包括以下步骤：
92.s51、根据待拟合曲线两端之间的直线距离和所有待拟合线段长度之和确定待拟合线段的伸缩比；
93.具体的，由于两个夹角为170
°
的两个线段通过三个点拟合得到的曲线路径长度大于或者小于两个线段的长度之和，所以根据相邻两个待拟合定位点之间的距离之和l与所有待拟合线段长度之和l确定待拟合线段的伸缩比n＝l/l。
94.s52、根据待拟合线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的初步地质图，得到伸缩地质图；
95.具体的，若n＞l，则代表对应位置的初步地质图需要进行拉伸，若n小于1，则代表对应位置的初步地质图需要进行收缩，无论是拉伸或者是收缩均为水平方向的调节，竖直方向的高度不改变，从而得到伸缩地质图。
96.s53、将得到的伸缩地质图与对应的待拟合线段拟合得到初步拟合地质图；
97.具体的，参考图3，依次将得到的伸缩地质图与对应的待拟合线段贴合，得到显示为趋近曲线的初步拟合地质图。
98.进一步说明，为了使得初步拟合地质图更加趋近曲线，步骤s53可以包括以下步骤：
99.s531、根据显示需求，将每一个待拟合线段划分为多个待拟合子线段；
100.具体的，将得到的每一个待拟合曲线划分为多个待拟合子线段，划分的待拟合子线段越多，显示的初步拟合地质图更趋近光滑曲线，为了降低处理难度，通常对待拟合线段再次划分不超过5个待拟合子线段。
101.s532、根据每一个待拟合线段的长度和对应待拟合线段中所有待拟合子线段的长度之和确定每一个待拟合子线段的伸缩比；
102.具体的，同样的，将需要计算每一个待拟合线段的长度s和对应待拟合线段中所有待拟合子线段的长度之和s确定每一个待拟合子线段的伸缩比n＝s/s。
103.s533、将与每一个待拟合线段对应的伸缩地质图等分为与对应待拟合子线段数量
相等的待拟合子地质图；
104.具体的，将每一个待拟合线段对应的伸缩地质图等分为与对应待拟合子线段数量相等的待拟合子地质图，使得步骤s52得到的每一个伸缩地质图划分为多个待拟合子地质图，使待拟合子地质图与对应待拟合子线段一一对应。
105.s534、根据待拟合子线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的待拟合子地质图，得到伸缩子地质图；
106.具体的，将每一个待拟合子地质图按照待拟合子线段的伸缩比沿着水平方向进行编辑，得到伸缩子地质图。
107.s535、将每一个伸缩子地质图与对应的待拟合子线段拟合得到初步拟合地质图；
108.具体的，将每一个伸缩子地质图沿着对应的待拟合子线段方向拟合得到初步拟合地质图。
109.s6、将初步拼接地质图与初步拟合地质图拼接得到地质数据显示图，如图4所示。
110.实施例2
111.参考图5，本实施例提供一种地质数据可视化系统，包括：
112.上色地质图获取单元，用于获取多个cad地质图纸，并分别对多个cad地质图纸进行上色处理，得到多个上色地质图；
113.初步地质图获取单元，用于将多个上色地质图按照实际位置均导入三维环境中，得到多个初步地质图；
114.初步拼接地质图获取单元，用于将多个初步地质图按照其实际位置在三维环境中依次进行拼接得到初步拼接地质图；
115.待拟合线段获取单元，用于根据显示需求确定三维环境中待拟合曲面的形状与位置，将待拟合曲面划分为相等的多个待拟合线段；
116.初步拟合地质图获取单元，用于将初步地质图与对应位置的待拟合线段拟合，得到初步拟合地质图；
117.地质数据显示图获取单元，用于将初步拼接地质图与初步拟合地质图拼接得到地质数据显示图。
118.进一步限定，上色地质图获取单元包括：
119.cad地质图纸获取模块，用于获取多个cad地质图纸；
120.地质上色图获取模块，用于分别对每个cad地质图纸中不同的地质区域进行对应的上色处理，得到对应的地质上色图；
121.上色地质图获取模块，用于将每一个地质上色图按照1像素＝1～10m的显示比例导出为对应尺寸的上色地质图。
122.进一步限定，待拟合线段获取单元包括：
123.待拟合定位点设定模块，用于根据显示需求设定多个依次排列的待拟合定位点；
124.待拟合曲线获取模块，用于根据多个待拟合定位点得到对应的待拟合曲线；
125.待拟合线段获取模块，用于根据与待拟合曲线对应的初步地质图数量，将待拟合曲线等分为对应数量待拟合线段。
126.进一步限定，初步拟合地质图获取单元包括：
127.线段伸缩比确定模块，用于根据待拟合曲线两端之间的直线距离和所有待拟合线
段长度之和确定待拟合线段的伸缩比；
128.伸缩地质图获取模块，根据待拟合线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的初步地质图，得到伸缩地质图；
129.初步拟合地质图获取模块，用于将得到的伸缩地质图与对应的待拟合线段拟合得到初步拟合地质图。
130.参考图6，进一步限定，初步拟合地质图获取模块包括：
131.待拟合子线段获取子模块，用于根据显示需求，将每一个待拟合线段划分为多个待拟合子线段；
132.子线段伸缩比获取子模块，用于根据每一个待拟合线段的长度和对应待拟合线段中所有待拟合子线段的长度之和确定每一个待拟合子线段的伸缩比；
133.待拟合子地质图获取子模块，用于将与每一个待拟合线段对应的伸缩地质图等分为与对应待拟合子线段数量相等的待拟合子地质图；
134.伸缩子地质图获取子模块，用于根据待拟合子线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的待拟合子地质图，得到伸缩子地质图；
135.初步拟合地质图获取子模块，用于将每一个伸缩子地质图与对应的待拟合子线段拟合得到初步拟合地质图。

技术特征：
1.一种地质数据可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、获取多个cad地质图纸，并分别对多个所述cad地质图纸进行上色处理，得到多个上色地质图；s2、将多个所述上色地质图按照实际位置均导入三维环境中，得到多个初步地质图；s3、将多个初步地质图按照显示需求在三维环境中依次进行拼接得到初步拼接地质图；s4、根据显示需求确定三维环境中待拟合曲面的形状与位置，将待拟合曲面划分为相等的多个待拟合线段；s5、将初步地质图与对应位置的待拟合线段拟合，得到初步拟合地质图；s6、将初步拼接地质图与初步拟合地质图拼接得到地质数据显示图。2.根据权利要求1所述的地质数据可视化方法，其特征在于，所述步骤s1包括以下步骤：s11、获取多个cad地质图纸；s12、分别对每个cad地质图纸中不同的地质区域进行对应的上色处理，得到对应的地质上色图；s13、将每一个地质上色图按照1像素＝1～10m的显示比例导出为对应尺寸的上色地质图。3.根据权利要求1所述的地质数据可视化方法，其特征在于，所述步骤s4包括以下步骤：s41、根据显示需求设定多个依次排列的待拟合定位点；s42、根据多个所述待拟合定位点得到对应的待拟合曲线；s43、根据与待拟合曲线对应初步地质图的数量，将待拟合曲线等分为对应数量待拟合线段。4.根据权利要求3所述的地质数据可视化方法，其特征在于，所述步骤s5包括以下步骤：s51、根据相邻两个待拟合定位点之间的距离之和与所有待拟合线段长度之和确定待拟合线段的伸缩比；s52、根据待拟合线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的初步地质图，得到伸缩地质图；s53、将得到的伸缩地质图与对应的待拟合线段拟合得到初步拟合地质图。5.根据权利要求4所述的地质数据可视化方法，其特征在于，所述步骤s53包括以下步骤：s531、根据显示需求，将每一个待拟合线段划分为多个待拟合子线段；s532、根据每一个待拟合线段的长度和对应待拟合线段中所有待拟合子线段的长度之和确定每一个待拟合子线段的伸缩比；s533、将与每一个待拟合线段对应的伸缩地质图等分为与对应待拟合子线段数量相等的待拟合子地质图；s534、根据待拟合子线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的待拟合子地质图，得到伸缩子地质图；
s535、将每一个伸缩子地质图与对应的待拟合子线段拟合得到初步拟合地质图。6.一种地质数据可视化系统，其特征在于，包括：上色地质图获取单元，用于获取多个cad地质图纸，并分别对多个所述cad地质图纸进行上色处理，得到多个上色地质图；初步地质图获取单元，用于将多个所述上色地质图按照实际位置均导入三维环境中，得到多个初步地质图；初步拼接地质图获取单元，用于将多个初步地质图按照其实际位置在三维环境中依次进行拼接得到初步拼接地质图；待拟合线段获取单元，用于根据显示需求确定三维环境中待拟合曲面的形状与位置，将待拟合曲面划分为相等的多个待拟合线段；初步拟合地质图获取单元，用于将初步地质图与对应位置的待拟合线段拟合，得到初步拟合地质图；和地质数据显示图获取单元，用于将初步拼接地质图与初步拟合地质图拼接得到地质数据显示图。7.根据权利要求6所述的地质数据可视化系统，其特征在于，所述上色地质图获取单元包括：cad地质图纸获取模块，用于获取多个cad地质图纸；地质上色图获取模块，用于分别对每个cad地质图纸中不同的地质区域进行对应的上色处理，得到对应的地质上色图；和上色地质图获取模块，用于将每一个地质上色图按照1像素＝1～10m的显示比例导出为对应尺寸的上色地质图。8.根据权利要求7所述的地质数据可视化系统，其特征在于，所述待拟合线段获取单元包括：待拟合定位点设定模块，用于根据显示需求设定多个依次排列的待拟合定位点；待拟合曲线获取模块，用于根据多个所述待拟合定位点得到对应的待拟合曲线；和待拟合线段获取模块，用于根据与待拟合曲线对应的初步地质图数量，将待拟合曲线等分为对应数量待拟合线段。9.根据权利要求8所述的地质数据可视化系统，其特征在于，所述初步拟合地质图获取单元包括：线段伸缩比确定模块，用于根据待拟合曲线两端之间的直线距离和所有待拟合线段长度之和确定待拟合线段的伸缩比；伸缩地质图获取模块，根据待拟合线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的初步地质图，得到伸缩地质图；和初步拟合地质图获取模块，用于将得到的伸缩地质图与对应的待拟合线段拟合得到初步拟合地质图。
10.根据权利要求9所述的地质数据可视化系统，其特征在于，所述初步拟合地质图获取模块包括：待拟合子线段获取子模块，用于根据显示需求，将每一个待拟合线段划分为多个待拟合子线段；子线段伸缩比获取子模块，用于根据每一个待拟合线段的长度和对应待拟合线段中所有待拟合子线段的长度之和确定每一个待拟合子线段的伸缩比；待拟合子地质图获取子模块，用于将与每一个待拟合线段对应的伸缩地质图等分为与对应待拟合子线段数量相等的待拟合子地质图；伸缩子地质图获取子模块，用于根据待拟合子线段的伸缩比沿水平方向拉伸或压缩对应的待拟合子地质图，得到伸缩子地质图；和初步拟合地质图获取子模块，用于将每一个伸缩子地质图与对应的待拟合子线段拟合得到初步拟合地质图。

技术总结
本发明涉及地质数据可视化技术领域，具体涉及一种地质数据可视化方法及系统，通过将CAD地质图纸按照图纸中的地质进行上色后得到带有颜色的上色地质图，通过上色地质图在三维环境中显示，同时根据上色地质图实际的勘探位置将处于同一水平方向的上色地质图依次拼接得到初步拼接地质图，将存在方向调节等弧线位置的上色地质图贴着待拟合曲面的形状拟合得到初步拟合地质图，通过将初步拼接地质图和初步拟合地质图进行拼接得到最终的地质数据显示图，一方面能够将CAD地质图纸中的地质数据通过上色的方式显示，同时也能够使CAD地质图纸根据实际显示需求对显示的CAD地质图纸弯曲，满足实际使用需求。满足实际使用需求。满足实际使用需求。


技术研发人员：肖彦科 何迎春 李攀 刘娟娟 刘生涛 李根 王增荣
受保护的技术使用者：西安拉贝得信息科技有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/23