一种基于不规则三角网的精确求交方法及三维地质建模应用

李逸达; 朱双; 郑贵洲

doi:10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240105

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

一种基于不规则三角网的精确求交方法及三维地质建模应用

地学信息技术与工程 | 更新时间：2026-11-05

- 一种基于不规则三角网的精确求交方法及三维地质建模应用
- 一种基于不规则三角网的精确求交方法及三维地质建模应用
- 地质科技通报 2026年45卷第1期页码：351-359
- 作者机构：
  
  中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  青海省自然科学基金项目（探测东昆仑造山带三叠纪花岗质岩基生长过程及其与火山活动的耦合/脱耦机制）
- DOI：10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240105
  中图分类号： P628
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
移动端阅览
李逸达, 朱双, 郑贵洲. 一种基于不规则三角网的精确求交方法及三维地质建模应用[J]. 地质科技通报, 2026,45(1):351-359.

李逸达, 朱双, 郑贵洲. 一种基于不规则三角网的精确求交方法及三维地质建模应用[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2026, 45(1): 351-359.
李逸达, 朱双, 郑贵洲. 一种基于不规则三角网的精确求交方法及三维地质建模应用[J]. 地质科技通报, 2026,45(1):351-359. DOI： 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240105.

李逸达, 朱双, 郑贵洲. 一种基于不规则三角网的精确求交方法及三维地质建模应用[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2026, 45(1): 351-359. DOI： 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240105.

摘要

针对目前三维地质模型求交方法中精确度不高、数值计算存在误差等问题，提出一种基于不规则三角网、融合浮点精度与精确精度的地质体精确求交算法。首先，构建不规则三角网（TIN）的方向包围盒（OBB）层次树，通过快速碰撞检测筛选出有效相交三角形对集合，大幅缩减后续计算范围。其次，将相交三角形对分解为边-三角形求交单元，建立包含交点空间位置状态（onVertex（顶点上）；onEdge（边上）；inTriangle（面内））及对应实体（点、边、面）ID的交点位置关系结构，既消除交点坐标的冗余计算，又通过位置状态与实体ID匹配精准判别重复交点（如：onVertex状态下匹配顶点ID;on Edge状态下匹配边ID）。最后，根据拓扑正确性需求动态选择精度模式：若浮点精度可维持拓扑正确，则采用投影降维的约束Delaunay三角化（CDT）方法完成重三角化；若出现交点位置偏移（如面内点投影至边外）、点重合或交线段虚假相交等偏差，则切换至有理数表示的精确精度，通过约束点插入（面内点将三角形拆分为3个新三角、边上点将相邻三角形拆分为4个新三角）与约束线段插入（处理相交线段并执行边交换规则：凸四边形直接换边、凹四边形待排队换边）实现重三角化，确保重构结果的拓扑一致性。结果表明，提出的求交算法可以很好地支撑三角网的求交运算，算法转换至精确精度的次数少，具有较好的计算效率及较高的鲁棒性。算法平均时间花销优于GOCAD软件，能够满足大多数不规则三角网复杂地质模型间求交计算的需要。

Abstract

关键词

Keywords

references

丁祖鹏,张雨晴,王俊杰,方洪峰,陈大颉,陈麒玉.基于自注意力机制生成对抗网络的三维储层建模方法[J].地质科技通报,2025(04).

陈麒玉,荀磊,崔哲思,周瑞鸿,陈大颉,刘刚.三维地质建模技术的最新进展和发展趋势[J].地质科技通报,2025(03).

李宏达,吴志春,柏瑞,董冲,马粉玲,李华亮,贾飞,李斌,祝一丹.复杂脉状矿体精细化三维建模方法探讨[J].地质科技通报,2025(04).

李梅,姜展,姜龙飞,孙振明.三维可视化技术在智慧矿山领域的研究进展[J].煤炭科学技术,2021(02).

陈志杨,倪栋梁.采用图形加速的三角网格实时切分[J].计算机应用与软件,2016(03).

李宁,田震,张立华,彭认灿,董箭.优化的三角网格曲面求交算法[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2013(09).

蒋钱平,唐杰,袁春风.基于平均单元格的三角网格曲面快速求交算法[J].计算机工程,2008(21).

兰向荣,潘懋,王占刚,屈红刚,孙志东,明镜.基于TIN的体布尔算法及其地质应用[J].地理与地理信息科学,2008(04).

毕林,王李管,陈建宏,冯兴隆.三维网格模型的空间布尔运算[J].华中科技大学学报(自然科学版),2008(05).

明镜,潘懋,屈红刚,兰向荣.基于TIN数据三维地质体的折剖面切割算法[J].地理与地理信息科学,2008(03).

尹长林,喻定权.一种基于拓扑搜索的三角网求交算法[J].计算机工程与应用,2006(36).

花卫华,邓伟萍,刘修国,尚建嘎.一种改进的不规则三角网格曲面切割算法[J].地球科学,2006(05).

刘金义,张燕.统一于三角面片的可靠多面体布尔集合运算[J].工程图学学报,2002(01).

唐敏,董金祥李海龙,何志均.非正则精确模型的布尔操作[J].软件学报,1999(12).

曹伟,陆长德.多面体模型布尔运算算法及其稳定性[J].西安工业学院学报,1997(01).

Wang Hongjuan,Zhang Xingli,Zhou Longquan,Lu Xinming,Wang Chong.Intersection Detection Algorithm Based on Hybrid Bounding Box for Geological Modeling With Faults[J].IEEE Access,2020.

Ahmed H. Elsheikh,Mustafa Elsheikh.A reliable triangular mesh intersection algorithm and its application in geological modelling[J].Engineering with Computers,2014.

Gang Mei.Summary on Several Key Techniques in 3D Geological Modeling[J].The Scientific World Journal,2014.

F.R. Feito,C.J. Ogayar,R.J. Segura,M.L. Rivero.Fast and accurate evaluation of regularized Boolean operations on triangulated solids[J].Computer-Aided Design,2013.

G. Caumon,P. Collon-Drouaillet,C. Le Carlier de Veslud,S. Viseur,J. Sausse.Surface-Based 3D Modeling of Geological Structures[J].Mathematical Geosciences,2009.

Jung-Woo Chang,Wenping Wang,Myung-Soo Kim.Efficient collision detection using a dual OBB-sphere bounding volume hierarchy[J].Computer-Aided Design,2009(1).

J.M. Smith,N.A. Dodgson.A topologically robust algorithm for Boolean operations on polyhedral shapes using approximate arithmetic[J].Computer-Aided Design,2006.

PeiZong Lee,Chih-Hsueh Yang,Jeng-Renn Yang.Fast algorithms for computing self-avoiding walks and mesh intersections over unstructured meshes[J].Advances in Engineering Software,2004(2).

Philippe Guigue,Olivier Devillers.Fast and Robust Triangle-Triangle Overlap Test Using Orientation Predicates[J].Journal of Graphics Tools,2003.

Jonathan Richard Shewchuk.Adaptive Precision Floating-Point Arithmetic and Fast Robust Geometric Predicates.[J].Discrete & Computational Geometry,1997.

C. Bradford Barber,David P. Dobkin,Hannu Huhdanpaa.The quickhull algorithm for convex hulls[J].ACM Transactions on Mathematical Software (TOMS),1996.

JonathanRichardShewchuk.Triangle: Engineering a 2D quality mesh generator and Delaunay triangulator[J].Lecture Notes in Computer Science,1996.

J. Ruppert.A Delaunay Refinement Algorithm for Quality 2-Dimensional Mesh Generation[J].Journal of Algorithms,1995.

L. Paul Chew.Constrained delaunay triangulations[J].Algorithmica,1989.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于地层贯穿度连层的第四系三维地质建模方法

贵州省高地-道坨锰矿原生喷溢-沉积旋回三维建模及可视化分析

三维地质建模技术的最新进展和发展趋势

复杂脉状矿体精细化三维建模方法探讨

断控缝洞型油气藏储集体建模研究：以顺北4号断裂带为例