平行轮廓线三维矿体重建算法研究

平行轮廓线三维矿体重建算法研究

摘要： 从平行轮廓线重建三维表面是具有普遍意义的研究问题。根据一组平行轮廓线联接三角网构成三维实体必须解决三个基本问题：对应性问题（Correspondence），镶嵌问题（Tiling）和分枝问题（Branching）。在国内，相关算法研究很多，但是研究主题大都围绕医学图像三维重建。用平行轮廓线进行三维矿体重建的研究比较少。

本论文研究了平行轮廓线三角网重构一些算法，指出矿体重建与医学图形重建有很大的不同。首先，地质形态复杂多变，轮廓线的重合度小；其次，平行轮廓线之间的距离十分大。针对医学图形建模的算法不适用，重建算法中必须加入人工交互解译，才能得到正确结果。

本论文提出带控制线的平行轮廓线三角网重构算法，通过人工交互拾取，指定连接轮廓线上特征点形成控制线，然后利用局部最短对角线法生成三角网。论文也对分支问题提出带附加点的分支处理算法，交互将母线劈开为，并指定附加点位置，将劈开后的轮廓与分枝对应，从而避免了生成自相交的三维表面。

论文采以某金属矿矿体剖面数据为例，生成复杂矿体模型，并与国外采矿三维软件Surpac的矿体模型结果进行比较。论文提出的算法简单且易于实现，为矿体（尤其是非层状矿体）三维表面重建提供了有效的解决方法。在该模型基础上可以进行体积估算、储量计算、表面渲染、切制剖面等。

关键词：轮廓线 三维矿体建模 三角网