● 摘要
在石油勘探开发中，通过对地震资料的有效解释来获知地质构造形态、位置以及地层厚度、岩性是推定地层含油气的重要方法。近年来，随着三维可视化技术的发展以及计算机硬件计算能力的提高，地震资料的三维交互式解释越来越成为业界主流的解释方式。在三维交互式解释技术中，对地质构造体的三维建模技术是研究的核心。旧的三维建模技术一直以来存在着效率低，输出规模大不利于渲染的问题，已逐渐不能满足日益扩大规模的地震数据的解释需要。为此，本文结合地质应用的特点重点研究了在地质体三维建模中涉及到的种子生长技术，表面生成技术，针对其中存在的效率和输出规模问题，采用改进的SpanFill种子生长方法结合改进查找表的MC表面生成算法实现了效率高，规模小的模型输出，最后结合相应的简化与平滑方法实现了一个地质体三维建模流水线系统。该流水线系统在实际地震数据处理中展示出了良好的效果。
首先在地质体提取步骤中，研究了种子生长的相关算法并重点分析了泛洪法和扫描线算法。针对经典的扫描线算法出现的体素回溯访问的问题，提出了改进的SpanFill区段种子点生长算法。通过定义区段及其在不同情况下的对应行为来减少算法中的体素回溯访问，从而提高了生长效率。实验验证了SpanFill在对地质体区域提取中相比泛洪法和扫描线算法在执行效率上有较大的提高。
其次在地质体表面生成步骤中，本文重点分析了业界在处理该问题上所广泛使用的Marching Cubes算法。最后结合地质体的特点，在Marching Cubes算法的基础上通过改进其三角形查找表，形成改进查找表MC算法，达到了在表面生成过程中同时减少三角片数的效果。实验结果表明使用该改进查找表的MC算法能够极大的减少生成模型的数据规模，提高表面生成速率。
最后基于上述两种改进方法设计并实现了一个地质体三维建模技术流水线，接受地震三维图像作为输入，输出可用于渲染交互的三维模型。实验与正式使用结果均表明该流水线能够高效的输出质量好并且规模符合地质解释应用需求的三维模型。