本发明涉及信息处理与三维建模，尤其涉及多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法。
背景技术：
1、随着海洋资源的开发和海底地质研究的不断深入，构建准确的海洋地质三维模型已经成为现代海洋勘探、工程设计以及地质分析中至关重要的任务，当前技术通过整合多种数据源，包括卫星遥感、声呐测量、海底采样等手段获取海洋地质数据，然而，这些数据存在异构性、时空不一致性和复杂性，使得数据的融合与处理变得十分困难，此外，传统的三维建模技术在处理海量的多源数据时，常常无法确保模型的精度与计算效率，尤其在地质构造复杂的区域，难以捕捉细微的地质变化并进行精确的可视化展示。
2、然而，现有技术在以下几个方面仍然存在明显的不足：首先，数据融合技术在面对多源异构的海洋地质数据时，难以确保数据之间的时空一致性和信息的准确整合；其次，现有的三维建模算法无法兼顾模型精度与处理效率，特别是在地质层次复杂或构造剧烈变化的区域，模型往往缺乏足够的细节处理，导致关键信息丢失或展示模糊；最后，当前的可视化系统交互性较弱，无法为用户提供灵活的分析工具，用户难以根据需求高效查看、操作和分析模型中的地质特征。因此，开发一种能够有效融合多源海洋地质数据、提升模型精度并提供高效可视化操作的方法，具有重要的技术意义和应用价值。
技术实现思路
1、基于上述目的，本发明提供了多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法。
2、多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法，包括以下步骤：
3、s1：从多个来源收集海洋地质数据，具体包括卫星遥感数据、海底地形测量数据、声呐数据以及海洋地质样本数据，其中每种数据均包括对应的时间戳和地理坐标；
4、s2：对收集到的数据进行预处理，所述预处理包括数据格式转换、时空对齐以及噪声过滤；
5、s3：从预处理后的数据中提取海洋地质特征，所述特征包括海底地形变化、地质层构造和物理属性信息；
6、s4：使用基于图论的多源信息融合算法，通过构建加权图模型，并结合各数据源的权重和置信度，将s3中提取的特征进行多维度融合；
7、s5：基于s4融合后的数据，采用三维网格构建算法构建海洋地质三维模型；
8、s6：对构建的三维模型进行优化处理，包括简化数据点和细节处理；
9、s7：将优化后的三维模型进行可视化处理，生成能交互的三维展示界面。
10、可选的，所述s1具体包括：
11、s11：从卫星遥感数据源收集海洋地质数据，所述卫星遥感数据包括预定时间内卫星所拍摄的海洋地表图像数据，并使用全球定位系统为每个数据点添加对应的时间戳和地理坐标，以标明数据采集的准确位置和时间；
12、s12：通过船载声呐设备收集海底地形数据，并结合船载的实时导航系统记录测量的时间和位置坐标，将时间戳和地理坐标附加到测量数据中；
13、s13：从声呐数据源收集水下探测数据，所述声呐数据通过多波束声呐设备实时采集，所采集的数据通过与船舶的导航系统同步，获取测量点的时间和地理坐标信息；
14、s14：从海洋地质样本数据源获取数据，所述数据通过海洋钻探设备或海底取样设备进行获取，同时记录每次取样操作的时间，并通过gps确定取样点的地理位置，将时间戳和地理坐标添加至采集的样本数据。
15、可选的，所述s2具体包括：
16、s21：对收集到的海洋地质数据进行数据格式转换，将不同来源的数据统一转换为兼容的文件格式，所述卫星遥感数据转换为栅格图像格式，海底地形数据和声呐数据转换为网格化点云格式，海洋地质样本数据转换为矢量格式；
17、s22：对转换后的数据进行时空对齐，使用每个数据点附带的时间戳和地理坐标进行空间和时间上的匹配，并利用线性插值法调整不同数据源的时间分辨率，使所有数据源在相同的时间和空间框架下进行对齐处理；
18、s23：对时空对齐后的数据进行噪声过滤，对卫星遥感数据中的随机噪声、海底地形测量数据中的散射噪声以及声呐数据中的多路径干扰噪声进行去除。
19、可选的，所述s3具体包括：
20、s31：从预处理后的卫星遥感数据中提取海底地形变化特征，采用边缘检测算法识别海底地形的显著变化区域，并通过数字高程模型分析海底高低起伏，提取地形变化特征；
21、s32：从海底地形测量数据中提取地质层构造信息，基于多尺度形态学分析算法分解不同深度的地质层，通过曲率计算和坡度分析识别不同地质层的分布情况和构造特征；
22、s33：从声呐数据中提取物理属性信息，采用反演算法计算海底沉积物的声学特性，提取海底物质的密度、孔隙度和声速的物理属性参数；
23、s34：从海洋地质样本数据中提取地质组成和矿物含量信息。
24、可选的，所述s4具体包括：
25、s41：构建一个基于图论的多源数据加权图模型，所述加权图模型由节点和边组成，其中节点表示从s3中提取的不同地质特征，边则表示不同特征之间的关联性；
26、s42：为每个数据源设定权重因子和置信度，其中置信度越高，说明对应的数据源的信息在融合过程中占据更重要的地位；
27、s43：利用加权图模型对不同数据源的特征信息进行融合，融合的过程综合考虑每个数据源的置信度和特征的重要性，将不同数据源提取的地质特征进行加权求和，生成融合后的综合特征；
28、s44：对融合后的特征进行一致性检验，通过对比融合前后各数据源的特征，调整加权系数，确保最终输出的融合特征能够准确反映海洋地质的多维度信息。
29、可选的，所述s5具体包括：
30、s51：基于s4中融合后的多源地质特征数据，对数据进行空间划分，将海底地质区域分割为若干个三维单元，其中每个单元代表一个包含地质特征的网格节点，所述网格节点在空间中具有确定的坐标，并依照相邻节点之间的关联性进行连接，形成三维网格结构；
31、s52：为每个网格节点分配地质特征属性，包括地形高度、地质层结构、物理属性的信息，并根据地质特征的变化，逐步定义每个节点的空间位置和连接关系；
32、s53：采用逐层构建的方式，依据海洋地质的深度层次，逐步生成三维网格模型。
33、可选的，所述s53具体包括：
34、s531：依据海洋地质的深度层次，先对地表层进行三维网格构建，将地表的海洋地质数据按深度划分为若干层级，每一层通过三维网格节点来表示；
35、s532：在构建完地表层网格后，逐步向下延展，构建更深层次的地质结构网格，深度层次的网格节点基于各个深度的地质特征数据进行调整，并采用插值算法来确定深层次节点的坐标；
36、s533：每一层次的三维网格构建完成后，根据不同地质层的特性，调整每层网格的密度，地质变化剧烈的层次采用更高的网格密度，确保能够捕捉细微的地质结构变化；
37、s534：最终生成的三维网格模型应确保不同深度层次间的网格节点相互关联，并根据海洋地质特征的变化进行网格的光滑处理，确保模型的连续性。
38、可选的，所述s6具体包括：
39、s61：对构建的三维网格模型进行数据点简化处理，通过分析网格节点的分布密度，删除冗余的网格节点，在保证模型准确性的前提下减少数据量，节点简化时优先保留与地质特征相关的节点，而对于平坦或变化不大的区域，减少节点密度来优化计算效率；
40、s62：对模型的细节区域进行精细化处理，先识别出模型中地形起伏大、地质构造复杂的区域，然后采用局部网格加密算法，使网格更为精细，避免在重要区域出现信息丢失或细节模糊；
41、s63：对优化后的三维模型进行一致性检查，通过对比优化前后的预定节点和地质特征数据，确保模型的几何结构和属性信息未受到破坏。
42、可选的，所述s62具体包括：
43、s621：通过计算模型中每个网格节点的曲率变化率，来判断区域是否需要加密处理；
44、s622：在确定需要加密的区域后，对网格进行加密处理，具体采用局部网格加密算法，根据节点间的梯度变化增加网格节点；
45、s623：对于加密后的网格区域，调整网格密度，依据区域内地质特征的变化速率来确定每个区域的网格密度；
46、s624：对加密处理后的网格进行局部优化，通过局部平滑处理，调整相邻节点的坐标位置，避免由于加密导致的网格不连续或失真现象。
47、可选的，所述s7具体包括：
48、s71：将经过优化处理的三维网格模型加载到三维可视化系统中，通过基于gpu的图形渲染引擎，将模型的几何结构转换为三维图像数据；
49、s72：为三维模型生成交互式界面，通过基于虚拟现实或增强现实的渲染框架，让用户能对三维模型进行交互操作；
50、s73：根据不同的地质特征信息，将模型分层处理，允许用户在可视化界面中选择不同的显示模式，包括选择只显示地形信息、地质构造信息或物理属性信息，或同时展示多个维度的特征信息；
51、s74：在三维展示界面中添加地质特征标注功能，允许自动或手动添加地质构造、断层线、沉积物分布特征的标签，帮助用户识别和理解重要的地质信息。
52、本发明的有益效果：
53、本发明，通过引入基于图论的多源信息融合算法，有效解决了海洋地质数据来源多样、异构性强的问题，通过构建加权图模型，并结合各数据源的权重和置信度，能够确保不同数据源的信息在时空维度上的精确整合，该方法不仅提升了数据融合的精度，还减少了数据之间的冗余和不一致性，同时，通过三维网格构建算法，逐层生成精细化的三维海洋地质模型，保证模型能够准确反映不同深度的地质层次和特征，尤其在复杂地质区域中实现了细节上的精确捕捉和表达，避免了重要信息的丢失。
54、本发明，通过交互界面实时查看和分析不同地质层次的特征，用户可以根据需求自由缩放、旋转模型，查看特定区域的地质细节，并且通过分层展示、标注功能和数据分析工具，可以更直观、深入地理解地质结构，整体上，本发明不仅提升了三维模型的准确性和展示效果，还为地质研究和海洋工程应用提供了高效、实用的可视化和分析平台。
1.多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法，其特征在于，所述s1具体包括：
3.根据权利要求1所述的多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法，其特征在于，所述s2具体包括：
4.根据权利要求1所述的多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法，其特征在于，所述s3具体包括：
5.根据权利要求1所述的多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法，其特征在于，所述s4具体包括：
6.根据权利要求1所述的多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法，其特征在于，所述s5具体包括：
7.根据权利要求6所述的多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法，其特征在于，所述s53具体包括：
8.根据权利要求1所述的多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法，其特征在于，所述s6具体包括：
9.根据权利要求8所述的多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法，其特征在于，所述s62具体包括：
10.根据权利要求1所述的多源海洋地质信息融合与三维可视化建模方法，其特征在于，所述s7具体包括：
