基于倾斜摄影模型地质界线半自动追踪研究

传统二维地质填图生成的地形地质图是地形曲面上对三维地质模型的降维表达,是三维地质模型在地表窗口的三维展现。本文以高分辨率倾斜模型数据(.OSGB格式文件)为源数据,研究三维地质填图的地层界线采集与数据组织方法。研究了以人工干预的方式半自动追踪地层界线的方法,既减少了操作员的工作量,又提高了工作效率,同时还避免了全自动识别精度低、需要攻克的技术难度大等问题。     

地形地质GIS三维可视化及应用

借助GIS强大的三维建模及可视化分析功能,以湖北省崇阳地区1：50 000区域地质成果为例,基于地理矢量数据、地质矢量数据和遥感影像数据,利用地形数据构建数字高程模型（DEM）,将DEM与遥感图像叠合生成三维影像图,建立集地形、地质、遥感等数据为一体的三维可视化模型,解决传统二维地质图件用于表示三维地质不直观等问题,提...     

基于钻孔数据的三维地质建模与可视化研究

三维地质模型能够完整准确地表达复杂地质现象的边界条件及地质体内含的各种地质构造,直观地再现地质单元的空间展布及其相互关系,最大限度地提高地质分析的直观性和准确性,因此三维地质建模已引起地质、采矿、岩土工程等诸多领域的日益重视。笔者在综合考察多种建模方法的基础上,结合工程实践,提出了一种实用的工程地质三维建模实施方法。该方法以钻孔资料和地质剖面数据为三维地质建模的源数据,允许用户手工修正模型剖面地层分界线,从而实现对建模过程的干预和控制,克服了单纯依靠钻孔数据建模结果不精确且难以修正的问题。最后,通过一个研究实例展示了该方法的实际建模效果。     

地质三维体重构的算法研究及其计算机实现

三维空间建模和可视化技术成为GIS研究的热点之一。可视化技术是当今表达和分析复杂数据的有力工具,将可视化技术引入到DEM和三维地质模型,可以实现三维地形和地质体的生成与仿真。简要介绍了OpenGL三维图形工具包及其与高级语言结合编程方法,探讨了基于多轮廓线的地质三维体的建模方法,以VC++6.0高级程序设计语言为开发平台,结合OpenGL图形库,开发了地质三维体的建模实验系统。     

区域地质调查路线剖面图加密重建与三维可视化

路线剖面图是区域地质调查平面图的重要补充,其三维重建可明确反映地质层面的地表展布与地下发育情况,是重建区域三维地质模型的必要数据。针对区域地质调查路线距离长、褶曲多、地质结构复杂的特点,本文建立了一种基于纵向定位线的剖面特征点三维坐标转换模型,提出了地质界线特征点加密算法,能够有效地提高重建路线三维剖面的准确度与光滑度。研发的剖面三维重建模块已应用于多幅实际区调数据工程项目,应用结果表明:该方法可满足区域地质调查建模需求,剖面重建效果良好,具有较好的实用价值和应用前景。     

基于地层信息插值的FLAC3D简易建模方法

为建立一种简易的FLAC3D建模方法,降低FLAC3D前处理时的建模难度,本文基于Python编程语言开发了建模文件生成程序。该程序以岩体各层位的高程信息为基础,采用Kriging插值生成离散网格点数据;并采用离散网格点自动生成建模所需要的网格数据文件;将该文件导入FLAC3D软件中,即可生成与真实钻孔数据和地层信息吻合的三维模型。程序提供了3种FLAC3D内置单元模型可供选择。该方法采用Kriging插值算法,可生成精确的三维地层模型数据。与FLAC3D软件自身的脚本建模语言相比,该方法简单快速。本文使用3类应用数据进行建模,验证提出的插值建模方法可以针对复杂的地形和地质信息生成精确的三维模型。研究成果为采用FLAC3D进行复杂地质区域数值模拟计算提供了一种简单、高效、准确的建模工具。     

基于规则库的三维地质自动建模技术研究

利用规则统一三维实体间的语义形式化表达,为建模提供统一的方法。利用三维矢量数据模型的框架,对直钻孔、斜孔、剖面、等值线、断层、褶皱等数据源,分别按规则制定一种数据格式,对多源地质数据进行标准化和信息融合,经过地质面和地质体的快速构建,提出了建立基于规则库的三维矢量数据模型。同时研究了适合各类地质特点的三维模型自动构建方法,包含多源数据耦合层状地质体自动建模技术、基于剖面单元格划分的分区—拼接自动建模技术、多约束下复杂地质结构快速建模技术、空间约束条件下三维地质属性建模技术等。在确保模型精度的前提下,尽量减少人工交互建模的工作量,提高了建模效率。     

矿山GIS中顾及层序的自助建模应用性探究

利用MapGIS-TDE作为建模基础平台,探索研究了多层地质界面模型的表达方法,形成了顾及层序的自助建模流程,对研究区域前期较少的勘测数据进行分析后形成了区域三维地质模型,客观地反映出了勘查区的勘查现状。     

勘探线剖面图从二维转化为三维算法

用勘探线剖面图结合钻井与其他资料进行地质模型三维重建是三维地质建模的重要方法。其中勘探线剖面图从二维坐标系向三维坐标系的转换是三维建模的一个重要环节。针对当前勘探线剖面坐标转换过程中勘探线上钻孔并不总是布置在一条直线上(弯折勘探线)的特点,该文提出了一种构建弯折三维剖面的方法。该方法首先由剖面线的起点、终点以及勘探线上钻孔孔口点作为转折点构建三维折勘探线剖面框架;然后将二维剖面图上分段转换剖面上要素点的二维坐标到三维空间,并对跨越剖面转折点的长边添加转折控制点;最后以青海某煤田勘探区的二维勘探线剖面图数据为例,利用该勘探线剖面坐标转换算法,实现了二维勘探线剖面图到三维勘探线剖面图的转化,结果表明三维剖面上保持了原二维剖面所表达的地质模型的几何形态。     

一种基于GTP的复杂地质体真3维

在总结分析现有复杂断层及倒转褶皱3维建模方法的基础上,提出一种基于广义三棱柱（GTP）的3维交互建模方法（岩柱体分区RPBP建模法）。文中定义了岩柱体、界限三角形两个重要概念,RPBP法可以通过构建断层界限三角形,将复杂断层系转化为多个简单断层系,然后采用构建简单断层系模型的方法来实现复杂断层系的3维建模;而对于倒转褶皱,RPBP法则通过构建褶皱轴界限三角形避免数据局部重复和冲突,使GTP建模过程得以顺利进行。实验表明,该方法能便捷可靠地实现含多断层相互切割、倒转褶皱等复杂地质体的真3维建模。     

城市三维管网建库及高效可视化

针对二维管线信息系统对于城市综合管网的展示缺乏直观化和综合化的问题,该文在构建三维管网数据库的基础上,提出了一种城市三维管网实时建模方法。无需事先建模,通过整合多种GIS和非GIS的管网数据,并结合三维管网数据库中的三维管网符号模型库和可视化参数配置,实现高效三维管网的实时建模和可视化。以重庆市某区域为例,生成的三维管网具有顾及LOD级别、效率高、仿真性好、保持GIS数据特性、支持动态更新等特点,结合三维城市模型和三维地质模型,可以实现地上地下一体化的三维效果。     

基于GIS耦合SketchUp技术的三维地层模型绘制方法

针对三维地质建模工作繁琐、复杂,从手工绘制地质模型角度提出了一种基于GIS耦合SketchUp技术的三维地层模型绘制方法。采用钻孔资料作为数据源,通过ArcGIS的插值和栅格转换工具生成地层三角网格。然后利用SketchUp的封面插件和表面求交工具,生成地层的三维体模型。该方法操作简单、直观和易于掌握,具有一定的推广和应用价值。     

地质及巷道集成3维模型的研究与应用

针对目前地质和巷道独立建模给矿井灾害救援带来的问题,建立了基于面模型的多层3维地质与巷道集成模型,并结合可视化技术为救援决策提供可视化的技术支持。研究了复杂地质体的3维模型和巷道3维模型的关键技术,并给出了基于多层3维地质建模及基于巷道断面构建3维巷道模型的实现方法;最后结合3维巷道网络的弧-节点模型与地层岩性、节点相互关联的拓扑关系,实现了二者的集成建模。在此基础上,采用启发式路径搜索的A~*算法,实现了应急救援路线的智能快速选择。这种集3维地质模型、巷道模型为一体的可视化系统对于矿井的事故救援或定位事故发生地点具有很强的实用性。     

地质及巷道集成3维模型的研究与应用

针对目前地质和巷道独立建模给矿井灾害救援带来的问题,建立了基于面模型的多层3维地质与巷道集成模型,并结合可视化技术为救援决策提供可视化的技术支持.研究了复杂地质体的3维模型和巷道3维模型的关键技术,并给出了基于多层3维地质建模及基于巷道断面构建3维巷道模型的实现方法;最后结合3维巷道网络的弧一节点模型与地层岩性、节点相互关联的拓扑关系,实现了二者的集成建模.在此基础上,采用启发式路径搜索的A'算法,实现了应急救援路线的智能快速选择.这种集3维地质模型、巷道模型为一体的可视化系统对于矿井的事故救援或定位事故发生地点具有很强的实用性.     

基于地质剖面数据的含断层地质体三维建模方法

含断层地质体的三维建模方法充分利用地质剖面数据对现有线框模型进行改进,能够根据地质剖面图的特点半自动化地发现地质断层线,从而构建三维地质断层面和地层面,然后利用OpenGL加以渲染显示。本文以贵州省黔西县龙井煤矿为研究实例,在自主研发的三维地质建模软件中验证了该方法的可行性。实践表明,该方法能有效地利用现有的纸质地质剖面数据实现含断层地质体的三维建模与可视化。     

三维地质模型与可视化研究的现状分析

三维地质模型研究涉及到三维数据模型、三维构模技术和可视化处理等多个方面的内容,近年已成为国内外的研究热点。文中对三维地质数据模型的分类和三维可视化等方面的研究现状进行了总结,分析了三维地质模型建模方法和它们的优缺点,详细讨论了本领域目前的研究热点问题,指出了目前在三维地质建模方面存在的问题。对三维地质数据模型、三维地质模型的建模方法和三维可视化等方面的发展现状进行了总结,并指出了本领域存在的问题。     

边界虚拟钻孔在复杂地质体3维建模中的引入与确定

在矿山复杂地质体3维建模中,由于数据缺乏致使模型难以控制地质体空间边界特征,直接影响到模型的准确性和实用价值。借助边界虚拟钻孔方法来增加复杂地质体边界数据点密度,从而有效控制3维形体的边界,在一定程度上能缓解这一问题。以地层受断层破坏为例,分别就地层与断层4种典型空间分布组合特征下边界虚拟钻孔的确定方法进行研究,提出相应解决方案。边界虚拟钻孔和普通钻孔在数据存储方式、数据结构和表达方式等方面具有一致性,可用类似的处理方式,因而可以加快3维地质建模,提高建模精度。     

一种三维地质体模型的隐式剖切方法

三维地质体模型的剖切面分析和地下工程开挖模拟是三维地质建模与可视化分析软件的重要功能。传统显式剖切方法依赖于前期建立的三维地质体模型,而模型的拓扑问题易导致剖面空洞或三角形交叉等现象,且剖切精度与最大剖切深度受限于已有地质体模型的建模精度和深度。由此引入隐函数表达多种类型的剖切面,设置合理的剖切运算顺序,基于移动四面体的剖切面网格显式化运算与属性定义方法,提出了一种直接由地质调查源数据快速生成地质剖切面的隐式剖切新方法。针对1∶5万区域地质调查数据与岩土勘察钻孔数据开展了剖切分析实验,结果表明,所提方法可以有效避免因地质体模型拓扑不正确导致的剖切方法稳定性问题,且支持的剖切面类型更加丰富,剖切深度和剖切面表达精度更可控,为三维地质模型的空间分析方法提供了新的思路与借鉴。     

李珍铁矿核查区3维地质模型的建立及应用

随着计算机技术的发展,建立3维地质模型的技术日渐成熟,使纷繁复杂的地质资料能直观地反映现实成为广泛应用的技术。通过具体矿体模型的建立,详细叙述了Micromine软件在建模中的应用。建立核查区3维模型,为在该地区地质研究工作提供可视化的地质资料。     

基于3D GIS矿井系统的研究

矿井信息系统是一个复杂的信息系统,为有效管理矿井,满足安全高效生产的目标建立基于3D GIS的矿井信息系统。研究3D GIS矿井的软件体系结构、分析系统的功能需求,阐述系统的关键技术和实现的方法。重点研究三维地质与巷道的三维建模方法,给出巷道三维模型与地质模型的二者拓扑关系建立的实现方法。在三维模型基础上可以实现巷道网络最优路径决策的和地质切割的空间分析以及利用粒子系统进行事故的仿真模拟。