Component-based topological data model for three-dimensional geology modeling

On the study of the basic characteristics of geological objects and the special requirement for computing 3D geological model, this paper gives an object-oriented 3D topologic data model. In this model, the geological objects are divided into four object classes: point, line, area and volume. The volume class is further divided into four subclasses., the composite volume, the complex volume, the simple volume and the component. Twelve kinds of topological relations and the related data structures are designed for the geological objects.     

面向地质建模的三维体元拓扑数据模型研究

在对地质对象的基本特征和计算机三维地质建模的基本要求进行讨论的基础上，提出了面向对象的三维体元拓扑数据模型。在该数据模型中，用面向对象的方法将地质对象抽象为点、线、面、体，体类又进一步划分为复合体、复杂体、简单体和体元四类。对所有对象类设计了12种拓扑关系和相应的数据结构。     

四面体格网模型的三维拓扑关系计算

四面体格网(TEN)模型是一种重要的空间数据构模方法,侧重于三维空间对象内部的表达,但是存在着数据量大、计算速度慢的问题。三维拓扑关系是三维GIS的重要研究内容,为此,该文提出了面向TEN的三维拓扑关系计算方法。基于点集拓扑学理论,将TEN分解为内部、边界和外部3个集合,并使用9交模型描述了TEN/TEN的8种拓扑关系;设计了面向TEN的三维拓扑关系计算流程,详细阐述了面向TEN的三维拓扑关系计算的核心算法;基于提出的三维拓扑关系算法,设计了面向TEN的拓扑关系计算实验。实验结果表明:该文提出的面向TEN的三维拓扑关系计算方法,能够满足TEN之间拓扑关系计算的需求。     

Visualization of geologic geospatial datasets through X3D in the frame of WebGIS

Abstract

3D geo spatial data have become the normal. However, to view the data, usually expert software is required, which have up to now hindered the wide spread use of 3D scenes for the display of geological data. The internet real time 3D rendering framework X3D is assessed regarding its suitability for building a geological GIS on the internet. Especially important for geological data, 3D rendering enhances the intuitive grasp of the data and enables the user to interactively explore it. It is often necessary to find a solution to distribute this data to a wide range of interested parties, experts and non-experts alike. According to the nature of 3D data, the best technique to display geo-data, the modeling of objects and unresolved issues have to be taken into consideration. The internet is the apparent tool for the public distribution and visualization of 3D data and it was found that through the open ISO-standardized format X3D it offers a multitude of possibilities. A 3D geological interactive map was created with these prerequisites to identify challenges and possibilities through this process. It was found that the use of lead to satisfactory results, that could probably not have been achieved with another technology.     

地勘工程3维空间数据模型及其数据结构设计

3维现象随着研究领域的不同，描述空间实体的方法存在较大差异，不可能设计一种数据模型来适合所有的应用领域，应根据研究领域空间实体分布特征，设计出专用的3维空间数据模型。本文对传统的3维数据模型进行了分析，以地质勘探工程的各种3维空间对象为研究背景，提出了适合地质勘探工程的矢量与栅格集成的面向对象混合数据模型，以复杂体－体－面－线－点对象之间的逻辑关系来建立对象之间的拓扑关系，设计了部分对象的数据结构，并以一玢岩型铁矿床为例，对数据结构进行了描述。     

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。     

GTP-based integral real-3D spatial model for engineering excavation GIS

Engineering excavation GIS (E^2GIS) is a real-3D GIS serving for geosciences related to geo-engineering, civil engineering and mining engineering based on generalized tri-prism (GTP) model.As two instances of GTP model, G-GTP is used for the real-3D modeling of subsurface geological bodies, and E-GTP is used for the real-3D modeling of subsurface engineering excavations. In the light of the discussions on the features and functions of E2 GIS, the modeling principles of G-GTP and E-GTP are introduced. The two models couple together seamlessly to form an integral model for subsurface spatial objects including both geological bodies and excavations. An object-oriented integral real-3D data model and integral spatial topological relations are discussed.     

基于似三棱柱体的地质体三维建模与应用研究

以地质体三维建模为目的 ,结合地质勘探工程数据的特点 ,对以似三棱柱体为体元的三维数据模型和基本算法进行了研究 ,并以内蒙古某矿区的实际钻孔资料进行了验证。     

GTP-based integral real-3D spatial model for engineering excavation GIS

Engineering excavation GIS (E2 GIS) is a real-3D GIS serving for geosciences related to geo-engineering, civil engineering and mining engineering based on generalized tri-prism (GTP) model. As two instances of GTP model, G-GTP is used for the real-3D modeling of subsurface geological bodies, and E-GTP is used for the real-3D modeling of subsurface engineering excavations. In the light of the discussions on the features and functions of E2GIS, the modeling principles of G-GTP and E-GTP are introduced. The two models couple together seamlessly to form an integral model for subsurface spatial objects including both geological bodies and excavations. An object-oriented integral real-3D data model and integral spatial topological relations are discussed.     

基于三棱柱的三维地质体建模及可视化研究

建立可视化的三维地质模型是地质信息可视化的一个研究重点,能够为各种地质现象描述提供科学依据。本文主要研究了基于三棱柱的模型构造,提出了三棱柱的改进数据结构和切割的构形以及算法,并且在VC6.0环境下,采用OpenGL作为图形开发工具,实现了三维地质体的可视化,解决了地质体剖切和基坑开挖等问题。     

三维地籍空间拓扑数据模型研究与实现

本文提出了一种适于表达三维地籍的空间拓扑数据模型,并分别在概念层次和实现层次给出了概念模型和逻辑模型。概念模型分为3层:要素层、几何层和拓扑层。要素层用于表述地籍管理对象,几何层用于描述实体的几何形态,拓扑层用于表达实体间的拓扑关系。在概念模型基础上,给出了对应的逻辑模型。实验结果表明:所提出的模型有效、可行。     

基于钻孔数据的矿山三维建模

根据矿山三维建模要求，采用面向对象技术，对矿山地质体进行模型划分；基于钻孔数据，按矿山工程业务流和数据流，建立矿山三维建模的系统构架；结合模型数据采集、质量控制、数据组织等技术，提出采用双索引链表数据结构来存储建模数据的策略，并在AutoCAD平台上验证其可行性与合理性。     

基于钻井数据的地质体3维可视化研究

地质体3维可视化是地质工程中急需解决的一个热点问题,利用可视化的结果,可以将地质体的结构特征直观形象地展现在用户面前,使之可以非常直观地、清楚地对地质体进行各种观察和分析。笔者在综合考虑各种建模方法的基础之上,结合本文的建模数据——钻井数据的特点,采用广义三棱柱（Generalizedtri-prism,简称GTP）作为建模的体元对地质体进行3维建模,并对传统的基于钻井数据的3维地质建模的方法做了一些改进,使GTP可以自动地、快速地剖分成四面体,以此来解决由于GTP的侧而不是平面所带来的问题。最后,利用VTK（VisuaIizationToolkit,简称VTK）可视化技术,开发了一个3维地质可视化系统,并利用该系统对本文建模方法的实际建模效果进行了展示和验证。     

基于GIS的3维地质建模与可视化研究

提出一种基于GIS的简单、快速和直观的3维地质建模及可视化方法。利用ArcGIS的VBA语言编写钻孔数据提取程序生成钻孔3维模型;通过空间插值工具生成地层的TIN表面模型,并基于矢量化工具获取的断裂线生成断层的3维表面模型,从而组合成地质构造的结构模型。此外,利用C#语言基于SceneControl组件开发了3维地质可视化系统原型,并对构建的地质结构模型进行了展示。系列实验结果表明,该方法具有操作简单、可视化效果好和系统开发周期短的特点,在地学研究、工程应用和其他相关领域具有一定的推广应用价值。     

A multiple representation data structure for dynamic visualisation of generalised 3D city models

In this paper, a novel multiple representation data structure for dynamic visualisation of 3D city models, called CityTree, is proposed. To create a CityTree, the ground plans of the buildings are generated and simplified. Then, the buildings are divided into clusters by the road network and one CityTree is created for each cluster. The leaf nodes of the CityTree represent the original 3D objects of each building, and the intermediate nodes represent groups of close buildings. By utilising CityTree, it is possible to have dynamic zoom functionality in real time. The CityTree methodology is implemented in a framework where the original city model is stored in CityGML and the CityTree is stored as X3D scenes. A case study confirms the applicability of the CityTree for dynamic visualisation of 3D city models.     

三维城市模型的研究现状评述

三维城市模型（简称3DCM）的研究是近年来GSI领域内的一个研究热点，在交通、地质、帮山、测绘、尤其是在规划、建设、环保等方面有着十分重要的研究意义。就3DCM的发展及其目前的研究现状，从其理论角度进行较详细的评述，指出其目前存在的问题，以供相关研究者参考。     

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。     

三维体元拓扑数据模型的修正及其形式化描述

针对三维体元拓扑数据模型(OO-Solid Model)的不足,对模型的构模元素进行了修正。对模型的修正和重新设计不仅有利于利用多源数据构模,提高构模自动化程度,便于地质模型的动态更新,更有利于与其他模型(如TIN模型)的无缝集成。利用面向对象和集合相结合的方法,从拓扑学角度,对基本构模元素及模型表达的空间对象进行了严格定义和形式化描述。     

3D GIS技术研究发展综述

回顾了3DGIS的发展进程,从三维空间数据获取,三维数据模型,三维空间数据管理和分析以及三维可视化技术4个方面综述了3DGIS技术的发展。探讨了目前研究3DGIS的4个热点问题:①数据源集成快速获取数据的方法;②不同数据模型的集成;③支持空间分析的面向对象的数据模型;④城市三维模型。