工程地质三维空间建模技术及其应用研究

对工程地质研究的主要三维空间对象(勘探区域三维地质剖面体)进行了规范化的构造描述，对当前主流三维空间建模方法进行了综合分析。在此基础上，结合专业建模对象的构造特点及三维数据模型适用表达对象的不同特性，融合单元分解表示(CE)、构造实体几何(CSG)和边界表示(B-Reps)三种数据模型的建模思想，以及栅格模型的基本体元划分机制和数据组织方式，以不规则五面体为基本分析单元，采用面向对象方法构造模型内各娄对象，提出了一种面向对象的三维矢量与栅格混合模型，实现了勘探区域三维地质剖面体的惟一性拓扑表达，并给出了可视化方案。分析了几例基于此模型的工程地质应用，借以验证该模型在工程地质领域内应用的合理性和可操作性。     

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。     

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。     

面向对象的三维矢量GIS数据模型及拓扑关系的建立

本文针对三维ＧＩＳ拓扑空间关系的复杂性,提出了以表为基本单元的面向对象的数据模型,这种数据模型能表达网状的空间拓扑关系。     

通用三维GIS场数据模型研究与实践

随着三维地理信息系统(geographic information system,GIS)应用的发展,空中电磁信号场、空气与水体污染场、地下地质属性场等连续、非匀质的三维空间属性场数据进行建模、可视化与分析计算对GIS基础软件提出了新的挑战。已被广泛应用的TIN(triangulated irregular network)与栅格数据属于表面模型,通常用来表达二维场数据,其中由TIN组成的封闭表面可用于表达三维体,但两者都无法描述非匀质、连续变化的三维属性场。探讨了在通用GIS基础软件中基于TIN和Grid进行升维表达,实现不规则四面体网格(tetrahedralized irregular mesh,TIM)和体元栅格(voxel grid)两大类三维空间场数据模型,分析了两类数据模型的特点,探讨了三维场数据在可视化和分析计算方面的关键技术,实现了基于TIM与体元栅格表达和应用三维GIS场数据,完善了GIS三维数据模型体系,实现了空/天、地表、地下全空间的一体化表达、模拟与分析计算。     

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。     

矢量与栅格集成的三维数据模型

以矿山地质为背景，深入分析三维空间信息系统所涉及到的空间对象以及它们之间的联系，提出了几种新的空间对象类型。探讨用矢量与栅格混合的数据结构，以及面向对象的数据模型来表达各类三维空间对象，对此作为设计和建立三维地理信息系统的基础。     

矢量与栅格集成的三维数据模型

以矿山地质为背景，深入分析三维空间信息系统所涉及到的空间对象以及它们之间的联系，提出了几种新的空间对象类型。探讨用矢量与栅格混合的数据结构，以及面向对象的数据模型来表达各类三维空间对象，以此作为设计和建立三维地理信息系统的基础     

面向虚拟地球的三维气象场可视化方法

三维气象场是一个多维变化的环境,可视化是研究其内在规律的重要方法。针对三维气象场的全球范围、多维多尺度、海量数据等特征,提出了基于体元对象的数据模型和多级体元索引机制,并在此基础上设计了面向三维气象场的可视化方法,包括基于箭头模型的矢量场可视化方法和改进后的基于三维纹理映射体绘制的标量场可视化方法。最后基于虚拟地球平台进行了可视化和时空检索分析实验。实验验证了该方法的可行性和有效性。     

基于对象管理器的四面体集成模型

基于空间数据综合分析的目的,从空间认知的角度出发,提出了以四面体为基本体元,表面TIN隐含的集成模型构想。在对点、线、面、体元之间拓扑关系精心设计的基础上,采用面向对象的思想构建了对象管理器,对空间微观数据及其相互间的复杂关系进行集成组织管理,有效地使空间对象（四面）体模型与表面（TIN）模型在数据层面上得到有机整合,实现了两者之间的无缝结合。在此基础上完成了对上述集成模型的构建,并实现了对模型的拣选、切割等操作,实例验证了该模型的正确性、可行性。     

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.     

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.     

中国大陆岩石GPS平台Geo TransGIS的设计与实现

在中国大陆岩石圈地理信息系统研究过程中，提出了一种工具型二维地理信息系统和二三维地理信息系统地功能模块的设计思路，探讨了了面向对象方法，面向对象数据模型，面向对象数据库、无缝集成、开放式数据库互联技术在理信息系统研制中的运用；并用实例证明了此设计方法的可行性和实用性。     

基于几何元素的三维景观实体建模研究

在分析已有国内外研究成果的基础上 ,提出了基于几何元素的 3DCM空间数据模型。实验证明 ,该模型能较精确地表达 3DCM中各类景观实体及其空间关系。     

面向目标的栅格矢量一体化三维数据模型

首先对现有的三维空间数据模型进行了讨论 ,分析了栅格、矢量和混合数据模型的特点 ,提出了一种面向目标的栅格矢量一体化数据模型。该模型将栅格数据以矢量方式进行组织 ,从而同时具有矢量和栅格数据模型的优点 ,也克服了目前普遍应用的混合模型所存在的缺点。还提出了一种三维空间的三级栅格划分和行次序编码方法。该方法存储空间小 ,便于快速索引和计算。最后 ,给出了具体的数据结构