基于Coons曲面与约束三角网的区域地质调查三维建模方法

目前基于野外地质调查数据自动、快速地建立区域三维地质体模型是中国全面开展三维数字地质填图的迫切需求。本文基于产状、地质界线与路线剖面等野外区域地质调查要素,提出了一种二维平面地质图及路线剖面图向三维地质体模型的快速转换方法。该方法针对无剖面约束及含剖面约束2种情形,通过地质界线区域分割、多段线仿射变换等空间几何变换处理,推估出剖面线约束的地下地质界线,基于Coons曲面构建出地质体的侧面模型;然后,通过约束三角网算法构建地质体的顶、底面模型,最终建立拓扑一致的区域地质体三维模型。基于此方法,对中国1:2.5万区域地质调查试点区域进行了区域三维地质建模实践,实现了火山口、地层、岩体、断层等典型地质构造的快速三维重建。     

蓬莱北部地区典型矿床三维地质模型构建与成矿预测研究

蓬莱北部地区位于胶东金矿集中区栖霞—大柳行金矿带北端,发育有一系列含金石英脉型及破碎带蚀变岩型金矿床。以区内的徐家集矿田及龙山店矿田中的典型金矿为研究对象,采用Creatar XModeling软件引入三维地质建模,依据区域地质剖面、重磁联合剖面、CSAMT剖面及勘探工程数据构建矿田尺度岩体、断裂构造、蚀变带模型,并建立典型矿床三维地质模型,实现矿体空间可视化,为典型矿床深部找矿提供依据。     

山东省枣庄市中心城区三维地质模型建立研究

目前,直接基于钻孔构建三维地质模型的研究中存在钻孔难于获取、产状信息分布稀疏、建模结果难以人工交互干预等问题,该文以山东省枣庄市中心城区三维地质建模为例,提出一种基于剖面单元格,借助平面地质图添加虚拟钻孔的三维地质体建模方法,实现了基于平面地质图添加虚拟钻孔方式生成精准的剖面图。该方法不仅为解决当前建模中存在的数据不足、建模自动化程度较低及精度不够的问题提供了新的思路,扩大了三维地质建模可利用的数据源,实现了三维地质模型构建,为进一步实现钻孔、剖面与平面地质图数据融合进行模型优化和逐步求精打下了基础,为今后开展三维地质建模工作提供了参考。     

基于勘探剖面的三维地质模型快速构建及不确定性分析

针对传统勘探剖面构模人工干预较多、模型精确性有待提高等问题，研究了一种智能化与人机交互相结合的三维地质模型快速构建方法，并结合该方法对控制模型不确定性的主要因素及约束方法进行了分析。该 方法以面向勘探剖面的三维地质模型构建工作流程为主线，通过优化提升各环节自动化、智能化工作程度以提高三维地质模型构建的速度与精度。基于该方法研发的软件功能模块能较好地实现勘探剖面二维平面快速编图及剖面边界三维空间动态重构，进而基于三维勘探剖面实现面向用户自定义属性约束的地质界线动态提取和三维地质模型快速构建。经实际应用检验表明，该方法不仅能有效提高三维地质模型构建的效率和精度，而且对模型几何形态的不确定性程度具有较好的约束控制作用。      

平面地质图的三维地质体建模方法研究

长期以来,三维地质体建模研究主要依赖于钻孔、剖面等勘察数据进行精细化建模。然而,在缺乏大区域宏观地质背景的前提下,仅考虑局部地区的精细建模,往往会导致以偏盖全。鉴此,本文提出了一种以平面地质图为基础数据,以图切地质剖面为中介的三维地质体建模方法。该方法通过间接法加密了研究区域的产状数据,用三次样条拟合与人工修编结合的方法,对褶皱等复杂构造作处理,实现了平面地质图的图切剖面自动绘制方法;以规则体元为三维空间数据模型,通过自动绘制研究区域一系列相互平行的图切剖面,构建了栅格化的三维地质体模型;以星岗地区为研究区域,构建了原型实验系统,验证了该方法的有效性与实用性。实例证明,在其他地质数据匮乏的条件下,平面地质图的三维地质体建模方法是构建区域三维地质体模型的一种有效解决方案。     

三维地质模型数据库建设的质量控制——以透视山东项目为例

本文以透视山东的三维地质模型数据库建设为例,以数据录入、钻孔标准化、剖面绘制、三维地质模型建设、三维地质模型检查等建模工作流程为主线,充分利用现有地质资料,最大限度优化提升各环节的操作流程,对数据质量进行质量控制,以保障三维地质模型成果的数据精度,提高建模结果的可靠性,让地质成果为地质找矿、生态文明建设、政府决策、经济发展等提供最重要的支撑和服务。     

基于MapGis K10平台的张家界市中心城区三维地质模型建立

张家界地貌以山地丘陵为主,地质条件复杂,地质资料稀缺,存在发生地质灾害的隐患。摸清本区的地质构造,建立张家界中心城区三维地质模型,能够为中心城区深部地质特征研究提供参考依据。本论文以湖南省财政项目—《张家界城市地质环境综合调查评价》成果为依托,全面收集工作区内的基岩地质图件、第四系地质图件、钻孔数据等资料,对中心城区地质环境条件进行系统分析研究,基于mapgis k10平台的三维地质建模功能,建立张家界中心城区81.74km~2的三维地质模型。     

城市全空间三维模型数据一体化集成管理关键技术及应用

随着城市三维地质信息系统及其应用的快速发展,对地学数据的可视化表达精度的需求变得越来越高,但地质调查数据常具有多源、多维、海量、多专题、多尺度和多时态等特征,而三维数据存储、组织与管理己成为制约其发展的重要因素。因此如何高效管理并有效利用这些复杂且海量的地质数据去解决各种复杂的地质问题服务社会,成为了城市地质信息科学领域研究的热门方向。基于武汉市多要素城市地质调查全空间一张图的构建过程,从多源三维模型一体化融合管理与分布式存储、轻量级全空间三维模型构建、多源异构海量三维数据快速渲染和浏览器端三维模型分析及专业应用4个方面系统地探索了城市地质调查全空间一张图系统建设过程中的关键技术,并进行了应用实践。研究结果实现了城市级大规模高精度三维地质模型的高效集成,提高了多要素城市地质调查成果可视化的表达效果,为三维地质模型的应用奠定了坚实的基础。      

真三维地质模型构建的球体测地线八叉树网格方法

三维地质空间表达可以准确揭示地质现象与过程的空间结构与分布规律。传统三维地质建模方法广泛存在着面向局部小区域、基于投影数据、表面静态建模、难以进行3D空间查询与分析、不利于时空大数据的组织与管理等缺陷。地球剖分网格以其全球全方位视角、循环递归剖分机制和有机灵活的编解码策略为解决上述问题、构建新一代数字地球平台提供了新的技术方案。本文以郑州航空港经济区为例,利用实测地质数据,基于球体测地线八叉树剖分瓦块（SGOG网格）,建立区域真三维地质模型框架,并进行空间分析。在对原始数据进行预处理的基础上,将SGOG特定剖分层次的瓦块节点与地质体外包络体特征点数据进行匹配,构建真三维地质框架;通过漏洞修补和着色渲染,建立多尺度多地层三维地质体模型;在此基础上,进行真三维地质空间分析,包括地质体真三维剖面、数字钻孔以及几何特征参数计算。实验结果表明：本文的建模方法,不但结构简单,操作方便,适用于复杂不规则的地质体,而且可以利用SGOG瓦块的多尺度特性,灵活实现精度与尺度的自适应表达,方便进行多角度真三维空间分析。地球剖分网格是数字地球发展的必然趋势。     

基于多层DEM建立小比例尺三维地质模型的方法——以山东省滨州市沿海地区为例

在钻孔数据较少时,为提高小比例尺三维地质模型的精度,利用GMS软件根据多层DEM建立模型。该文通过分析实际条件下地层分布特点,提出了不同数据精度下DEM相交计算的原则。将修改后的DEM导入原模型中,再次插值形成三维地质模型。利用GMS软件得到的三维地质模型,具有可查询,可任意角度任意位置切割剖面的功能。     

基于数字摄影测量的城市建筑三维快速建模方法

数字城市的基础地理数据库正在由传统的二维形式向三维形式转变,建设城市三维模型已成为数字城市工程的重要基础工作。作为城市三维模型的核心构成部分,建筑模型的数量巨大,生产成本高。数字摄影测量技术为建筑矢量数据的采集提供了有效途径,但要进一步缩减三维建模的工作量,需要对基于矢量线条的建筑结构识别、建筑体面构造以及各种复杂建筑构型等方法和算法进行研究,并开发辅助人工的建筑三维建模软件系统。该文以数字城市测量提取的建筑结构线为基础,对计算机三维建模中涉及的关键算法进行研究,提出了一种城市建筑三维快速建模的方法。     

支持自动综合的多尺度三维建筑组织与管理

多尺度数据的有效组织与管理是实现三维建筑自动综合及多尺度应用的基础。本文对空间数据综合与多尺度表达数据管理方法的研究现状进行了分析。根据三维建筑自动综合的特点,本文提出了一种基于R树的多尺度三维建筑空间索引模型——GAMR树（Generalization Area Multi-representation R Tree）;对GAMR树的定义和结构进行了详细描述,设计了顾及GAMR树高度与所选长度阈值关联关系的索引构建方法。针对三维建筑特点,设计了一种支持多尺度区域对象完整查询的检索方法,并根据建筑特征的可辨性,实现了顾及视线角度对投影长度影响的三维建筑模型多尺度可视化方法。实验证明,GAMR树能很好地适用于三维建筑多尺度模型的组织与管理,对三维建筑几何模型的自动综合具有重要意义。     

GeoSOT-3D椭球体剖分真三维数据表达

随着地球观测技术和信息技术的进步,以全球为背景的科学探索不断增多,不仅是地球表面信息,地下、水下、空中等地球上各个层次的空间信息都受到极大的关注。地球球体剖分网格可以构建真三维的数据模型,进而实现空天地、地下水下一体化的空间数据组织、管理、表达与应用。本文详细论述了GeoSOT-3D椭球体剖分网格的剖分空间框架、剖分编码与剖分尺度特性等理论体系。建立基于GeoSOT-3D的空间对象的真三维表达模型。利用该真三维模型实现了地球椭球体的地上地下可视化,点线面体等空间实体的可视化。研究表明,GeoSOT-3D椭球体剖分具有椭球剖分框架简单、体系完整、二三维一致等特点,因而在该框架下的真三维数据模型可用于下一代地理信息系统中的空间大数据的组织管理与表达。     

山东省日照市蓝色经济区城市三维地质结构调查及三维建模

针对日照市城市可持续发展中面临的地质环境和地质资源问题,开展蓝色经济区城市三维地质结构调查。运用先进的勘察技术、地理信息系统技术、三维地质建模技术,开展城市三维地质结构填图,建立了日照市钻孔三维实体、第四系结构、基岩结构三维模型。通过数字曲面拟合和计算机图形学的方法,把空间分布不均匀、不连续、散乱的地质信息变成可视的、连续的、形象直观的三维地质模型,以三维图象的形式形象地表达了各种地质结构的真实形态、特征,圈定影响深基础开挖和地下空间利用的不良地质体范围,为日照市地下空间资源开发利用提供地质依据。     

海量3维数据高效组织及集成研究

随着"数字城市"的推进,3维地理信息系统得到快速发展和广泛应用,产生了海量的3维地理空间数据,对3维空间数据的集成管理、并发访问、数据安全研究成为热点,市场对3维仿真系统和地理信息系统融合和统一需求日益迫切。针对"3维数字城市"建设新需求,本文在海量3维场景组织、空间索引建立和基于关系数据库的存储等方面开展研究,为海量3维空间数据组高效组织和集成管理提供了一条有效途径。     

VR-GIS技术在城市“数字防洪”中的应用

虚拟现实地理信息系统(VR-GIS)是一门综合虚拟现实和地理信息系统特征的新型技术,以此为基础构建的城市数字防洪系统在防洪决策中发挥了积极的辅助作用。本文以哈尔滨城区段三维数字防洪系统的开发为背景,探讨了VR-GIS应用于城市数字防洪的关键技术及其实现方法,包括防洪三维虚拟场景的构建技术,仿真数据库的建立与联合查询,洪水动态模拟等方面的相关技术和实现方法,为数字防洪系统提供了基础研究平台。     

三维地质建模技术在油田基础地质研究中的应用

基于钻井资料的三维地质建模技术，通过在留楚油田建立精细的三维地质模型，使油藏研究达到较高的精确性。在建模过程中，将三维建模软件特有的技术手段与基础地质研究相结合，在构造精细落实、地层精细对比等基础地质研究方面发挥重要作用，解决了许多通过常规方法难以解决的问题。精细地质模型在C20—20井开发措施调整及C29—45井注采关系分析等方面取得了良好的效果。由于三维地质模型是地质体的一种数字化表述，因此，它还在数字化油藏方面起到了重要作用。