基于Unity3D引擎的三维可视化技术在煤炭地震勘探中的应用

为满足地震勘探报告三维可视化的需要,以Unity3D引擎为开发平台,利用GIS 3D分析及3DS max三维建模,研究应用煤炭地震勘探三维可视化技术,实现三维地质数据体、地质层位(包括断层面)以及复杂地质模型等的三维可视化,实现对三维地质模型的平移、旋转、缩放,以及各种综合立体显示,建立三维环境漫游和三维可视化交互平台,并以动画形式表现出来,形成具有灵活方便使用的可视化系统。     

虚拟仿真技术在地质学中的应用

得益于计算机技术、人工智能技术、多媒体技术、传感器技术等的迅速发展,虚拟仿真在科学领域已经得到了广泛的应用并具有巨大的市场需求。在地质学中,国内外高校已经将虚拟仿真技术应用到教学中,使其打破了传统教学的时空限制。但目前虚拟仿真在该领域的应用还存在场景内容欠缺,交互感不足,细节展示不够等问题。为能够进一步拓展虚拟仿真技术在地质学中的应用思路,文章对虚拟仿真技术在多个科学学科中的应用情况进行研究,介绍了面向地学的综合型、国际化的沉浸式虚拟仿真实验室实例。综合型的地学虚拟仿真实验室的建立,将深度融合地学与虚拟仿真技术,为多学科交叉融合、国际化教学等未来的教学发展方向提供更有效的平台。     

基于虚拟现实技术的川藏铁路地质灾害易发区减灾选线优化:以洛隆车站为例

铁路沿线频发的滑坡泥石流灾害,对山区铁路建设与安全运营造成重大影响。在山区铁路选线过程中,如何科学规划铁路线位和工程方案,真正把铁路地质灾害问题解决在成灾之前,实现科学防灾减灾,已成为国内外学者关注的焦点问题。提出一种基于虚拟现实技术(VR)的铁路地质灾害易发区减灾选线场景仿真系统,利用CAD、Sketch Up等软件制作三维地形环境模型,进行铁路沿线滑坡泥石流灾变演化仿真分析;基于Unity3D平台,应用3Ds Max、Photoshop等软件完成研究区的虚拟铁路场景模型搭建,通过网页版的UI交互设计,实现虚拟铁路场景的三维可视化体验;以新建川藏铁路洛隆车站为例,采用该方法建立了多种线路方案优化。结果表明:所建立的虚拟现实场景系统具有很好的可视性和较为流畅的交互性,可充分展示研究区铁路建设及运营安全的可行性。     

立体地质填图三维建模技术方法与应用研究

针对综合地球物理立体地质填图后期进行的三维地质模型构建、图示展示方法与技术进行了研究。提出了不同属性体单独建模后进行切割、融合构建三维地质模型的复杂地质结构建模方法与技术;在MAPGIS K9平台上应用该技术构建了九瑞试验区三维地质模型,并通过不同的图示方法分析与展示构建的九瑞试验区地质模型;结合该区域的成矿特征利用三维地质模型从深部地质结构出发圈定了该区的成矿有利部位。     

C/S模式WebGIS架构技术

针对客户端／服务器(C／S)模式下三层体系构建原理以及地学空间数据库网络发布(WebGIS)特点,以MapGuide空间数据库引擎为核心,分析了嵌入式WebGIS功能接口和事件响应机理。提出了空间数据库与关系型数据库两大引擎之间实现互动链接的有效技术措施,从而弥补了MapGuide Viewer。插件赖以支持的MWF格式在专业属性数据操作方面的先天性不足。以青海地调院局域网建设实例为基础,详细阐述了C／S模式下青海省基础地学数据库网络框架建设的实现途径。该技术的成功运用,无疑拓宽了青海省地学数字化成果的共享应用渠道,提高了成果的再利用价值。     

块状地质体的多面体表示及交互编辑

针对固体矿产的地质建模问题,中国科技工作者提出了用于人机交互构造块状地质模型的“橡皮膜技术”并在此基础上完成了人机交互计算机辅助勘查系统PandaCAEX。“橡皮膜技术”可以快速地构造出任意形状的块状地质模型,为地质模型的构造提供了极大的方便。但“橡皮膜技术”本身存在着模型表达过于复杂和一些功能上的缺陷。本文针对这些问题提出直接使用多面体模型对块状地质体进行表达,同时给出了模型的交互编辑方法。与“橡皮膜技术”相比,这种技术在保留“橡皮膜技术”优点的同时,使块状地质模型的表达大大简化、功能更加完善。该模型已经成为新的改进系统的核心,证明了模型的实用性。     

三维地理信息技术在地质调查中的应用

三维地理信息技术是目前GIS科学发展的新趋势之一.它以三维虚拟可视化技术给用户展现地理空间现象,不仅能表达空间对象间的平面关系,而且能描述和表达他们之间的立体关系.3D GIS平台仿真展示地形(地貌)、地质体的三维场景,地质三维可视化应用,能便于地学工作者深入分析地质体的空间展布规律,尤其是通过视点的变化,拓宽观察地质体空间展布的视野.     

区块链视角下地学数据共享研究

数据密集型科研范式下的地学数据共享是地学研究的重要内容.在分析地学数据特点、共享现状、现有问题以及区块链技术架构、基本原理、应用特点的基础上,探讨区块链技术在地学数据共享领域中的应用场景,以期地学机构能够借助区块链技术更好地管理数据资产、推动地学数据共享研究与应用.     

地貌形成与演变机理展教系统公众展示关键技术示范研究

专业科技博物馆的迅猛发展和公众对地学知识的渴求对地学类博物馆的展示技术提出了新的要求,本文通过分析我国地学博物馆的类型、公民基本科学素养水平现状以及地质地貌类科学知识的主要传播方式,结合地质地貌学科内容特点,借鉴科技馆/科技中心公众展示技术对地学博物馆的启示,探索研究"地貌形成与演变机理展教系统"中适用的公众展示关键技术,提出了一种多媒体与机电一体化相结合的核心展示技术——多媒体机械数字矩阵集成演示技术,并将其成功地应用于试制品研制。基于该核心展示技术的地貌形成与演变机理展教系统尊重用户体验,实现了虚拟模拟与实景、机械活动沙盘与数字多媒体相结合,内容易于拓展,成本可控,适宜在地学类博物馆及相关展厅中推广应用。     

中国地学断面CorelDRAW图形数据库资源整合综合研究

整合了历时数年(2001—2006)数字化研究取得的中国全部11条地学断面图各种专业图件的CorelDRAW图形数据资源及其说明书。参照国际全球地学断面(GGT)数字化编图指南,独立研制了全球地学断面图的GGTCorelDRAW制图色盘和模板,为应用和普及制作地学断面图提供了软件工具。建立了网页类型的中国地学断面元数据库,编撰了地学断面电子字典帮助文件。上述综合研究工作为中国地学断面图资源共享提供了底层数据和技术支撑。     

INTERNET中地学信息查询

随着Internet的迅猛发展,Web页以指数增长,如何有效地对这浩如烟海的信息进行查询定位,早已为人们所重视。许多查询工具应运而生,它们依查询方式可分为虚拟图书馆(Virtuallibraries)和查询引擎(Searchengine)两类,恰当的使用它们可以方便地查询地学信息。但是,由于各自数据库的质量、容量及更新频率的差异,对于同一主题采用不同的查询方式,结果会有很大的差异。恰当使用查询函数,可以有效缩小查询范围,提高查询速度。     

地球重力场及其地学应用研究进展——2020中国地球科学联合学术年会专题综述

地球重力场及其地学应用是地球科学领域的重要内容之一,在国家基础测绘、灾害监测、资源勘探、地表圈层耦合作用和航空航天等方面等都具有不可替代的重要作用.近年来,随着重力场观测技术的不断革新,重力测量以及相应的理论、方法及应用的发展迅速,取得了丰硕的研究成果.2020年中国地球科学联合学术年会重力场专题报告(包括42个口头报告和10个张贴报告)就是这些成果的集中展示.基于年会重力场专题报告内容,综述了我国近年来在地球重力场及其地学应用方面的最新研究进展.     

非传统同位素体系在地幔地球化学研究中的重要性及其前景

非传统同位素体系(如Hf、Os、Li、Fe、Ti、Mg、He、Ar等)是相对于传统同位素体系(如Sr、Nd、Pb、O等)而言的,即新近发展起来的同位素体系。随着同位素测试技术的进步和多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)、二次离子质谱仪(SIMS)以及激光剥蚀技术配合MC-ICP-MS(LA-MC-ICP-MS)等测试手段的开发应用,多种同位素体系(包括放射性同位素和稳定同位素体系)的示踪作用在地学研究中得到了日益广泛的应用。在简要介绍传统同位素体系的基础上,旨在总结报道近年来国际上有关非传统同位素体系在地幔地球化学研究中取得的重要成果,展示这些同位素体系在地幔地球化学研究中的重要性及其可能的应用前景,以加速我国在非传统同位素地球化学方面的应用研究。     

Geo3DML在三维地质建模中的应用研究与建议

由中国地质调查局组织研制的《三维地质模型数据交换格式》已制定完毕,并进行了一定范围的试用,即将发布实施,这是中国区域地质调查、矿产资源勘探以及数字矿山界的一件大事,它将促进三维地质建模技术在我国的广泛应用。通过研究与试用,阐述了对该标准的理解;给出其在三维地质建模中的应用实例,包括三维地质填图试点项目、矿产资源勘探项目;讨论了该标准的数据与数字矿山常用的DXF转换的必要性与具体实现方法。将该标准与国际地球科学联合会(IUGS)及开放地理信息联盟(OGC)制定的GeoSciML进行比较,指出Geo3DML是面向三维地质模型的表达,而GeoSciML以前的版本则侧重于互联网环境下传统的二维地质图件的地图服务与要素服务。最后对该标准的应用实施提出了8点建议：给Geo3DML以应用机会,将Geo3DML升级为国家标准,对Geo3DML补充一些细节,向相关行业宣传Geo3DML,在地质调查与矿山资源勘探项目中积极使用Geo3DML,将Geo3DML作为地质报告评审中三维地质模型的数据格式,三维地质建模软件厂商积极支持Geo3DML,数字矿山软件与Geo3DML接轨。     

微机数字图象处理系统的开发与应用

地学信息的数字图象处理技术,越来越引起广泛的关注.本文对在微机系统上的航空物探数据数字图象处理试验研究进行了介绍与讨论,展示了地学信息数字图象处理技术的应用.     

基于三维协同设计平台的工程三维成果展示方法与技巧

随着计算机技术和三维设计软件的发展,包括三维动画、三维效果图、三维虚拟现实和仿真等三维成果展示技术也逐渐应用到水利工程中,并且具有传统展示方式所不具备的直观、真实、交互等特点。本文基于Bentley相关三维协同设计平台软件,以南水北调沙河渡槽、前坪水库工程、尼日利亚公路、咸阳漆水河渡槽等工程为例,介绍了工程三维成果展示的方法与技巧,其中,以三维动画制作为重点,为相关工程三维设计人员制作实用、美观的三维展示成果提供参考和借鉴。     

数据预处理技术在地学大数据中应用

大数据时代随着数据的爆发式增长,在带来可供研究的海量数据的同时,也带来巨量的噪声和冗余数据。在地学领域,由于研究方向和技术方法手段的多样化,产生了数据量巨大和类型众多的地学数据集合。在地学信息的研究过程中,经常碰到地学信息孤岛,分图幅地学数据边界系统误差和地学文档的非结构化问题。在对地学数据进行信息的提取和挖掘之前,必须根据研究目的对地学大数据进行预处理,使冗余、复杂的大数据转为结构化、准确、可用的数据。本文以地学大数据的预处理技术为切入点,从地学数据交互标准与语义、数据调平、地质图接边和文本结构化等四个研究方面,分析阐述目前地学大数据挖掘方面存在的问题及主要的解决手段,同时也对多元数据融合在大数据中的应用进行了阐述。希望通过本文对地学大数据预处理技术的探讨,能对地学大数据的挖掘有所帮助。     

激光雷达测量技术在地学中的若干应用

对激光雷达测量技术在全球冰川监测、局部断裂带提取、滑坡监测和稳定性评价以及海岸线提取和海岸侵蚀等方面的应用做了较为全面的综述.作为一种新型的对地观测手段,激光雷达(含星载、机载、车载和地面)的应用已经从传统的测绘扩大到包括文物保护在内的诸多其他应用领域.所综述的激光雷达技术在地学研究中的4个应用方面,是传统地学研究中与全球变化和人居环境最为密切的方向.分析表明,激光雷达技术在这些研究方向中的应用大有作为.      

FLAC基本原理及其在地学中的应用

各种数值分析技术的引入与广泛应用 ,对促进地学定量研究的发展作出了重要贡献 (王仁 ,1994 )。由于吸取了早期多种数值方法的优点 ,两种新型的数值分析方法 :拉格朗日元法和流形元法尤其受到关注。本文主要介绍显式差分FLAC(FastLagrangianAnalysisofContinua)基本原理及其在地学中的应用。FLAC最早由美国ItascasConsultingGroup .Inc.开发应用于岩土工程力学计算 (Cundall,1976 ;Morti和Cundall,1982 ) ,现已从FLAC2D拓展到FLAC3D。该方法求解使用了离散模型方法、动态松弛方法和有限差分方法 3种技术(Cundall和Board ,1988;…     

可视化技术在地质景观演化中的应用

利用可视化技术、虚拟仿真技术将地学信息二维数据转化为三维形式,特别是引入时间维的概念,在给出静态的地质景观三维虚拟场景的基础上动态模拟景观的形成过程,结合3DSMAX丰富的建模技术及强大的动画制作功能在地质景观演化方面做了初步探讨。以模拟长白山火山喷发及地貌视景仿真形成过程为例,就实体建模、视景漫游、动画设计等相关技术进行设计与实现。