基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法研究

提出基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法,解决了单纯基于钻孔数据建模方法中无法控制钻孔间复杂的地质现象等问题.在该方法中,还利用道格拉斯一普克(Douglas-Poiker)矢量曲线抽稀算法对交叉折剖面中的矢量地层曲线进行了处理,消去了光滑曲线上对模型质量无影响的密集顶点,避免了在剖面线处Delaunay三角剖分出现过多非正三角形,从而提高了整个模型的精度.在"杭州市城市地质信息管理与服务系统"中应用该方法取得较好的效果.     

基于ArcGIS Engine的钻孔三维精细地质模型自动构建方法研究

针对ArcGIS软件复杂钻孔三维精细地质模型自动构建研究存在的不足,该文在简要分析MultiPatch三维空间数据模型和深入研究复杂钻孔三维空间精确定位方法的基础上,探讨了基于ArcGIS Engine的复杂钻孔三维精细地质模型自动构建工作流程,并从空间精确定位、属性精细表达两个层面对钻孔三维精细地质模型构建算法进行了设计与实现.经软件功能研发及实际应用检验表明,该研究能够有效实现复杂钻孔精细地质属性特征的三维空间精确定位及多尺度精细表达,为应用ArcGIS Engine自动构建复杂钻孔三维精细地质模型提供了一种新的有效途径,也可为基于ArcGIS Engine的复杂地质体三维可视化建模及精细地质属性表达研究提供应用借鉴.     

基于DEM三维地层建模及一体化显示

目前三维地层表面建模方法构建的三维地层模型上表面粗糙,与地形不一致.在分析当前建模方法缺陷的基础上,基于多层DEM建模思想,提出了利用DEM修正主TIN的建模方法;该方法可保证模型与地形的空间一致性,实现模型与地理数据的一体化显示.并提出了利用虚拟钻孔进行剖面图离散化处理,将建模数据源统一为钻孔数据,从而将剖面图融入实际建模流程,解决了单一钻孔数据导致建模结果不精确及模型无法修正的问题,也简化了多源数据导致建模方法复杂的问题.最后以合肥市某区为例,展示了该方法的实现过程及建模效果.     

三维景观GIS几何建模方法——以无锡唐城为例

本文实现了以 4D测绘数据 (DEM、DOM、DLG、DRG)为基本数据源的无锡唐城古建筑三维数字景观GIS。同时 ,在三维GIS传统三维空间数据模型的基础上 ,提出面向对象的三维建模点对象的划分不同与二维GIS中的点对象 ;针对基于面状的三维GIS,提出有向曲线构建面状复杂单体的几何建模方法是较为简捷的途径。     

基于GIS的边坡有限元网格自动生成研究

GIS已广泛运用于滑坡灾害研究,但GIS和数值方法相结合研究边坡问题的文献很少。原因在于边坡失稳和滑坡形成是复杂的三维空间物理力学过程,而三维空间数据模型理论还不成熟。因此,在现有GIS软件平台上实现大区域滑坡灾害数值模拟的关键在于三维有限元网格的自动生成。该文研究边坡岩土数值分析相关数据的GIS数据存储格式,提出基于栅格的六面体有限元网格生成和基于TIN的三棱柱有限元网格生成,并利用ArcGIS9．0、Amys7．0实现有限元网格自动生成。     

三维含拓扑地质剖面三角剖分可视化研究

三维剖面是地质对象表达和地质问题分析中最基本和最常用的数据。该文分析三维复杂地质折剖面可视化存在的问题,并提出展开剖分算法。该方法保证了各点之间的水平距离与剖面拓扑关系不变,能够对由"多边形-弧段-结点"矢量结构构成的三维折剖面进行有效剖分。在此基础上实现了三维剖面的可视化,尤其合理解决了纹理映射中的纹理变形与重复接缝等问题。     

基于钻孔的三维地质模型快速构建及更新

为利用钻孔数据快速构建三维地质模型并进一步提高模型合理性和数据质量,提出了基于钻孔的三维地质模型快速构建及更新方法.利用基于层位标定的钻孔数据快速解译方法完成原始钻孔中地层分界点的编号之后,实现了三维模型的自动构建;通过在约束条件下调整层面虚拟控制点,完成了模型的交互式调整,并能根据调整结果自动更新三维模型.该方法在建模实际案例中的成功应用,证明其能够很好地处理工程实践中的复杂问题,提高了建模效率及模型质量.     

基于双目立体视觉的三维地形重构

三维地形重构是移动机器人研究领域中的一个研究方向,移动机器人在未知环境中工作时需获取周围环境信息来重构地形,并利用地形进行定位和导航。本文提出一种基于双目立体视觉的三维地形重构方法。1双目立体视觉三维地形重构双目立体视觉的基本原理是从两个视点观察同一景物,以获取不同视角下的感知图像,通过成像几何原理计算图像像素间的位置偏差(视差),获取景物的三维信息。双目立体视觉系统通常分为5部分。1)图像获取：计算机立体视觉常用双目图像,获取图像的视点可在一条直线上,也可在一平面上,或呈立体分布。在感知范围不太大、遮挡较少的情况下,采用光轴平行、基线共线的布置将大大简化后续处理过程。2)摄像机标定：物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点间的相     

城市地下空间开发地质环境质量三维评价方法研究--以合肥市滨湖新区为例

城市地下空间开发地质环境质量评价可为城市地下空间规划和工程建设提供重要决策支持。该文以合肥市滨湖新区为例,构建城市地下空间开发地质环境质量三维评价方法:利用三维隐式建模方法融合多源数据进行三维地质建模,从工程地质、水文地质、地质构造和不良地质体等方面构建三维评价模型,利用三维距离场分析、三维空间统计分析等方法对三维评价因子进行分析、提取,最后基于确权和综合评价方法得到地下空间开发地质环境质量三维综合评价结果。实例研究表明:该方法能够显著提高评价结果的深度方向分辨率,相关成果可为城市地下空间精细规划及可持续开发利用提供方法参考。     

陡坡密集点云双重滤波方法研究

用地形三维激光扫描仪监测陡坡表面的细微变化,关键技术之一是对原始点云的精确滤波,即从密集点云中准确滤除非地形点,保留真实地形点。针对地势陡峭、表面复杂、植被多、密度分布极不均匀的陡坡点云,笔者发展了一种双重滤波方法:在对原始点云进行投影面变换的基础上,采用变窗口均值限差法滤除明显的非地形点,完成粗滤波;通过局部区域增长法找出绝大多数地形点,以占优势的地形点为参考,用局部最小二乘曲面拟合法对剩余未分类数据点进行检核,分离出非地形点,完成精滤波。文中选用3个不同类型的陡坡点云实例验证了该方法对于陡坡密集点云具有良好的滤波效果。该算法对野外大场景三维激光扫描点云滤波也有一定的参考价值。     

三维社区建模与分析的共形几何代数方法

利用共形几何代数的多维统一表达与分析优势,研究了集成多源数据的三维社区统一建模与分析方法。构建了基于多重向量存储结构的社区场景整体建模流程,实现了CityGML、DXF等多源数据的导入与集成,并设计了基于共形几何代数的对象运动表达与插值方法。以德国Waldbruecke村为例的验证结果显示,基于共形几何代数的三维社区建模可以较好地表达复杂社区对象,并可以有效支撑几何度量、动态对象跟踪、运动轨迹重建等功能实现。     

一种基于机载LiDAR和离散曲率的建筑物三维重建方法

机载LiDAR作为一种获取地物空间信息的新技术已得到广泛应用,但从LiDAR数据中重建建筑物三维模型方法的缺乏,是制约其进一步发展的瓶颈.该文介绍了一种自动与人机交互建模相结合的建筑物三维重建方法,首先基于离散曲率分析自动提取建筑物3D轮廓信息,然后将建筑物轮廓信息作为约束条件,使用模型驱动的ATOP算法实现建筑物自动建模,并支持对复杂建筑物人机交互建模.     

基于空间推理的巷道三维拓扑建立

基于空间关系和空间推理理论,结合MGIS领域的需求建立巷道三维拓扑网络模型,研究巷道三维空间关系推理的算法及业务逻辑实现;开发巷道三维拓扑自动生成系统,实现了巷道空间与属性数据管理、三维拓扑自动处理、多尺度成果输出及基于三维拓扑的路径查询,为基于巷道的通风、运输、避灾、多尺度变换等应用奠定了基础。     

三维地质建模若干基本问题探讨

由于地质数据及其应用本身所具有的复杂性、不确定性、信息不完备等特点,使得三维地质建模成为制约三维GIS研究及其应用的主要瓶颈之一。讨论三维空间数据模型的设计,提出“多元数据—多方法集成—多层次干预”的“三多”建模思路;从建模尺度、数据源、建模工具等方面对建模方法进行分类;分析三维地质建模的关键技术,包括三维地质模型构建、海量模型数据操作和多元数据一体化耦合显示;针对三维地质建模系统的开发提出6项建议,分析近期三维地质建模的研究热点。     

基于光源空间透视的平行分割阴影图算法

随着地理信息系统应用的深入,在真三维空间中处理问题已成为一种趋势,而实时阴影对提高三维场景的真实感和沉浸感非常重要。目前主流的平行分割阴影图算法对大尺度场景兼容性好,但在细节层次的渲染方面质量不高,而光源空间透视阴影图算法在细节层次渲染方面精度很高,但是对大尺度场景难以覆盖。针对该问题,提出了一种基于光源空间透视的平行分割阴影图算法,也称为光源透视平行分割阴影图算法。该方法将光源空间透视阴影图算法中透视锥体的透视变换矩阵应用于平行分割阴影图算法对各个子视锥体的渲染阶段并生成产生形变的阴影深度图,通过该方法减小其阴影走样误差。并且在计算透视变换矩阵的过程中,提出了一种确定阴影图形变程度的算法,使该算法更好地适应于不同大小的场景。实验结果表明,该算法通过提高视锥体近平面附近阴影采样率有效地解决了在平行分割阴影图算法中存在的阴影透视走样的问题。在对大规模场景的渲染方面,该算法在细节层次的表现要明显优于平行分割阴影图算法,满足了大尺度场景和精细建筑模型的阴影渲染需求。     

一种基于对象的CSG-BR三维数据模型构建方法

在CSG-BR三维模型的基础上提出一种基于对象的CSG-BR三维数据模型构建方法.将地理实体按照CSG-BR三维模型的要求进行抽象、分解和组织,并把最小地理实体的几何特征、属性信息等相关信息进行对象封装,用边界表示法和结构实体几何表示法组织地理空间对象信息,建立各对象之间的语义关系.利用VRML对OCSG-BR数据进行三维可视化,实现了复杂三维空间数据及其相互间复杂关系的集成组织和管理,为对象化三维模型构建提供一种新方法.     

基于Surpac的盆地三维地质建模方法浅析

随着我国地质事业进入了新阶段,出现了包含城市地质以及三维地质填图等新的领域,地质工作由传统的二维开始向三维转变,因此三维地质建模技术就显得尤为重要。文章以Surpac软件为基础,盆地三维地质建模为主干,通过建模流程、建模资料收集和整理、影响建模效果的因素分析等六个方面,详细介绍了三维地质建模的技术路线、技术方法和影响因素。三维地质建模过程实质是受各种地质资料约束而进行修正模型的过程,利用的地质资料越丰富构建的模型就越真实。三维地质建模技术在地质要素可视化和地质资料综合利用等方面具有显著的优势。     

基于TIN数据三维地质体的折剖面切割算法

为有效分析地质模型的内部结构,研究直接利用折切面对模型数据进行几何切割的算法。该算法面向基于TIN数据表达的三维地质体,包括"折剖面的生成"和"被切割地质体的拆分"两大关键步骤;采用向二维平面投影的策略,将复杂的切割转化为交线的快速连接、三角形重新剖分和点与多边形的包含测试等简单操作。对不同复杂程度的三维地质模型进行切割实验,发现化繁为简和二维投影策略极大地提高了算法效率。     

土地管理三维思维与土地空间资源认知

基于城市发展的三维理念轨迹及土地立体化利用趋势,采用文献检索与综合分析法,剖析土地管理重视三维思维的原因,辨析土地的空间特质,提出土地空间资源的概念内涵,初探土地空间资源管理制度和技术,以促进土地领域实践问题解决。结果显示：① 土地管理三维思维符合社会发展和土地利用趋势,是基于土地管理实践而衍生的创新需求。② 土地作为资源的本质属性之一是空间性,具备三维空间特质;土地空间资源是土地资源概念的外延,是以土地表层为基底或脱离土地表层的可利用的三维空间存在。③ 土地空间资源的提出,能引发土地管理领域在理念、制度和技术上进行三维思维化的重构与创新,具有科学意义和实践价值。     

基于核心序列优先的倒转地层构模方法

在三维地层建模过程中,一些复杂的地质构造(如倒转褶皱)往往需要人工干预才能生成正确的模型。针对地质体的特点,提出一种三棱柱模型的改进算法,将核心序列优先等方法运用于建模过程,同时运用虚拟钻孔柱的方法处理尖灭,在无需人工干预的情况下较好地实现了对复杂地层倒转现象的模拟。