三维立体可视化震情会商系统平台设计与实现

随着政府和社会公众对建立现代震情会商系统的需求日益增强,本文尝试应用三维GIS技术和体绘制可视化方法,解决地震会商过程中的多源、海量地学数据的协同可视化问题.设计并实现了三维立体可视化会商系统平台,并在其上将汶川余震分布、数值模拟和华北精细地下三维速度结构等研究成果进行了集成测试.     

基于MATLAB的煤矿TEM数据体三维可视化技术

针对煤矿地质勘探中TEM面积性探测获取的三维数据体,基于Matlab语言对其三维可视化技术进行研究与实践.阐述煤矿TEM三维数据体格式及其可视化要求,提出‘立体图’、‘切片图’和‘等值面图’三种综合性可视化方式,论述使用Matlab语言调用Surfer库函数进行二次开发实现TEM测线数据的批量网格化,解决了煤矿TEM数据体的不规则性问题.同时论述三维可视化技术中关于表面图、三维曲线图、等值线、等值面等三维图形的关键绘制技术与应用函数,实现规则TEM数据体的基本图形表达.在以上工作基础上,作者开发出相应的三维可视化应用软件,通过实例展示其丰富、实用的显示功能.该软件为煤矿TEM资料的处理与解释工作提供了新手段,帮助提高对TEM解释结果的认知能力和资料解释水平.     

三维地震数据可视化原理及方法

可视化是实现三维地震数据真三维解释的有效方法,本文介绍了三维地震数据可视化的基本原理,论述了用光线投射算法实现可视化的主要步骤,详细推导了合成可视化图像的计算公式,分析了阻光度曲线的物理意义及对可视化图像的调节作用,并用两个实际三维地震数据进行了试验。结果表明该方法能够由原始三维地震数据直接对地质体进行成像,能将分散的、孤立的信息互相联系起来,揭示隐藏在数据中的地质现象和规律。     

CSAMT数据三维可视化的方法

CSAMT(可控源音频大地电磁法)是地球物理勘探中电法勘探的一种经济且有效的方法,传统的方式是通过手动或自动的方法绘制剖面图、等值线图等来展示其探测的数据,这些方式往往具有数据展示不全面、效果不直观等缺点.为了克服这些缺点,本文利用计算机三维可视化技术,以甘肃玉门某地区的数据为例,探索并实现了CSAMT数据三维可视化构模的方法.文中首先分析了CSAMT数据的存储方式与空间分布,提出了一种高性能的数据读取与组织算法;接着文章根据原始的数据信息,提出了基于探测方向数据点生成TIN的方法,建立了测线模型;为了更好地预测勘探范围内的三维空间情形,文章实现了一种高效的CSAMT数据快速局部插值算法,进而实现了数据场模型的建立.本研究表明,通过三维可视化技术将CSAMT数据建立并绘制成三维虚拟模型,能更加直观、更加全面地展示该数据,可为地质解释与规划决策服务,具有较好的推广前景.     

基于VTK的医学图像系统研究

医学三维数据场可视化是当前科学计算可视化应用的重点。本文论述了可视化工具包VisualizationToolkit(VTK)的主要特点,介绍了三维医学可视化系统实现的原理和方法。根据一系列人体断面图像,应用VTK实现了三维医学图像重构,对重构后的三维图像进行解剖分析;并实现对人体的二维图像逐帧浏览及柱状统计。实验结果表明,VTK具有使用灵活,功能强大的优点,是医学三维数据场可视化的有力工具。     

大港油田三维可视化解释技术的应用实例分析

三维可视化解释技术是一项全新的地震解释技术,与传统的地震资料解释有着本质的不同,它是从三维可视化显示出发,以地质体或三维研究区块为单元,采用点、线、面和体相结合的数据体空间可视化解释。该技术结合相干体技术可进行复杂断层的解释与组合;应用空间域层位自动追踪技术能够准确落实构造形态;采用目标雕刻技术,利用反演数据体可实现立体透视岩性体的空间展布及厚度趋势。将该技术应用在大港油田官西地区复杂断块构造解释和歧南西斜坡隐蔽油气藏储层预测两项实际工作中,取得了良好效果,表明可视化解释技术在石油勘探中具有广阔的应用前景,是提高勘探效率和勘探成功率的有效技术手段。     

一种地质体三维建模与可视化的方法研究

地质结构是在时间维内地质过程演变的产物,以三维形态存在自然界中,但是很多地质学家仍然依靠二维或一维的形式来记录和发布地质数据,丧失了很多空间信息,原因之一是现存方法在表达地下三维地质体有很大的局限性．为了分析和解译地质地图模型,基于现有的建模理论,提出了结点．层数据模型组织不同实体类型的地质数据,实现地质观测数据和几何模型的一体化表达与存储．在此基础上,通过快速构建多分辨率三维地质模型,实现大规模地质数据集的可视化方法,满足地质学家操作、分析和解译三维地质体的需要．实验证明,本文的方法能很好的实现大规模三维地质数据建模和自适应可视化,同时为实现空间数据的集成和共享提供了一条很好的解决途径．     

中国三维固体地球可视化网站的规划与设计

建立固体地球结构可视化网站是当今全球地球科学研究的迫切要求．在国家自然科学基金委的资助下．中国三维固体地球结构网站紧跟国际潮流,应运而生．该网站利用三维可视化成像技术和计算技术,综合我国现有地球物理观测资料,为研究者提供了一个可方便获取数据和交互处理图像的平台．在技术上．该网站采用交互式开放结构,用户可以按自己的需要和研究目的,下载或上传数据．实时处理数据和显示图像结果．并对计算过程进行交互控制和引导,充分提高地学数据的利用效率．     

基于可见性直方图的传递函数在心脏三维显示中的应用

在心脏的三维可视化的研究中,传递函数是一个十分重要的工具。然而,心脏复杂的结构使传递函数的设计十分困难。本文介绍了基于可见性直方图的传递函数设计以用来显示心脏双源CT数据。先对心脏双源CT体数据做预处理,提出在视线投射算法中利用基于可见性直方图的心脏传递函数对心脏数据进行三维显示,并且提出半自动方法来确定传递函数。通过这些方法,用户可以通过调节传递函数突出显示感兴趣的部分,甚至可以观察到心腔的许多细节。最后,利用CUDA技术对计算及显示进行加速,对三维体数据进行实时动态显示。实验表明,利用本文提出的方法可以有效地去掉心脏双源CT中的肋骨,肺静脉等数据,突出显示心肌组织及血液,并且通过传递函数可以看到主动脉瓣等心脏内部结构,对于心外科医生临床诊断有一定的意义。     

基于CUDA的三维重建过程实时可视化方法

在某些用于在线控制的CT系统中,经常有必要在扫描过程中检查中间结果从而排除故障。然而实时的重建与体绘制对系统计算能力的要求非常高,难以实现。本文针对锥束CT提出了一整套实时重建可视化方法,并在最新的图形处理器Tesla C 1060上实现。与传统的工作方式不同,这种方法在扫描得到每一张投影后,实时显示重建过程的中间结果。通过这种方法,可以很清楚地观察到投影数据逐步合成三维重建结果的过程,也可以预先看到探测器的缺陷对重建结果造成的破坏。同时,这种方法也是实现4D CT可视化的一种有效途径。     

三维医学图象处理与分析系统

本文介绍了一个我们自主开发的基于微机的三维医学图象处理与分析系统。系统运行于Ｗｉｎｄｏｗｓ ９５／Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ环境,主要包括图象预处理,切片重组,三维显示,三维体显示,手术模拟等功能。可广泛用于ＣＴ,ＭＲＩ等医学图象的处理与分析,具有很好的应用前景。     

基于可见性直方图的传递函数在心脏三维显示中的应用

在心脏的三维可视化的研究中,传递函数是一个十分重要的工具。然而,心脏复杂的结构使传递函数的设计十分困难。本文介绍了基于可见性直方图的传递函数设计以用来显示心脏双源CT数据。先对心脏双源CT体数据做预处理,提出在视线投射算法中利用基于可见性直方图的心脏传递函数对心脏数据进行三维显示,并且提出半自动方法来确定传递函数。通过这些方法,用户可以通过调节传递函数突出显示感兴趣的部分,甚至可以观察到心腔的许多细节。最后,利用CUDA技术对计算及显示进行加速,对三维体数据进行实时动态显示。实验表明,利用本文提出的方法可以有效地去掉心脏双源CT中的肋骨,肺静脉等数据,突出显示心肌组织及血液,并且通过传递函数可以看到主动脉瓣等心脏内部结构,对于心外科医生临床诊断有一定的意义。     

On three-dimensional geological modeling and visualization

3D geological modeling and visualization are the key technique issues to implement the plan of 揇igital Earth? At present, the major difficulties in 3D geo-logical modeling are as follows[1—5]: (1) 3D spatial data are difficult to acquire. What 3D geological modeling of complex objects and visu-alization depend on is the original data. However, it is very difficult to establish 3D complex geological models when the sampled data are sparse and insuffi-cient, the seismic profile data are lack…     

基于三维模拟的海洋CSEM资料处理

海洋可控源电磁法已经成为海洋油气勘探一个重要工具,但是其资料处理和解释还处于定性和一维模拟阶段.在积分方程三维模拟的基础上对Troll油田实测数据进行了处理,采用人机交互三维模拟寻找背景模型和异常体初始模型,最后对异常体电阻率采用准线性近似快速反演,取得了定量的结果.同时,说明对于二维测线和二维模型依然可以用三维来模拟,其结果优于二维反演.在电子计算机技术快速发展的今天,可以预计三维反演将成为资料处理解释的主流.     

双源CT心脏图像的三维显示系统

针对心内复杂结构,本文结合三维虚拟内窥镜技术和二维常规观测截面功能,开发了双源CT心脏图像的显示系统。用户可以在本系统内以自动和交互式的两种方式观测心内结构。自动方式,对造影剂增强的数据部分进行基于欧式距离的三维骨架化得到规划路径,光线投射法根据已算出的欧式跳过空白区域,减少了绘制计算量;交互方式,用户可以随时从内窥镜视角切换到当前视点所在的任意截面,便于进行二维和三维的结构和病理综合分析。而且,本系统根据规划路径自动检测标准四腔切面,改善临床检查的效率。本系统采用基于CUDA的体绘制技术有效实现了对心内解剖结构更加直观的观测,便于心脏疾病的诊断和治疗。     

Prestack Kirchhoff time migration of 3D coal seismic data from mining zones

Conventional seismic data processing methods based on post‐stack time migration have been playing an important role in coal exploration for decades. However, post‐stack time migration processing often results in low‐quality images in complex geological environments. In order to obtain high‐quality images, we present a strategy that applies the Kirchhoff prestack time migration (PSTM) method to coal seismic data. In this paper, we describe the implementation of Kirchhoff PSTM to a 3D coal seam. Meanwhile we derive the workflow of 3D Kirchhoff PSTM processing based on coal seismic data. The processing sequence of 3D Kirchhoff PSTM includes two major steps: 1) the estimation of the 3D root‐mean‐square (RMS) velocity field; 2) Kirchhoff prestack time migration processing. During the construction of a 3D velocity model, dip moveout velocity is served as an initial migration velocity field. We combine 3D Kirchhoff PSTM with the continuous adjustment of a 3D RMS velocity field by the criteria of flattened common reflection point gathers. In comparison with post‐stack time migration, the application of 3D Kirchhoff PSTM to coal seismic data produces better images of the coal seam reflections.     

The effect of interpolation methods in surface definition: an experimental study

Mappings of the earth surface and their representation in 3D (three‐dimensional) models are commonly used in most recent research. Modeling research, which starts with classical surveying methods, acquires new dimensions matching the modern technologies. 3D models of any object or earth surface can be used in much visual and scientific research. A digital model of the landscape is an important part within creation of geo‐information systems used in the public administration and in the commercial sphere. It is an important tool in applications such as geomorphology, hydrology, geology, cartography, ecology, mining etc. Values of volume in terrains that do not have regular geometric structure can be obtained more accurately by using 3D models of surfaces with respect to developing technology. Basic data of 3D models must indicate 3D coordinates of the surveyed object in the reference frame. Distribution and intensity of points are important factors in modeling earth surfaces. A minimum number of points is desired in defining an object in 3D. Interpolation methods employing different mathematical models are used to obtain 3D models of terrain surfaces. In this study, the effect of interpolation methods in defining a terrain surface is investigated. For this purpose, a uniform surface, hill‐shaped artificial object with a known volume is employed. The 3D surface and volume are calculated by using 12 different interpolation methods. Point distribution, point intensity and accuracy of point measurements are not considered. The same data set was used for all the interpolation methods. The interpolation methods are compared and evaluated based on the results. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

中海油多分量地震处理技术的发展与应用实例

20世纪末中海油在南海油气勘探中成功试验了二维多分量地震技术.其后十多年,中海油进一步在不同近海油气盆地采集了三维多分量OBC地震资料.但由于针对三维转换波的处理未能形成有效的关键技术,除双检叠加利用了水压分量和陆检垂直分量外,大量水平分量数据未被使用.鉴于此,中海油在十二五期间开展三维多分量地震数据处理的关键技术攻关：针对弹性波场的矢量特征、转换波射线路径不对称以及双程旅行时多时间尺度等问题,成功研发了矢量化的信号处理技术、弹性波速度建模以及叠前时间偏移成像等技术;集成了相对完善的三维弹性波成像EWI软件系统;完成了多个试验区的三维四分量OBC地震转换波的处理,取得了好于以往技术的效果;建立了海上多分量OBC地震资料处理流程.但相对于成熟的纵波处理技术,海洋多分量地震处理技术仍需要不断完善与发展.

     

τ-P域地震资料三维叠前深度偏移及其实用算法

本文提出了在τ-P域实现三维叠前深度偏移的计算方法，该方法把地震道集由时-空域变换到τ-P域，然后对共P数据体进行相移或相移加插值偏移，将偏移后的各共P数据体叠加得到叠前深度偏移结果．该算法能够实现陡倾地层的正确归位，降低偏移处理维数，减少计算机内存需求，易于并行处理，但是计算量和所花费的计算机时间仍然很大．为此我们又提出了针对目的层的分时（层）偏移方法，由于只考虑目的层，可节省大量的计算时间．文中以二维实际地震资料及三维数值模型资料的处理说明了上述方法的可行性与有效性．