地质大数据可视化关键技术探讨

详述了地质大数据可视化的研究内容,从应用角度可将其分为:表达三维可视化、分析三维可视化、过程三维可视化、设计三维可视化和决策三维可视化5类。针对地质大数据这5类可视化中涉及到的几方面关键技术进行了深入探讨,包括:地质体三维可视化动态精细建模技术;基于CUDA+GPU集群的地质体属性场数据并行可视化技术;针对地质大数据的可视化分析技术;基于地质大数据的虚拟现实和增强现实技术等。对这几方面关键技术的现状、技术路线以及实现效果进行了论述和展示。     

三维地质建模及可视化系统的设计与开发

三维地学模拟是三维地质信息GIS可视化的核心内容。基于基础GIS软件平台MAPGIS,利用功能强大的三维可视化开发平台MAPGIS-TDE,设计、开发具有自主版权的三维地质建模及可视化系统。MAPGIS-TDE包括MAPGIS内核模块、MAPGIS-TDE基础平台、MAPGIS-TDE构建平台和基于MAPGIS-TDE的应用系统等4个层次。基于MAPGIS-TDE的三维地质建模及可视化系统分为地质数据管理、二维地质分析、地质断面处理、地质结构建模和地质属性建模等5大功能模块。系统实现时,将空间数据库划分为基础地理图形库、区域地质数据库、工程地质数据库、水文地质数据库、地球物理数据库、地球化学数据库等6类。该系统不仅提供了强大的地质数据管理、三维地质建模以及模型的可视化功能,还为专业技术人员提供了一个可视化的分析、设计平台。     

地质数据三维可视化的属性、分类和关键技术

地质数据三维可视化具有显著的空间决策支持属性,其应用分类包括表达可视化、分析可视化、过程可视化、设计可视化和决策可视化。能否实现这两类"五个可视化",是检验所有地质三维可视化软件的水平和质量的试金石。地质数据三维可视化技术在矿产资源勘查、工程地质勘查、矿山设计开发、水利水电工程设计、地质灾害勘查治理和国防工程建设领域,有着广泛的需求和应用前景。其发展趋势是实现地上、地下、地理、地质数据一体化三维可视化采集、存储、管理、处理和集成应用。复杂地质结构的表达和快速动态建模方法和技术,仍将是未来一段时间的研究重点,引进知识驱动和本体论思路、方法,可能是解决这些问题的有效途径。     

矿山三维GIS研究进展

矿山三维GIS利用3D数据结构来描述矿山三维实体,利用可视化、虚拟现实等技术实现矿山数据的三维显示.矿山三维GIS可有效地提供矿山三维数据的整合处理方法,完成矿山数据的三维建模及可视化,实现多源数据的空间分析,指导矿山规划和监控.     

数码城市GIS数据浏览器的设计实现

多种类型数据的集成应用是数码城市GIS的特色之一。稳定高效的数据调度与融合机制、逼真的可视化效果、灵活方便的场景操纵方式、简洁友好的界面是设计数码城市GIS数据浏览器时所要考虑的几个关键因素。分析了数码城市GIS数据浏览器的设计和实现方法，并针对深圳市三维景观模型数据的包装，介绍了数码城市GIS数据浏览器的应用实例。     

数字地图的三维可视化研究及其若干应用

三维可视化理论与技术的引入使得传统静态的、平面的地图向动态的、三维的方向发展, 地图的三维可视化正成为GIS与数字制图领域的一个新的研究课题.数字地图及其建库技术的研究为其三维可视化研究提供了有力的技术支持和充足的数据来源.主要研究基于等高线与离散高程点的地形模型(DEM) 的建立、兼顾地形(即基于DEM) 的街区与街道、居民地模型的建立, 以及植被、道路、水系等各主要要素的三维模型的建立及其显示, 对三维点状地图符号库的建立、模型的动态显示及航空影像的叠加显示等进行了研究.最后对三维可视化技术在基于数字地图的地貌晕渲、模拟飞行、虚拟城市等方面的应用作了探讨.      

基于GIS的城市地面沉降信息管理与预测系统研究

在分析3D GIS（地理处理系统）技术研究状况的基础上,详细讨论了基于GIS的城市地面沉降信息管理与预测系统的设计思路和功能、体系结构。提出了基于地下水抽汲的地面沉降计算模型的选择原则、基于混合数据模型的地面沉降信息三维建模、数据可视化流程及系统Web发布功能的3层体系结构等解决系统建设中难题的方案。     

基于GIS的工程地质信息管理与三维可视化

将GIS技术和三维可视化技术有效结合,使二者功能互补用于工程地质信息的管理。具体探讨了基于GIS的整体、宏观的管理以及辅助管理的用于局部浏览和空间分析的三维可视化建模。该方法可以较好地用于实际工程管理     

基于GIS的泥石流过程模拟三维可视化

泥石流过程模拟的三维可视化不仅能改善泥石流过程信息的视觉效果,更能有助于发现泥石流运动的宏观规律,并为过程模拟数据的深层次分析奠定基础.分析了基于流团模型的泥石流过程模拟系统(DEBRIS)的数据结构和栅格式GIS-ERDAS系统的数据结构,设计了DEBRIS与ERDAS间的数据转换算法,从而实现了两个系统间的可视化集成即基于地理信息系统(GIS)的泥石流过程模拟三维可视化.     

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。     

复杂地质体三维实体建模方法

依托常规GIS技术的建模手段不能满足复杂地质体三维实体建模的需求,其建模效果在真三维建模、实体模型应用等方面受限。本文根据复杂地质体的特征,将复杂地质体分为层状的连续型非倒转地质体、非连续型(断裂)地质体、倒转褶皱地质体和非层状地质体。从三维实体建模的角度,提出数据拆分、数据控制、数据简化三种建模数据处理方法,并借助三维GIS的可视化技术与GOCAD真三维建模能力,研究基于GOCAD软件的复杂地质体三维实体建模方法,详细阐述了四类复杂地质体的具体实现方法,并构建三维实体模型。     

流域地理景观的GIS数据三维可视化

应用以"GIS"为核心的空间信息技术,是开展"数字流域"工程建设自然和最佳的选择。结合"清江流域水文水情与洪水演进仿真系统"的具体研制,分析流域地理数据特点及传统GIS在"数字流域"建设中的优缺点,在应用传统GIS二维方式展示形式管理和预处理先期各类基础流域地理空间数据及其相应属性数据的基础上,为满足仿真系统系列三维可视化要求,建立面向流域空间实体对象的数据模型,定义流域地理空间对象数据结构,将流域地理常规的GIS数据以三维形式展示,在实际的系统开发过程中,取得较好的三维可视化效果,并可满足"数字清江"建设各阶段综合处理、分析、评价、决策以及可视化等方面的需求。     

基于GIS的地下矿体体积计算

利用GIS手段,通过钻井数据和地面高程数据计算地下矿体储量的方法。根据地质钻探得到的钻井数据及相应区域的地面高程数据建立矿体DEM,利用GIS软件ArcView中的三维分析、空间分析模块,求取矿体体积,并对矿体进行了三维可视化显示。实验表明,基于GIS的地下矿体体积计算方法有很大便利性,有利于实现地质体空间属性的统计分析及分析过程的可视性。     

地质三维信息模型研究及其应用

地质三维模型研究与应用在地质构造研究、资源勘探与开发等领域具有十分重要的意义。针对地质勘探等原始离散数据采用UML建立数据静态结构模型,利于GIS空间数据库集中存储管理;根据原始数据的特征,采用矢量层面构模技术建立了三维层面模型,生成地层表面和地层层间实体的连续数据;三维可视化模型采用流行的OpenGL图形技术,实现了原始数据、特征层表面和地质体三维显示与交互式剖切操作等。基于组件开发技术建立了地质三维信息模型系统,成功应用于城市地质勘察三维建模与可视化分析,并指出可在三个层次对此模型进行重用与扩展,具有较高的推广应用价值。     

基于SQL Server数据库平台的铀矿资源数据集成应用系统设计与开发

基于SQL Server数据库平台设计开发了铀矿资源数据集成应用系统,实现了铀矿资源多源数据的存储、查询、三维可视化,以及铀矿资源数据的增加、删除和修改等功能,对铀矿资源数据集成应用及信息化建设有着重要的意义。     

遥感影像三维可视化的实现及应用初探

三维可视化是众多GIS应用中的重要组成部分。本文就如何利用地形图和遥感图像等多源数据实现三维可视化的技术路线及相关原理作了详尽阐述并对其在地质中的应用做了初步探究,对野外地质区调工作部署有一定的辅助指导意义。     

MAPSUV数字测图成果3D模拟系统的设计

数字测图系统在城市地理信息系统建设中有着广泛的应用.根据MAPSUV生成的SUV文件数据, 基于二维电子地图的平面位置, 通过虚拟现实技术, 直接将测量得到的地物空间、属性信息直观清晰地显示成三维虚拟地图, 从而实现测图成果的表现方式由二维到三维的转变.对数字测图成果三维模拟系统的设计原则整体结构、数据组织、系统功能做了详细的探讨.介绍了系统数据源、数据处理、模型库和纹理库建立以及三维可视化成果图的显示和输出.该系统集成了GIS、VRML、测绘等理论和技术, 具有数据建模, 场景漫游、属性查询等功能, 再现了二维数字地图的三维景观.测图成果3D模拟系统建模周期短, 工作量小, 可应用于城市规划、测绘、交通等许多领域.      

基于三维可视化技术的隐伏矿体预测

在现代成矿预测理论研究基础上,利用已有的商业三维地质建模软件,建立了一套基于三维可视化技术的隐伏矿体三维立体定量预测方法和流程,结合云南个旧锡矿实例探讨大比例尺隐伏矿体三维定量预测的数据预处理、三维地质建模过程和三维定量预测方法。使用三维可视化技术结合找矿信息量法确定了研究区找矿有利靶区,计算了含矿远景单元的找矿概率,估算了工程验证区金属资源矿体量。应用实例表明了应用三维可视化技术进行隐伏矿体三维定量、定位和定概率的有效性。     

基于GIS的勘察数字化平台关键技术研究与实现

为解决海量勘察数据高效加载及可视化展示,提出了以GIS技术为基础的勘察数字化解决方案,实现了区域内跨年代勘察钻孔一张图的实时可视化渲染、三维钻孔柱状图自动构建与展示、基于空间特征的勘察业务数据分析与统计应用等功能,并在某大型钢铁企业勘察成果管理方面取得了较好的应用效果,可为相关技术研究提供借鉴与参考。     

多维GIS矿产评价数据管理系统设计和实现

矿产资源评价需通过各种物探、化探、航空磁法、遥感、地质和实地调查资料综合分析以确定钻井孔位.针对多源、多时相、多尺度矿产资源勘探资料一体化管理和可视化分析,提出了一种基于分布式多维GIS模型的矿产资源评价数据管理方法.首先,分析了矿产资源预测评价数据资料特征,提出基于多维GIS模型的矿产资源评价数据管理模型;其次,提出了多源矿产资源评价数据处理策略,设计了一种全球瓦片金字塔模型的栅格和地形数据处理方法;再次,设计了分布式多维GIS矿产资源评价数据管理系统体系结构和功能模块,提出了双缓存性能优化方案;最后,开发实现了一个典型的矿产资源评价数据管理系统,实现了多达40种二维、三维数据、文档、多媒体等矿产资源评价数据一体化管理和可视化分析,可用于分布式矿产资源勘探评价的全球协同办公.