基于单摄像头的宝石三维影像采集系统

为解决宝石三维立体影像采集与观察的难题,结合市场上已有的产品与技术,提出了用单摄像头实现双目立体视觉的方法。分析了基于双目立体视觉技术的三维显示模式;利用数字图像处理技术对宝石标本的照片进行关键像素的提取,拼合成三维立体图形;开发了宝石三维影像采集实验平台的软件“GemView”和相应的硬件;进行了宝石原石的三维影像采集和观察实验。基于单摄像头的宝石三维影像采集系统在宝石观察与珠宝电子商务中能发挥积极的作用。     

应用Winsurf软件绘制磁场分布等值线图

观测场地磁场梯度测量结果最直观的表述方式就是利用ΔF值绘制出的场地地磁场分布等值线图。Winsurf软件是Golden公司开发的一个三维绘图软件包 ,可以绘制各种等值线图和三维立体图。目前最高版本为 8.0。本文较为详细地介绍了利用这个软件的应用方法、步骤。     

SURFER在地球化学图制图中的应用

用SURFER的9种网格化模型分别绘制了等值线图,通过对比认为径向基本函数法对数据网格化后绘制的图形与手绘图形元素异常与分布趋势基本一致,作为地球化学图绘制的网格化模型效果最佳;提出了用采样点位图自动计算坐标—SURFER绘制等值线—MAPGIS处理成图的工作流程。     

盆地构造图三维可视化系统开发的实例介绍

传统的二维构造图难于直观地描述地质构造的空间形态。综合利用VB、VC和OPENGL环境设计的盆地构造图三维可视化系统将构造图上涉及的要素分成点、线、面、区等不同类型,每个类型数据又都由空间数据和属性数据两部分组成,并用数据库方式管理这些数据。系统除了可将各构造要素以三维方式显示外,还可以利用测井数据和剖面图恢复三维地层;同时允许用户与屏幕图形进行交互,从而实现对图形的切割操作。显示成果可以以栅格图形或AVI录像形式输出。通过几个用该系统输出的三维构造图的实例说明该系统基本能满足盆地构造图三维显示的需要。     

基于体绘制技术的三维地震数据可视化

针对三维地震数据体显示需求,在分析直接体绘制三维可视化方法及技术的基础上,结合三维地震数据的特点,对其进行了一定地改进。并实现了三维地震数据体可视化方法和软件,经对三维地震波振幅特征透视显示,可揭示三维地震振幅强弱变化的空间分布。     

磁化率各向异性椭球三维图形显示的VB .net实现

磁组构在地球科学研究中具有广泛的应用.磁化率各向异性椭球形状可以反映丰富的地质信息.目前磁化率各向异性测量仪器所用软件不能以图形的方式直观地反映样品的磁化率椭球形状,其数据以二进制及文本方式存储,以纯文本方式显示,需借助其它数据处理与绘图程序来判别椭球形状.使用Visual Basic.net编程语言计算岩石样品的主磁化率及主方向,再调用Mathematica数学系统软件核心显示磁化率各向异性椭球的三维图形,调用Grapher绘图程序核心显示主方向,测量数据可直接存储到Excel文件中.首次实现了显示磁化率各向异性椭球的三维图形的功能,同时可以显示主方向的二维图形,可以进行从样品坐标系到地理坐标系的转换及手动输入15个方向磁化率数据进行主磁化率与主方向的计算.     

三维地质体可视化软件理论探讨

从三维地质体可视化软件角度论述了三维地质体及其数据特点，指出三维地质体可视化软件中地质体之间的拓扑关系应是可变的，它是检验地质理论与工作方法的可视化工具；交互性三维图形编辑与显示是三维地质体可视化的关键；提出了三维地质体可视化软件的体系结构及研究方向。     

基于GIS边坡稳定三维极限平衡方法的开发及应用

由于GIS强大的功能从一般的数据存储到复杂的空间分析及图形显示,在岩土工程分析中亦必将成为一个常用工具。本文研究基于GIS栅格数据和4个边坡稳定三维极限平衡模型,开发了一个GIS扩展模块用于边坡三维安全系数计算。考题和实例计算表明了该模块的正确性和便利性。     

GIS支持下基于可拓物元模型的边坡稳定性评价

边坡稳定性受多方面因素的影响,建立了多指标边坡稳定性评价的可拓物元模型。利用ArcGIS Engine二次开发平台实现了数据采集、数据管理、图形显示和评价结果可视化等功能,在此基础上集成了可拓物元模型分析模块。并通过一个实例进行了从数据录入、可拓物元模型分析到结果可视化显示等一系列操作的应用测试。     

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。     

沉积盆地构造核心理论和关键技术方法:前沿与发展方向

系统分析前人在沉积盆地构造研究的基础上,论文总结了沉积盆地构造核心理论和关键技术方法的前沿与发展方向。沉积盆地构造核心理论包括盆地分类理论、成盆机制理论、变形定量分析理论和盆地充填过程理论。盆地分类理论是依据不同分类标准建立盆地分类方案,其发展趋势是基于资源与构造背景的原型盆地分类和基于盆地演化的叠合盆地分类;成盆机制理论是定量模拟不同作用机制下(纯热机制、构造作用、负载作用)盆地沉降过程及其控制因素,其发展趋势是三维成盆动力学模拟;变形定量分析理论包括断层相关褶皱理论、临界楔理论和盐构造理论,其发展趋势是三维构造建模与三维定量变形分析;盆地充填过程理论主要开展不同构造成因盆地的充填过程对比与盆山过程的源-汇分析,其发展趋势是多元源-汇分析与定量化盆地分析。沉积盆地构造关键前沿技术包括三维构造建模技术、构造物理模拟与数值模拟技术和基于三维构造恢复的裂缝预测技术。构造物理模拟技术包括了基于工业CT扫描成像物理模拟技术:可以无损动态监测构造带内部变形演化过程,精确构建变形带三维空间展布形态;基于PIV的有限应变分析的物理模拟技术:可以定量分析变形的演化过程,直观展示应变分布特征,探讨构造应变动态分布规律;基于超重力离心机的构造物理模拟技术:可以模拟不同尺度构造流变过程,探讨岩石圈浅层脆性变形与深层韧性流变之间的动力学机制。     

Determination of volume and centroid of irregular blocks by a simplex integration approach for use in discontinuous numerical methods

Conventional integration techniques employed in continuous numerical methods can only be applied to regular blocks such as tetrahedrons or cubes. Therefore using such methods to compute the volume and centroid of blocks restricts the application of discontinuous numerical methods to the analysis of blocky systems. Subdividing a block into sub-blocks may solve this problem, but an algorithm which can be applied to blocks of different shapes has not been introduced. A new procedure for computing the volume and centroid of an arbitrarily shaped block based on area calculation using two-dimensional simplex integration and formulations of three-dimensional simplex integration developed by Shi is introduced in this paper. The new algorithm is easy to program and can be used instead of the complicated and time-consuming mesh generation approach. The proposed algorithm was programmed using VC?+?+?and is verified using an illustrative example.     

中原油田文留地区矿化度数据的三维分析

地层水矿化度不仅与地理坐标有关,而且与深度也有密切的关系。油田在勘探开发过程中积累了大量的矿化度资料。过去,对这些资料的分析,多限于一维的或平面的,往往不能充分揭示矿化度的变化规律。本文利用三维分析的新技术,即用三维方法分析三维的资料。通过中原油田文留地区矿化度数据的分析,对该区油气的保存条件有了进一步的认识。有的区域保存条件较好,有的区域由于地表水的淡化作用一直深入到几千米深,封隔条件差,对油气田的存在不利。     

A rational and realistic rock mass modelling strategy for the stability analysis of blocky rock mass

Due to the importance of a realistic rock mass model for the achievement of accurate and reliable results from numerical analysis of blocky rock mass, a probability based rock mass geometrical model is proposed in the present study. The rock mass geometry is built based on site investigation data and stochastic analysis of the discontinuity mapping results. The discontinuities and/or sets of them, either finite or infinite in size, planar or non-planar, convex or concave in shape, can be implemented in the three-dimensional rock mass model. Key block analysis and support design are then suggested to the stochastic rock mass models. To achieve a realistic stability analysis of the rock mass with the proposed probabilistic rock mass model, a few suggestions have also been made. These include the adoption of realistic constitutive models to intact rock and rock discontinuities, use of numerical model to technically handle numerical difficulties and development of a realistic modelling strategy to achieve realistic and affordable computational cost, etc.     

高放废物地质处置新场岩体三维地质模型构建与应用

我国高放废物地质处置经过30多年研究,已初步确定新场为地下实验室推荐场址。开展新场岩体三维地质建模研究,一方面能够充分利用已有资料准确地表达各种地质现象,直观再现地质单元的空间展布及其相互关系;另一方面可以挖掘隐含的地质信息,方便地质分析和工程决策,这在地下实验室研究阶段非常重要。在对新场已有资料综合分析和解译的基础上,建立了岩体的三维地质模型,直观地再现了新场岩体地质环境特征;并基于地质建模结果,开展了钻孔设计等工程应用,取得了较好的效果。本研究可为我国高放废物地质处置后续工作中地质分析与工程设计提供有益参考和技术支持。     

Correlation of stress analysis results with visual and microseismic monitoring at creighton mine

A three-dimensional, elastic stress analysis was conducted using the boundary element method. The analysis has indicated that mining of a “destress slot” reduced the confinement and caused yielding of the ground adjacent to it. This is confirmed by both visual and microseismic observations which were made during the past three years. These results indicate that the slot has been effective in controlling the location and timing of a large part of the ground failure in the area and has thereby enhanced the inherent safety of the mining.The correlation of stress analysis results with visual and microseismic monitoring suggests that three-dimensional elastic stress analysis can be confidently used as a geomechanics design tool at Creighton Mine. This affirms the usefulness of the elastic boundary element technique and demonstrates that it can be applied succesfully to large simulations on a minicomputer.     

基于三维裂隙网络模拟的有限块体面积判断法

水工建筑物深开挖边坡中大量出现的随机楔体,他们是由广泛分布于裂隙岩体中的结构面切割而成。首先应用随机不连续面三维网络模拟技术建立不连续的概率模型,在此基础上,搜索出临空面迹线上所有的闭合凸多变形,根据文中提出的“面积判断”法,判断块体是否为有限块体。工程实例模拟的结果说明了该方法的合理性。     

基于Pro/E的PDC钻头参数化设计

基于Pro/E (Pro/ENGINEER)的二次开发平台,以煤炭系统常用的胎体式内凹型PDC钻头为例,在系统分析钻头结构特点和主要参数相关性的基础上,建立了钻头结构设计各参数相关性技术体系实体参数化设计模型。通过设计Φ65 mm胎体式内凹PDC钻头,验证了该模型能够快速、准确地利用参数变化完成钻头体的三维及二维结构图设计,从而大大提高了设计效率和质量,为钻头参数化设计提供了参考。      

CAD真三维实体模型在地下洞室边墙稳定性评价中的应用

CAD技术日益成熟,已成为工程应用技术的业界标准。CAD技术在地质工程领域的应用多基于二次开发,通过程序计算剖面线及剖面上的各种界线,再以线、面作为基本图元成图,这样计算相对复杂,特别是作三维分析不但数据量大、计算复杂,而且三维图形展示的效果通常不佳,本文结合大型水电工程应用实践,针对以往地下厂房边墙稳定性分析中长大结构面所控制块体组合的搜索、三维图形的分析、展示中的一些不足,探讨以实体来描述地质体的一种应用方法,通过数学建模,建立研究目标的CAD真三维实体模型,不但能得到良好的三维图形展示效果,而且能直接由图获取三维数据,为地下洞室边墙的稳定性分析提供了一种有力的辅助手段。     

地学模拟相关技术的研究与进展

地学模拟技术的一个发展方向是与地学过程分析密切结合,另一个发展方向是与数据可视化技术相结合。前者试图通过使用各种数学方法模拟地学随机现象,并对这些不良结构化或半结构化的地学问题进行定量化描述;后者运用计算机的三维可视化功能,在三维环境下将空间信息管理、地学解译、空间分析、地学统计与预测、三维图形可视化等技术相结合,实现计算可视化、分析可视化、过程可视化、结果可视化和决策可视化,并用于地学分析。回顾了地学中计算机三维地学建模技术、地质统计学和地学非线性现象模拟方法,并对该领域的发展进行了展望,认为加强地学模拟的理论体系、方法体系、技术体系的研究和实践既有着重要的理论意义,又有着重要的现实意义。