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.     

城市三维地层建模中虚拟孔的引入与实现

该文引入“虚拟孔”的概念并将其应用到实际的城市三维地层建模流程。在建模过程中,用户可以根据实际工作需要,结合对地质模型的理解,在特定位置处加入适当数目的虚拟孔,并将其与实际的钻孔数据一起约束到模型中,从而构建精细的三维地层实体模型,有效满足实际工程的要求。通过一个建模实例,比较了引入虚拟孔前后的建模效果,表明应用虚拟孔建模具有很强的灵活性、直观性和可操作性。     

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Hoops的钻孔三维可视化技术研究

在矿体三维可视化建模过程中,钻孔和品位的三维可视化是其关键步骤之一,该文引进三维图形引擎库Hoops,采用Windows编程语言VC实现了钻孔轨迹及其品位分布三维可视化组件,为开发矿体的三维实体模拟软件系统奠定基础。工程应用表明,该组件性能稳定,能够精准地模拟实际钻孔分布情况。     

面向实时可视化的煤层三维模型构建与三角剖分

通过研究煤层构造的特征和煤田勘察数据的生产特点,提出一种基于三维格网的虚拟不规则六面体层状包络体动态建模方法,可较好地描述煤层的地质形态;根据煤层格网数据单元格种类(5种类型)的不同和每个单元中无效点分布情况,提出一种基于上述六面体单元的三角网剖分算法,可实时地从数据库中调用分块的层状格网模型数据,经过一次六面体格网单元的遍历,即可将格网数据动态剖分成无缝、不重复、具有方向的三角面片,然后由显示引擎进行实时三维可视化表达。该模型结合了三角网具有利于实体表面三维可视化渲染的特性和四边形规则格网模型有利于通过插值生成的优势,模型构建算法可基于数据库中的数据进行动态渲染,有利于数据更新,使模型简洁、高效,冗余较少。     

基于地层时序与属性语义的相邻钻孔地层连接与推理

相邻钻孔之间地层连接关系的判断与推理是基于钻孔数据的三维地学建模的关键。相邻钻孔之间地层的连接关系可分为基于年代地层单位的时序地层关系和基于地层属性的岩性地层关系两种;地层属性及其语义关系是岩性地层关系判断和细节地层连接的基础。相邻钻孔之间细节地层的岩性连接有对应、包含和尖灭3种,基于地层属性及其语义关系的地层连接关系推理有6种基本模式,设计了相应的地层连接推理算法。以徐州地区两个邻近地质区域的寒武纪钻孔数据为例,在GeoMo3D平台上进行了地层连接与推理实验,验证了基于细节地层属性的语义关系进行连接推理的可行性与可靠性。     

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。     

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.     

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.     

基于虚拟钻孔的工程地质三维剖切的实现

给出工程地质数据库的结构,并利用标准地层层序表和钻孔数据,根据层面TIN模型,建立了工程地质三维模型;在此基础上提出一种实用的工程地质三维剖切的实施方法,该方法通过剖切平面与层面TIN边的交点生成虚拟钻孔,把虚拟钻孔所在的地质剖面作为约束条件,将虚拟钻孔和实测钻孔一起重新构建层面TIN模型,并实现工程地质三维剖切。该方法简易可行,对层状地质结构的三维剖切效果较好,能满足工程地质分析和地质解释等应用的实际需要。     

基于网格细分技术的三维地质模型光滑方法研究

针对粗糙的三维地质模型,利用网格细分技术,生成加密光滑的三维模型。分析网格细分技术在三维地质建模中的应用需求以及Loop细分和改进的蝶形细分技术,为保持地质体之间公共面数据的一致性,对"改进的蝶形细分法"做了进一步改进,增加了对边界约束的处理。探讨利用细分技术生成多分辨率模型,通过试验验证了该方法的有效性。     

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TIN的体布尔算法及其地质应用

提出一种基于TIN的体布尔操作算法,即采用快速碰撞检测方法、改进的三角形求交算法和三角形包含测试算法,能解决复杂地质体的交、并、差等布尔操作。该方法不仅可以有效处理具有侵入、交错等复杂空间关系的地质体建模问题,还适用于基于地质模型的工程分析应用,如开挖模拟等,并在北京市某岩土工程信息系统建设项目中得到了检验。     

摄影测量三维重建中多源信息融合方法探讨

分析摄影测量三维重建中不同数据源的特点,针对现有多源数据融合存在的有限数据源低层次融合问题,提出一种基于影像特征、GIS信息和3D TIN模型融合的层次结构与算法流程 .该算法主要包括多边形区域增长、几何推理和建筑物几何模型平差等处理,为基于摄影测 量的三维城市模型自动重建提供了一种新的思路与方法.     

旅游景区三维可视化场景构建

针对旅游景区的三维建模方法进行研究,着重探讨自然景观、人文景观的三维表现,包括地面三维信息与地下三维体、物质与非物质文化景观的三维显示;提出三维数据采集的质量控制方法及建模规范,并以浙江省温州市江心屿景区为例,实现了该旅游景区的三维场景构建。     

3D GIS与3D GMS中的空间构模技术

3DGIS和3DGMS是近10年来地学领域并行发展的两大领域,该文从研究对象,数据来源,空间参照,空间构模,拓扑描述,空间量算,空间分析及应用领域等方面分析了3DGIS和3DGMS异同,并从数学模型,高程特征,属性特征和构建方式等方面讨论并重新界定了空间维数问题,重点分析了空间构模技术,将3D GIS和3D GMS中的空间构模分为基于面模型,基于体模型和混合构模3大类,并进行了分析比较和讨论,指出3D GIS和3D GMS将殊途同归,并最终建立全要素的真3D地球信息系统。