带断层地震数据的Delaunay三角剖分算法

数据网格化是三维地质建模的常用方法。断层是普遍的地质现象,带断层的海量数据三角剖分在建模中较为复杂。提出了一种简单的可以解决带断层地震数据Delaunay三角剖分的有效算法。该算法首先对数据边界进行初始Delaunay三角剖分,然后将其变尺度加密,生成较均匀三角网,最后将断层边界强行嵌入三角网,实现了三角网格化。     

基于Delaunay三角剖分的二维交互建模研究

准确合理的地质模型是地震正演模拟的基础.简单的层状结构建模方法无法描述复杂的地质模型的拓扑结构,基于块体的地质建模方法可以描述断层、尖灭、透镜体等多种复杂地质结构,但建模方法实现比较难.这里提出了一种解决方案,该方法基于Delaunay的地质建模方法,采用带约束的Delaunay三角剖分对复杂模型三角化,在此基础上,以...     

基于GIS的地下水水位等值线图自动生成算法研究

采用VB与MapObject控件相结合进行地理信息系统(GIS)软件的开发。以Delaunay三角网为基础,利用等值点的插值、追踪,等值线的光滑处理等手段,开发了基于MapObject的地下水水位等值线图自动生成程序。直接读取Shapefile数据文件,生成线格式的Shapefile文件,使生成的等值线图能用于其它基于Shapefile文件格式的GIS软件中。该软件已成功地应用于松辽流域地下水信息管理系统中。     

三维有限元位移场插值问题的研究和应用

对三维有限元位移场的插值问题进行了研究,提出基于Delaunay三角剖分的二次细分网格法。该法首先建立2个模型--整体模型和局部二次细分模型,对整体模型进行有限元计算和反分析得到初始地应力场和位移场;然后,基于Delaunay三角剖分,对整体模型的三维有限元位移场进行插值,插值结果作为局部模型的边界位移,局部二次细分模型再在此基础上进行有限元分析。最后,将该方法应用于工程实践,证明能提高计算效率,是切实可行的。     

三维地震建模与可视化

在地震模型与正演中利用已知资料或虚拟建立复杂的二维和三维地震模型, 对进行后续地震模拟和面元分析以及合理地设计观测系统等工作是非常重要的, 同时为地震资料处理解释提供了工具, 为反演方法提供了必要的基础.根据地震模型特点对地震模型建立及其在计算机上可视化的一些算法进行了简要阐述, 对能很好地实现三维地震模型可视化的克里格插值、Delaunay三角剖分算法的原理进行了分析研究.在SeisWay1.0“地震模型与正演”模块中根据以上算法所生成的模型数据生成三维地震模型.      

离散数据网格化参数的确定和数学模型的选择--以Sufer 7.0、Mapgis 6.0为例

使用计算机绘制等值线首先要对离散数据进行网格化处理.针对物化探数据的特点,详细地讨论了利用DEM模型进行网格化时如何设定所需的系列参数,同时对采用的数学模型进行了应用比较.     

基于狄洛尼三角网的露天矿区曲面重建研究

随着计算机技术和摄影测量技术的发展,三维矿山广泛应用于露天矿区生产作业。曲面重建是构建三维矿山的关键技术,其结果很大程度上决定了三维模型的优劣。本文提出了一种露天矿区曲面重建方法,基于KD-Tree构建点云拓扑关系,通过双边滤波实现点云下采样和平滑,基于主成分分析法投影点到邻域切平面内,基于Delaney三角剖分构建三角网模型,并结合实例验证了该方法的有效性。     

一种改进的Delaunay三角化算法研究

Delaunay三角化在诸多应用领域具有极其广泛用途,也一直是计算机图形图像学和科学计算可视化技术的重要研究内容。针对二维约束Delaunay三角化问题,提出一种快速生成算法。该算法首先建立环形矩形,分环分治平面散乱点;然后依据Delaunay三角形的性质,从外环到内环分治逐步插入新点,一环插入完毕后,整理有效Delaunay三角形;依次循环快速生成二维约束Delaunay三角网格。本算法计算过程简单,计算效率高,程序编写十分容易无需复杂的递归过程,技巧性地解决了二维约束Delaunay三角化问题。实例证明,该算法具有较好的应用效果。     

饱和砂土动静力特性的网格自适应数值模拟

在有限元数值计算平台上,建立了一套基于后验误差评估和Delaunay三角剖分的网格自适应方案,针对饱和砂土静力受压和地震液化的特性进行模拟。验证了超收敛单元片回归（SPR）误差评估中原用于四边形单元的双线性回归函数在用于三角形单元网格时的适用性和可靠性;在饱和砂土动、静力算例中,网格自适应计算获得的变形、应变、超孔压比等的变化规律与常规有限元结果趋势一致。随着网格的再生成,参考点的位移和全域的平均相对误差逼近精确值。对于初始网格,讨论了合理的自适应程度并应用于地震液化的自适应数值模拟中,也对Delaunay三角剖分实施了一些改进。最终证明该自适应方案在提高计算效率的同时,亦可以保证计算所需的精准度。     

三角剖分方法网格化在非正交测网物化探数据成图时的应用研究

选取合适的网格化方法和合理的参数设置,在绘制物化探等值线图时发挥着重要的作用。为了使绘制的物化探等值线图更加精准,绘图方法更加科学。本文发现非正交测网的高精度磁测和土壤地球化学测量数据绘制等值线图时,不同的网格化方法会产生不同的效果。通过研究分析三角剖分方法和克里格方法网络化的原理和特点,总结得出在非正交测网数据成等值线图时,三角剖分法网格化对比于克里格法网格化,具有更好的应用效果。     

Triangle based interpolation

Triangle based interpolation is introduced by an outline of two classical planar interpolation methods, viz. linear triangular facets and proximal polygons. These are shown to have opposite local bias. By applying cross products of triangles to obtain local gradients, a method designated slant-top proximal polygon interpolation is introduced that is intermediate between linear facets and polygonal interpolation in its local bias. This surface is not continuous, but, by extending and weighting the gradient planes, a C¹ surface can be obtained. The gradients also allow a roughness index to be calculated for each data point in the set. This index is used to control the shape of a blending function that provides a weighted combination of the gradient planes and linear interpolation. This results in a curvilinear, C¹,interpolation of the data set that is bounded by the linear interpolation and the weighted gradient planes and is tangent to the slant-top interpolation at the data points. These procedures may be applied to data with two, three, or four independent variables.     

三角网格模型剖分方法的研究与应用

数值波场正演在地震学和勘探地球物理学领域正得到越来越广泛的应用,用一个好的方法来建立一个复杂的地质模型则显得尤为关键。三角网格模型相对于层状模型和矩形网格模型在反映地质界面形态、三角网格剖分个数调节及射线追踪速度等方面具有明显优势。利用三角网格剖分的建模方法,在VC2008编程环境下实现了复杂地质模型的描述。通过对复杂模型的建模测试,表明采用三角网格剖分方法,可解决以下模型难题：①对复杂模型界面的描述;②对复杂逆断层的描述;③对封闭块体的描述;④对模型弹性参数进行描述。     

Surface representations reproducing given digitized contour lines

In the practice of administrative or engineering geosciences, the problem of deriving a digital surface representation from a map displaying contour lines of the interesting quantity is quite often encountered. First, alpha-numerical data are retrieved from the map by digitizing these contour lines pointwise into polygons. However, common gridding algorithms are known to fail at adequately reproducing the input contour lines due to the inhomogeneous and anisotropic areal distribution of the sites of the data sampled from given contour lines. Therefore, we suggest a new algorithm; the basic elements of its first stage are a constrained Delaunay triangulation of the data sites honoring their natural neighborhood relationship—i.e., whether they belong to the same contour line or not, and linear interpolation according to this triangulation of the data domain. In a second stage, a Bezier-Bernstein or simplex B-spline representation is easily achieved if a C₁ or C₂ smooth representation is required. At this stage, also, discontinuities of the function or its first directional derivatives with known locations in the data domain may be represented, provided this additional information has been taken into account when the triangulation was performed. The algorithm is numerically stable and efficient, and allows external interaction by the user to introduce his/her additional knowledge of the phenomenon to be studied, which may not be explicitly inherent in the available data.     

基于区域Delaunay自动剖分的含水层参数反演

针对地下水有限元数值模拟中区域三角网格剖分复杂难以处理的情况,提出适合其特点的Delaunay三角网格自动剖分方法,并对含有多个参数分区的含水层进行网格剖分,最后利用遗传算法和有限元程序相耦合来反演含水层水文地质参数。结果表明此方法可大大简化地下水数值模拟的前处理工作,并能提高有限元网格剖分的有效性和准确性,从而得到令人满意的数值模拟结果。     

复杂区域三维有限元四面体网格自动生成研究

基于经典三维Delaunay四面体网格的生成算法,介绍了一种三维约束Delaunay三角化网格划分算法,通过对约束的恢复和局部退化的消除,保证了边界的一致性和网格的惟一性,实现了三维约束区域的四面体网格自动生成;通过对四面体的外接球半径与其最短边长度的比值（记为a）和四面体体积与其外接球体积的比值（记为n）的控制,避免质量不佳的单元,使生成的网格达到预期的质量要求,并提出了一种a和n的计算方法,简化了质量参数的计算过程;对几何形状复杂,特别是含有薄层的实体,可通过在实体上增加约束来提高网格的质量和缩短计算时间,使该方法能够实现岩土工程中不同地质条件下的复杂区域的三维有限元网格自动生成,并且能够保证生成的网格质量较好,为高精度的有限元计算提供了充分条件。计算实例表明,该算法能够将复杂三维实体剖分成质量较好的Delaunay四面体网格,可有效地应用于工程中有限元网格的生成。     

基于不同插值方法的地下水等值线图绘制研究

将SURFER软件应用到地下水位等值线图绘制中,并以希尼尔水库为例,研究采用不同插值方法下SURFER软件绘制等值线图的差异,提出了不同插值方法的适用范围。     

A method for assessing local variation among scattered measurements

Automatic triangulation of scattered locations permits analysis of local variation in a dependent variable through calculation of a roughness index. This is approached by treating triangles of the triangulation (including the dependent variable) as vectorial structures, and accumulating at each data point the vector sum of the cluster of triangles surrounding it. The roughness index is defined as the complement of the ratio of the area of a triangle cluster to the area of component triangles as projected onto a gradient plane defined by their vector sum. The roughness index provides a measure of consistency of data values relative to surrounding observations and can be interpreted as a local index of reliability of interpolation.