基于规则三角网的等值线追踪与填充算法的实现和应用

等值线图是众多学科成果展示的必要图件之一。针对传统的基于规则网格的等值线追踪算法的复杂性和不确定性,提出一种基于规则三角网的等值线追踪和等值线填充算法,并运用C++编程语言在VC++6.0集成开发环境中实现了该算法。最后将编制的软件应用于区域地球物理调查成果集成与方法技术研究项目中,并通过与surfer9软件在成图效果和成图速度的对比,证明了算法的正确性和高效性。     

煤矿3D GIS中等值线及多分辨率区域填充生成技术

首先建立了一种能够有效地表达矿区地质数据复杂空间分布的超体元数据模型;设计了基于B样条和基于分形的等值线连续性处理方法,以适应不同的应用需要;在此基础上,提出等值线及多分辨率区域填充设计策略,增强了基于复杂数据模型的等值线及区域填充生成方法的健壮性和稳定性,为矿山开发、矿藏评价、采矿规划等提供有效的科学手段。      

复杂地层结构的2D、3D剖面显示技术研究

将计算机图形学扫描线区域填充算法应用于地质科学计算可视化。是图形工程应用领域的扩展。这里应用改进扫描线算法，实现了复杂地质结构的地质属性填充的二维、三维剖面图绘制．为地质专家直观观察地质空间数据．有效分析空间数据提供了逻辑思维空间平台。这里分析了改进扫描线算法的实现技术思路，并讨论了剖面树ST和有效表AT的数据结构及其改进扫描线算法实现步骤和面向对象类封装的实现软件结构，最后还给出了该算法应用Delphi和OpenGL实现二维、三维复杂地质属性剖面图绘制实例。这些实例表明了这种算法是可行的。     

基于扫描法在复杂地层剖面图绘制中的应用

论述了基于扫描线填充算法的理论和适用填充剖面图的数据结构．同时应用该算法采用Delphi和OpenGL绘制了某地质工程实例的二维、三维复杂地质填充剖面图，并取得了较好效果．     

不同属性数据的三维等值线叠合绘制方法

提出一种新的三维等值线充填方法,使用本方法不仅可以绘制单个数据的三维带颜色充填等值线,而且可以在一个空间曲面上叠合绘制同一区域代表不同物理属性的数据的等值线。看上去外层数据带充填颜色的等值线就像一个可任意拉伸的半透明的覆盖面铺在下层曲面上一样。从而能够直观地反应出不同物理量之间的关系。因为在同一区域不同数据的等值线可能会出现交叉、重叠等复杂情况,所以充填叠合以后等值线之间的颜色的方法也相应的要考虑更多的因素。本方法在规则网格数据上实现,但其思想也可应用于三角网方法。     

空间插值技术在全国地下水业务分析与发布系统中的应用

等值线是地下水监测成果数据表示的重要图件。结合水利部地下水监测中心的业务功能需要,自主开发了空间插值和等值线算法库,包括规则化网格插值、等值线生成、裁剪、区域填充、统计分析、地下水漏斗识别、剖面图绘制等功能。该算法库成功应用于全国地下水业务分析与发布系统,经过18省17个平原区的数据检验,5年来运行良好,提升了地下水监测信息的加工处理效率。在此基础上研发的等值线绘制软件CONMAS可以免费下载试用。     

用四边形法快速绘等值线图

本文介绍了一种新的绘制等值线的四边形法，该法克服了经典矩形网格法存在的局限性，在追踪等值线时采用了两步相邻追踪法，使速度大大提高。此法算法严密，程序设计简单。     

等值线多剖面插值法生成规则数字地面模型

等值线多剖面插值法主要采用了低阶插值算法,避免了高阶插值算法带来的震荡;该算法对稀疏等值线进行了处理．用等值线多剖面插值法生成的规则数字地面模型与实际的数字地面模型吻合得较好．目前该算法已经成功地用于ＭＡＰＧＩＳ数字高程子系统中,经实践证明具有可行性．     

重力位余弦变换谱基本特征

为获得重力异常余弦变换谱的通式,提出并证明了3个定理;利用它们推导了点质量和直立矩形柱体的重力异常余弦变换谱理论公式,同时给出了重力异常余弦变换谱通式。分析了点质量和直立矩形柱体重力异常余弦变换谱的基本特征：点质量二维余弦变换谱等值线呈1/4同心圆形状,等值线随着波数的增大而变稀;直立矩形柱体谱出现了周期性变化的零等值线,该等值线将非零等值线划分为a×b个矩形区域,而且等值线值在各矩形型区域中正负交替变化,随着波数的增大,不同的矩型域中等值线值呈e指数衰减特征。     

利用三维CT扫描技术定量计算熔岩流气泡体积的研究与实现

气泡体积算法及其计算机实现是火山熔岩流气泡古高度计应用研究中的难点之一,直接制约着古高度计算结果的精确度。本文提出了一种新的基于计算机断层成像技术的熔岩流气泡众数统计方法,即通过计算机断层成像技术对气孔状玄武岩样品进行三维重构,利用不同物质对射线吸收衰减系数的不一致性,标记重构数据中的岩石、气泡与无效部分,进而提取气泡连通区域的骨架,确定独立气泡之间的分割面,最终统计出气泡的数量与体积。考虑到玄武岩中气泡截面轮廓不规则的特点,采用逐点法有效地计算了截面面积,排除了连通区域轮廓对面积计算结果的影响。采用基于区域划分的阈值计算方法统计玄武岩样品的气泡数量与体积,解决了传统的单一阈值计算方法导致的小连通区域过度分割的问题。在上述新方法的基础上,本文设计并构建了新的气泡数量与体积的统计软件,计算程序的初步运算结果证实了研究方法的有效性与可行性。该方法有望提高熔岩流气泡数量、体积以及火山熔岩流气泡古高度计的计算精度,成为重建高原隆升历史的快速分析工具。     

MapInfo和Surfer联合二次开发 在区域重力信息系统中的应用

探讨了MapInfo与Surfer便捷的数据管理与绘制等值线功能在区域重力数据库管理系统中的应用,介绍了将二者联合开发构架及区域重力数据库管理系统的实现过程。通过二者联合的二次开发,发挥其各自的优势,为区域重力数据的管理、整理、处理以及图形编辑和输出功能的实现提供了软件技术基础。实际开发与系统运行表明,这项技术是一种实现普通区域物探数据管理和处理软件系统的简便方法。     

基于距离和局部Delaunay三角化控制的颗粒离散元模型填充方法研究

根据颗粒离散元Kelvin 接触力计算模型,分析了圆形颗粒体模拟材料力学特性应具备的条件,在此基础上提出了一种新颗粒模型构建方法。该方法首先在复杂模型域内随机生成种子,然后利用相切条件逐步扩展填充整个区域。填充过程中借助局部Delaunay三角化网格控制新颗粒的生成,采用复杂几何体距离控制颗粒与模型边界的相对位置,对靠近模型边界的颗粒进行容忍性优化填充,从而增加模型颗粒与边界的耦合性。同时对模型孔隙进行再填充,保证每个填充颗粒至少与3个颗粒相切,提高了模型内颗粒间的耦合性和模型的密度。最后采用任意多边形控制材料边界,将模型材料的设置简化为判断点是否在多边形内,简化了复杂模型材料属性的设置过程。结果表明：与膨胀颗粒生成法相比,该方法生成模型重叠量小、颗粒间及颗粒-边界相互耦合、填充率高。因此,颗粒黏结力破坏后不会造成飞溢现象,可适用于任意连通域模型的生成,能更好地实现复杂岩土细观介质变形破坏机制的模拟与研究。     

不连续地质面的等值线画法

本文介绍适用于来自断层形成的不连续地质面的数据的一种等值线画法。本法与常规方法不同之处有二:1、在搜寻区内被断层切出的数据不用于网格点的内插计算,2、在追踪等值线时,等值线将从断层两侧停止在等值线上。文中提供了一个实例,算法简单快速,可望用于勘查工作中。     

基于非均匀特征的岩石蠕滑与黏滑变形演化研究

基于岩石摩擦滑动变形场的非均匀特征,开展了岩石蠕滑和黏滑两种形式的摩擦滑动规律研究。采用双面摩擦模型试验方法,以数字散斑相关方法作为观测手段,分别研究了岩石蠕滑和黏滑变形过程中围岩位移场等值线、变形场非均匀统计指标、变形能密度与滑动面滑动速度演化及规律。结果表明：围岩位移场等值线分布能较好地反映滑动面阻滑特征,其中强阻滑区域的位移等值线呈弧状且分布较稀疏,弱阻滑区域的位移场等值线呈平行状且分布较密集;岩石蠕滑过程中,非均匀统计指标呈现波动增长特征,岩石黏滑过程中,非均匀统计指标呈现出突变跳跃特征。岩石蠕滑过程中不同区域的滑动速度均呈加速与减速滑动的交替状态,滑动面上各点滑动趋势不同;岩石黏滑过程中不同区域的滑动速度均出现突变。岩石蠕滑过程中不同区域上的变形能密度均处于积累与释放的波动状态,岩石黏滑过程中不同区域变形能密度产生突变。     

多种软件联合实现等值线快速绘制的制图模式

针对地震解释成图的特点,提出了一种多种软件联合绘制等值线的制图模式,它包括用Excel取数据、用Surfer网格化模型自动绘制等值线、用AutoCAD修改等值线和用MapGIS处理成图4个步骤.应用该制图模式减少计算工作量,避免人为误差,实现了高精度高效率地勾绘有构造的等值线.通过实例对比线性内插的三角网法、距离倒数乘方法、最小曲率法、径向基本函数法和克立金法这5种网格化法的特点,说明克里金网格化模型绘制等值线的效果最佳,以及AutoCAD比MapGIS在编辑修改等值线图形时的优异之处.     

基于GeoProbe地球物理平台的软件等值线追踪算法研究与软件开发

笔者开展等值线追踪算法研究及相应软件开发。研究工作完善了地球物理数据处理与解释系统功能,为全自主国产化软件研发提供了方法技术支撑。笔者以网格数据访问接口及插件技术为基础,结合等值线特点,通过构建逐行追踪算法模型,研制了等值线追踪软件,统一了网格数据访问接口,保持了系统功能的完整性。实际数据测试结果表明,该追踪算法在效果及效率上均达到国际通用软件水平,满足了系统设计要求。     

一种在等值线图上任意截取剖面的Matlab语言算法

这里给出了一种在等值线图上任意截取剖面的Matlab语言算法。通过在等值线图上直接用鼠标拾取剖面的端点，基于该算法的程序会搜索出符合所想要截取的剖面的坐标位置和等值线变量，并绘出所截剖面图：剖面的方向是任意的，其条数也没有限制。     

基于非均匀特征的岩石蠕滑与黏滑变形演化研究

基于岩石摩擦滑动变形场的非均匀特征,开展岩石蠕滑和黏滑两种形式的摩擦滑动规律研究。采用双面摩擦模型实验方法,以数字散斑相关方法作为观测手段,分别研究了岩石蠕滑和黏滑变形过程中围岩位移场等值线、变形场非均匀统计指标、变形能密度与滑动面滑动速度演化及规律。结果表明:围岩位移场等值线分布能较好的反映滑动面阻滑特征,其中强阻滑区域的位移等值线呈弧状且分布较稀疏,弱阻滑区域的位移场等值线呈平行状且分布较密集;岩石蠕滑过程中,非均匀统计指标呈现波动增长特征,岩石黏滑过程中,非均匀统计指标呈现出突变跳跃特征。岩石蠕滑过程中不同区域的滑动速度均呈加速与减速滑动的交替状态,滑动面上各点滑动趋势不同;岩石黏滑过程中不同区域的滑动速度均出现突变。岩石蠕滑过程中不同区域上的变形能密度均处于积累与释放的波动状态,岩石黏滑过程中不同区域变形能密度产生突变。     

水沙运动一、二维分区耦合虚拟点算法

建立了一种计算具有多空间尺度水沙运动的一、二维分区耦合虚拟点算法。该算法通过在一、二维区域的交界面定义虚拟点,并利用有限元的非结构化网格与单元叠加的特点,将所有一、二维区域连接点的影响系数集成到总体阵中虚拟点的元素上,实现不同分区之间的强耦合作用。同传统的使用简单匹配条件的一、二维分区弱耦合算法相比,该方法可以提高分区耦合计算的稳定性。对算法的正确性用一河口算例进行了检验。     

基于AutoCAD15的等值线圈的自动绘制方法

在AutoCAD15的环境下利用VBA（Visual Basic Application)宏语言编程实现等值线图自动绘制是一个崭新的课题。分析了该课题的意义。介绍了等值线绘制的原理以及方法和过程，并给出了由程序自动绘制的等值线实例。实例表明，该方法能够获得高质量的等值线圈。