基于OpenGL曲面最短路径可视化的实现

路径分析是GIS空间分析中的重要组成部分,但目前一些最短路径应用结果主要还是基于二维平面的线状显示。随着三维可视化技术的广泛应用,曲面最短路径可视化是GIS最短路径分析的一个热点。通过简化处理实现曲面近似最段路径的求解与三维可视化表达。首先根据逐点插入法生成了三角网曲面,并在此基础上构建三角网之间的拓扑关系．最后利用可视化开发语言VC＋＋6．0,并结合OpenGL编程实现了曲面上两离散点间的最短路径三维显示。实验证明,该算法计算速度快,表达效果良好。     

三维拓扑数据的生成算法与交互修改方法研究

在分析现有三维矢量拓扑关系的基础上,提出了三维矢量数据结构的要素拓扑模型（Feature Topological Mod—el,FTM）。FTM三维拓扑模型比传统三维模型的优势有3点：（1）直接引入三角形对象,更加有利于表示任意形状的三维体数据。（2）简化基本拓扑关系的定义,使用相对简单的三角形和边的拓扑关系,表达相对复杂的实体和曲线的拓扑关系;使用带拓扑关系的边的集合表示三维曲线,既表达了曲线对象,又不影响基本拓扑关系的维护。（3）使用实体之间的包含模型,解决环（洞）的拓扑关系。同时,使用FTM对三维离散三角形数据进行拓扑化处理,对其中存在的拓扑错误提出具体的解决方案。该拓扑模型成功应用于自主研发的三维勘查软件“探矿者”中。     

一种面向对象的三维地下空间矢量数据模型

针对地下空间的真三维连续特性以及建模过程的动态交互编辑与分析要求,提出了一种新的三维地下空间矢量数据模型。该模型采用面向对象思想对地下各种空间对象进行抽象描述;利用模型中的线段要素增强几何元素之间拓扑连接关系的维持,为地质体的切割和地下工程体的开挖等分析提供了算法上的便利;引入拓扑面更好地表达了地下空间对象之间的拓扑邻接关系。该模型在三维地下空间数据的存储管理、查询分析以及实时逼真绘制等方面都表现出较好的性能,适用于地下勘探工程的建模与分析。     

空间实体的拓扑构建

空间实体的拓扑关系是地理信息系统进行空间分析、决策支持的基础.拓扑关系的关键点在于拓扑结构的构建.首先介绍了点集拓扑理论, 归纳了有实际应用价值的各种拓扑关系, 分析了拓扑模型中的最基本拓扑元素和空间实体的关系; 然后提出了一种要素类的拓扑构建方法, 其算法以MAPGIS7.0空间实体的结构为依据, 主要体现要素分裂的思想.实践证明, 这些方法能够有效的构建空间实体的拓扑关系.      

应力路径及初始固结条件对强度的影响

该文主要分析了应力路径以及初始固结条件对固结不排水强度指标的影响，并建立了卸荷状态下强度指标与应力路径及初始固结条件之间关系的理论公式。     

在GIS软件中的拓扑关系及判定法则

地理信息系统,在地理空间信息和数据库属性数据的管理中的地位和作用越来越明显,数字地图是GIS输入、输出的主要形式,数字地图通过内业矢量化或全野外采集的方式形成后,数据的关系依靠拓扑技术进行处理。论述了数据中点、线、面之间的关系,制定判定法则,判定它们的拓扑关系或添加一定的关系,使大量杂乱无章的数据建立或转换成另一种拓扑关系以达到处理信息的目的。特别就“交点计数检验法”进行了完善,保证了各种特殊情况处理方法的正确性。根据判别规则和方法,可以实现“缓冲区分析”、“自动裁剪线”、“自动形成封闭面”等拓扑处理功能。     

地质图空间数据库建设中的拓扑关系处理

拓扑关系是空间数据库的核心。主要阐述拓扑关系的基本概念，详细介绍MAPGIS和ARC/INFO两大模块中，拓扑关系具体表现形式、处理方法及处理过程中的注意事项，形成了一套较为完善的工作流程，提高了工作效率，为今后的信息化提供了行之有效的工作方法。     

基于线框单元体的三维闭合地质块体构建方法

为能充分利用空间数据模型中的拓扑关系来实现三维闭合块体的构建,引入了表示简单块体轮廓的线框单元体概念来组织三维模型间各要素之间的拓扑关系;并以此为基础给出了以方向边和方向三角形作为基本识别单元进行三维简单形体的自动识别方法。应用实例表明：利用该方法不仅可以准确构建复杂地质块体,还可以准确描述块体内各要素的拓扑关系,再现局部特殊地质现象,如小断层（悬面）等。为三维地质模型在地震正演模拟、射线追踪等分析应用方面提供了基础。     

基于MapGIS二次开发实现矢量河网拓扑关系的自动编码与统计

为使河网中河段的直接定位和拓扑关系更加直观,提出直接对矢量河网进行继承式编码的思想,首先通过基于节点大小平衡二叉树的最小代价路径搜索算法完成对DEM数据的填洼处理,并将修正后的矢量河网与DEM进行叠置分析;然后基于Horton-Strahler分级和Shreve-Smart分级方法设计河网拓扑继承式编码算法,解决多河道汇集,河道分叉及汇流分叉等复杂河段难以编码的问题,并通过MapGIS二次开发实现对河网拓扑关系的自动编码与参数统计。通过对实验区的矢量河网进行编码测试,从而验证了算法的可行性以及编码的合理性。     

应力路径分析在岩土工程中的应用

本文简单回顾了应力路径分析的研究历史，阐述了总应力路径和有效应力路径的关系、功用和方法。并以常见的岩土工程问题为例进行分析，得出土的应力－应变依赖于应力路径，应力路径的分析将推动岩土工程学科向前发展的结论。     

Tailoring spatial reference in early warning systems to administrative units

This paper presents a novel approach for early warning systems to transform the spatial reference of dispersion models into addressable administrative units enabling an intelligible warning message reception and spatial awareness. The spatial reference along the entire information chain from sensor measurements via dispersion model to warning dissemination is discussed. Core concept behind this approach is the application of the Egenhofer-Model for analysis of binary topologic relations. It is used to identify topologic relations between dispersion model forecasts and administrative units. The result set of intersection matrices defines the relations that are counted for area classification with hazard specific parameters. Following the design for a generic and hazard-independent web service based on Open Geospatial Consortium (OGC) standards is presented in combination with results of the reference implementation.     

粉质黏土卸荷变形特性试验研究

依托武汉长江隧道江北明挖段基坑工程,开展了一系列的K0固结状态下原状粉质黏土卸荷应力路径排水剪三轴试验,并对卸荷变形特性进行了深入分析。分析表明：卸荷应力路径下原状粉质黏土的应力-应变关系与应力路径有着密切的关系,近似呈双曲线型。根据应力-应变曲线表现,可将卸荷应力路径分为A、B两组,A组应力路径试样表现为轴向压缩;B组应力路径试样表现为轴向伸长。卸荷应力路径下粉质黏土的应力-应变关系具有良好的归一化特性,同一应力路径下不同固结压力的应力-应变曲线可采用双曲线函数用平均固结压力归一化,但A、B两组应力路径下的归一化方程有所差别。给出了各种应力路径下的归一化方程,可为卸荷土体的变形参数及本构关系研究提供参考。     

沉积地层系统三维实体模型构建方法

全面系统地研究了沉积地层系统三维实体构模的原理、方法及实施过程。针对沉积地层系统的几何结构特征,提出了一种基于钻孔数据的三维实体模型生成方法“钻孔-层面-实体法”。该方法首先使用二分拓扑结构将钻孔数据离散化为一系列散点,基于这些散点插值拟合出各个地层顶、底界面的初始高程,自动推算出缺失地层的地质成因;然后按照不同的地质成因,自动对缺失地层及其控制界面进行交切处理、高程调整与一致性处理;最后生成用三维块体或三棱柱体元充填的三维实体模型。通过上海城建工程中的一个应用实例验证了“钻孔-层面-实体法”的有效性。     

宁河地区古牡蛎群年龄统计分析及古环境意义

在天津市宁河县七里海一带,分布着规模较大、序列较清晰的古牡蛎群.通过对前人文献中的古牡蛎群41组平均校对年龄数据进行统计分析,结果显示,数据母体趋向近似正态分布,母体分解显示了宁河地区古牡蛎群的4个集中生成年龄区间.根据这4个集中生成年龄区间的特征值与古牡蛎群、岭地、古海岸的对应关系,本文系统地论述了古牡蛎群的生成时间、生成环境与岭地和古海岸的关系及演化过程,为渤海湾第四纪全新世的古地质环境研究提出了一个新的探索方式.     

结构性软黏土损伤变量与扰动度的相关性研究

取样与施工过程会对天然沉积结构性软黏土产生扰动,使土体的工程性质发生演化,一些学者分别以扰动度和损伤变量两个特征参数对该问题进行了较为深入的研究,但扰动度与描述土体应力状态的损伤变量之间的相关性目前仍未明晰。为此,以连云港天然沉积结构性软黏土进行不同应力路径下快速加载试验模拟土体应力损伤,对损伤后土体进行固结试验和无侧限抗压强度试验,结合张孟喜提出的损伤变量以及两种常用的扰动度（变形和强度）的定义,评价了损伤后土体的损伤变量和扰动度,探讨二者间关系。结果表明,损伤后土体压缩曲线屈服前的斜率并未产生明显改变,即损伤变量与按变形定义的扰动度间关系不明显;而损伤变量与以强度定义的扰动度之间存在线性递增关系,说明了当土体沿着某一路径加载时,越接近破坏线,其损伤程度越高,土体的强度也随之降低。     

后生动物遗迹的拓扑结构与演化

后生动物遗迹的拓扑结构可归并为３ 族、８ 种基本拓扑型、３ 种组合拓扑型和２１ 种拓扑遗迹类, 它们与习性类有较好的成因联系。中元古代以来后生动物遗迹的演化过程在质上经历了由简单到复杂, 由低级到高级的发展、演变过程。现今所看到的后生动物遗迹的拓扑类别和欧氏几何形态格局在显生宙初期即已形成; 至少从晚古生代以来, 后生动物遗迹不论在非同胚演化方面, 还是在同胚演化方面均无重大变化。后生动物遗迹的演化过程, 在量上具积累演化特征, 即拓扑类和习性类只有新生, 没有绝灭。新元古代以Ｅｄｉａｃａｒａ动物群为代表的后生动物大爆发和寒武纪生物大爆发分别奠定了后生动物遗迹的非同胚和同胚演化格局     

不同加载方向条件下堆石料剪胀特性试验研究

剪胀方程描述的是塑性应变增量比例大小的变化规律,是构建弹塑性模型的重要组成部分。然而目前堆石料的剪胀方程大都是根据等围压 路径得到的,这些剪胀方程是否能反映不同应力路径条件下堆石料的剪胀规律还尚不明了。开展了等围压 、等轴向力 、等平均主应力p、等主应力比 共4种应力路径下的堆石料大型三轴试验,研究了应力路径对堆石料剪胀规律的影响。试验表明：不同路径的剪胀比 和应力比 均呈近似线性关系,但剪胀比与应力比不存在一致的关系,表现出明显的应力路径相关性;在 - 空间中,剪胀线随着应力增量方向的变化会发生平移和转动,其斜率 和截距参数 均随 ( )的增大而增大;目前的剪胀理论不能较好地描述剪胀的应力路径相关性,提出了一个考虑应力增量方向影响的修正剪胀方程并对其进行了试验验证。     

天津市区第一海相层粉质黏土卸荷路径下强度特性的试验研究

土的强度特性与土体中应力变化过程、固结状态有关,常规的三轴试验并不能真实地反映土体经历的应力路径对其强度特性的影响。采用自制的应力-应变联合控制式三轴试验仪,对天津市区地层中第一海相层的粉质黏土原状饱和试样进行一系列特殊三轴试验,研究了排水卸荷条件对其强度特性的影响。试验结果表明：经历排水卸荷路径的土体的加荷剪切总应力强度指标大于常规试验结果,也大于前人在不排水卸荷路径下的试验结果,但几种应力路径下土体的有效应力强度指标基本相等。研究成果对天津市区基坑开挖及支护结构设计计算、软土隧道施工研究及其他相关岩土工程问题的研究均有较大的实用价值。     

天然气充注导致储层增压的定量研究

超压对于油气勘探具有重要的意义。以天然气为载体的压力传递是储层超压的重要成因机制。由于地层水和原油对于天然气的溶解性和压缩性存在明显差异,造成了含水地层和油层在天然气充注过程中具有不同压力演化路径。本研究模拟计算不同原始孔隙流体的地层在受到甲烷充注时的压力演化,建立了甲烷充注量与超压的定量关系,进而探讨天然气充注增压的影响因素。结果表明：天然气充注在一定条件下可以造成地层压力的增大;不同原始孔隙流体的储层压力演化路径不同。原始孔隙流体为天然气的地层最先出现超压,但增压缓慢;含水层比含油层增压迅速,更易形成超压;同等封闭条件下,浅部地层比深部地层更易形成超压,高温盆地比低温盆地更易形成超压。     

Numerical Method for Modeling the Constitutive Relationship of Sand under Different Stress Paths

Overonehundredconstitutivemodelsforsand havebeenproposed,howeveronlyafewmodelsare widelyappliedinengineering.Therearetwochief reasonsforthis.(1)Sandiscomposedofgeological materialsandsituatedinaneutralenvironmentthat hassufferedvariousactions.Therefore,itisdifficult todescribethecomplexbehaviorofsoilsbyusinga simplemathematicalmodelwithonlyafewparame ters.(2)Therealsoexistsabasicparadoxintradi tionalmodelingmethods.Oneaspectofthemodelsis neededtodescribetheconstitutiverelationofsoilac curatel…