基于知识的地质剖面图生成器研究和实现

三维数据的获取一直是地质体可视化的难点,三维剖面建模技术通过二维的剖面图来描述地层等信息,将三维问题二维化,为三维数据获取提供了解决方案。但在利用计算机自动绘制剖面图的过程中,不但需要钻孔数据,还需要利用专家知识来绘制剖面图,因此提出将已有的专家手工绘制的剖面图作为一个重要的数据来源,生成虚拟钻孔数据,获取剖面生成知识。在此基础上,给出基于知识的剖面器开发方法,研究剖面图的数据模型和知识应用模型,并给出剖面图生成实例。     

基于钻孔数据的三维地层模型的构建

三维地质建模是三维GIS在地学中的一个重要应用,三维地层模型对实际的地质分析极为有用。在综合前人研究成果的基础上,提出了一种由工程钻孔数据构建三维地层模型的方法。该方法以钻孔资料作为地层建模的源数据,具有简单实用、快速稳健的特点,并且能够将用户手工编辑修改的钻孔剖面图融入实际建模流程,解决了以往单纯依靠钻孔数据进行建模而导致的建模结果不精确且难以修正的问题。该文介绍了该方法的基本思想与实现流程,探讨了断层数据的加入对模型的影响及解决方案,并通过一个建模实例展示了该方法的实际建模效果。     

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。     

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。     

一种地裂缝地质体三维模型建模方法

为了展现地裂缝在地表和地下的形态特征,该文提出了一种基于广义三棱柱模型的地裂缝三维建模方法。首先提出假设对地裂缝进行概化,利用有限的地裂缝数据建立地裂缝模型,展现地裂缝地表及地下形态特征;然后利用地层数据建立地质体模型,并通过其与地裂缝模型间的空间布尔运算得到地质体-地裂缝集成模型。地质体-地裂缝集成模型空间拓扑关系明确,能够为后续空间查询、分析研究工作提供支持。最后研究利用该方法通过计算机编程实现了对无锡市洛社镇石塘湾因果岸村地裂缝的自动建模,并利用OpenGL绘制模型实现地裂缝地质体的三维表达。     

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.     

城市地下空间开发地质环境质量三维评价方法研究--以合肥市滨湖新区为例

城市地下空间开发地质环境质量评价可为城市地下空间规划和工程建设提供重要决策支持。该文以合肥市滨湖新区为例,构建城市地下空间开发地质环境质量三维评价方法:利用三维隐式建模方法融合多源数据进行三维地质建模,从工程地质、水文地质、地质构造和不良地质体等方面构建三维评价模型,利用三维距离场分析、三维空间统计分析等方法对三维评价因子进行分析、提取,最后基于确权和综合评价方法得到地下空间开发地质环境质量三维综合评价结果。实例研究表明:该方法能够显著提高评价结果的深度方向分辨率,相关成果可为城市地下空间精细规划及可持续开发利用提供方法参考。     

基于Surpac软件的矿体三维模型的构建

"数字矿山""智慧矿山"和"无人矿山"是现代矿山信息化研究的热点,矿体三维模型的构建提升了矿山地质三维信息的可视化程度,是实现"数字矿山""智慧矿山"和"无人矿山"核心基础。[1],[2]本文借助国际矿业软件Surpac建立了四川省冕宁县太洋沟铅锌矿矿体三维模型,重点探讨了建模过程中原始地质数据的处理、地质数据库的设计、模型的构建中涉及的方法与技术。矿体三维模型的构建,更有利于掌握矿体形态及资源储量的分布,为今后矿床的勘查开发、经济评价提供重要的指导帮助。     

建筑物LiDAR点云三维结构化重建与多细节层次表达

正城市建筑三维模型(Three Dimensional City Model,3DCM)是智慧地球、智慧城市建设的重要框架数据,其三维重建工作一直是摄影测量与计算机视觉研究中的基础问题。机载激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)系统能高效、可靠地获取高密度、高精度的点云数据,是获取大范围建筑物三维模型的可靠手段。在建筑物模型的生成过程中,不同的部门根据其标准和需求,利用不同的数据和方法构建了不同的三     

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.     

基于Surpac的盆地三维地质建模方法浅析

随着我国地质事业进入了新阶段,出现了包含城市地质以及三维地质填图等新的领域,地质工作由传统的二维开始向三维转变,因此三维地质建模技术就显得尤为重要。文章以Surpac软件为基础,盆地三维地质建模为主干,通过建模流程、建模资料收集和整理、影响建模效果的因素分析等六个方面,详细介绍了三维地质建模的技术路线、技术方法和影响因素。三维地质建模过程实质是受各种地质资料约束而进行修正模型的过程,利用的地质资料越丰富构建的模型就越真实。三维地质建模技术在地质要素可视化和地质资料综合利用等方面具有显著的优势。     

三维重磁人机交互解释的剖面成体建模方法

由于重磁异常人机交互解释过程中三维地质体模型的构建和编辑操作在二维计算机屏幕上很困难,给物探解释人员带来很大的不便.该文提出了一种将各个剖面上多边形连接成体的建模方法,给出了该地质体模型的正演计算方法,并用VC6.0与OpenGL在开发的三维重磁正反演解释系统中进行了实现.借助该方法,重磁解释人员可方便地编辑地质体模型并且可直观地进行三维显示,从而提高人机交互解释的效率.     

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。     

基于核心序列优先的倒转地层构模方法

在三维地层建模过程中,一些复杂的地质构造(如倒转褶皱)往往需要人工干预才能生成正确的模型。针对地质体的特点,提出一种三棱柱模型的改进算法,将核心序列优先等方法运用于建模过程,同时运用虚拟钻孔柱的方法处理尖灭,在无需人工干预的情况下较好地实现了对复杂地层倒转现象的模拟。     

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GIS-GOCAD耦合技术的三维地质建模

常规GIS技术建立的伪三维模型不能满足复杂地质体三维建模的需要,也不能用于三维数值模拟计算.GOCAD采用离散平滑内插方法(DSI)计算三维图形中线段或三角形的节点位置,降低了线或面的粗糙程度,实现了真三维模型的构建.为了充分发挥GIS空间数据处理能力和GOCAD真三维建模能力,研究基于GIS-GOCAD耦合技术的三维地质建模,实现了从GIS的2D数据结构到GOCAD的3D数据结构的自由转换,提升了GOCAD的三维地质建模能力.选取成兰铁路(成都—兰州)龙门山段作为示范研究区,建立其三维地质模型,直观、立体地展示了研究区地质体结构的宏观基本形态,并为进一步的三维数值模拟奠定了几何模型基础.     

城市三维地质信息系统初探

地质问题已成为影响城市可持续发展的一个基础性问题,利用现代信息技术构建一个集信息输入、数据库管理和三维地质数据可视化分析功能于一体的城市三维地质信息系统,可有效满足城市发展对地质信息不断增长的需求。该文阐述了城市三维地质信息系统的建设目标和研究内容,认为其是一个集城市地表、地上、地下多维、动态空间信息于一体的大型综合性空间信息系统。介绍了系统涉及的数据、系统功能特征和总体架构,指出了城市三维地质信息系统的发展方向和需要重点解决的关键性技术问题。     

基于City Engine的大理海东新城虚拟山地城市构建

三维场景是展示城市规划效果的有效手段,在山地城镇三维场景构建中,容易出现道路、建筑、绿地等地物与地形匹配不好的情况。以大理海东新城为研究区,以谷歌影像、DEM和大理海东新城规划图为数据,基于City Engine平台和技术,对地形和地物数据进行提升和削平处理,设计了不同建筑、道路、绿地的三维建模规则,构建了相应的三维模型,制作了大理海东新城规划前后虚拟场景。结果表明:使用规则建模方法可快速构建三维场景,场景中地物与山地地形匹配较好,直观的展示了大理海东新城规划前后的城市景观变化。     

顾及用户体验的复杂三维城市模型组织方法

日益增长的三维城市模型在线实时可视化应用需求对大规模复杂三维城市模型的高效组织与管理提出了更高的要求,传统基于"图层-对象"的组织方法忽略了三维城市模型的不同分辨率下LOD差异及内容差异,而且大数据量在网络环境下的传输效率很低,难以满足网络环境下多用户并发访问的流畅可视化需求。该文对大范围漫游与小范围聚焦条件下的用户体验进行了分析,并提出了顾及用户体验的复杂三维城市模型数据自适应组织方法。采用索引元数据统筹模型对象的组织与调度,将小数据量的索引元数据和分辨率较低的模型数据打包传输,即时响应用户请求,并将多细节层次的复杂三维模型依据视觉特点合理分解存储并渐进调度,针对模型LOD和分解的对象,设计结构统一的对象ID,隐式存储关联关系并支持分布式模型存储管理。文中给出了详细的相关设计与实现,从数据的建模、组织到最终的高效绘制都给出了可行的解决方案。最后以分布式数据库MongoDB为平台验证了方法的可行性和有效性。