基于3D GIS矿井系统的研究

矿井信息系统是一个复杂的信息系统,为有效管理矿井,满足安全高效生产的目标建立基于3D GIS的矿井信息系统。研究3D GIS矿井的软件体系结构、分析系统的功能需求,阐述系统的关键技术和实现的方法。重点研究三维地质与巷道的三维建模方法,给出巷道三维模型与地质模型的二者拓扑关系建立的实现方法。在三维模型基础上可以实现巷道网络最优路径决策的和地质切割的空间分析以及利用粒子系统进行事故的仿真模拟。     

基于图像处理单元的古建筑构件快速绘制

针对大规模古建筑三维模型场景渲染效率低的问题,该文提出了一种基于图像处理单元(GPU)的古建筑构件快速绘制的方法:根据复杂古建筑可分解为若干建筑构件的构造特点,把构件作为建模与绘制单元,以具有可编程的DirectX 11作为三维图形引擎,通过GPU物理层的曲面细分技术,实现旋转体建筑构件的精细表达;利用实例化技术,通过一次性创建构件几何缓存,实现大规模三维场景中重复建筑对象的高速绘制。实验结果表明:对于复杂古建筑物的大数据绘制,该方法与传统的CPU渲染方法相比,在渲染速度、可视化效果、大数据承载能力方面都具有显著的优势。     

基于Direct3D的三维场景漫游系统设计与实现

针对传统的三维场景漫游系统存在仿真性差、绘制效率低、无法进行快速交互漫游等不足,提出一种基于Direct3D的三维场景漫游系统,具体介绍了该三维场景漫游系统的设计与实现过程。该系统目前已被应用到实际的三维浏览平台软件中,能够快速、逼真地实现三维场景的漫游效果。     

基于A-star算法的矿井事故救援研究

针对井下不同形状巷道几何空间特征,确立以空间点、线、面为基本图元,以巷道中心线作为三维模型构建的基础框架,建立巷道三维模型。采用启发式路径搜索A-star算法,实现了应急救援路线智能快速选择。实践证明,该方法对于矿井事故定位和救援具有一定的实用性。     

外部爆炸荷载作用下网壳结构的动力响应及其影响参数分析

运用ANSYS/LS-DYNA动力有限元软件建立了包含网壳杆件、檩托、檩条、铆钉、屋面板在内的精细化K8型单层球面网壳有限元模型,通过选择考虑材料应变率效应的钢材本构关系,采用流固耦合算法并考虑构件相互碰撞影响,对结构在外部爆炸荷载作用下的动力响应进行了数值模拟,获得了TNT炸药当量、爆炸点距离、杆件截面、矢跨比、支承条件、屋面板厚度、屋面荷载及屋面板形式等参数对结构动力响应的影响规律,可为网壳抗爆防护设计提供参考。网壳结构在外部爆炸荷载作用下,随着各参数取值的变化,存在"完好无损、局部凹陷、局部破坏、整体倒塌"四种破坏类型。     

基于含水劣化特性的隧道围岩时效变形数值计算

基于一种可考虑含水劣化特性的岩石黏弹塑性模型,推导得到了该模型的有限差分格式,并采用C++语言进行程序设计获得了FLAC3D二次开发的动态链接库文件。通过简单模拟试验对程序进行有效性检验表明,模型程序可较好地反映岩石的瞬时弹性变形、衰减蠕变、等速蠕变、含水劣化和塑性变形等特性。通过采用黏弹塑性模型程序对实际的隧道地质模型进行数值分析表明：与自然含水状态相比,围岩处于饱和状态时隧道的拱顶沉降、周边收敛和底鼓位移都出现明显增大,饱和状态下隧道底鼓值约为自然含水状态下的2倍,围岩自稳时间较自然含水状态时减小了40 d左右,严重缩短了二次衬砌的合理时间范围。计算结果与隧道现场实际情况较吻合,有效揭示了隧道大变形灾害的产生机制。运用该黏弹塑性模型程序可较好地分析围岩-支护体系的稳定性,并预测隧道二次衬砌的合理施作时机。     

柱面基准下的深度图像建模研究

不规则三角网模型重建点云模型是目前已经成熟的算法,但该算法具有较大的时间复杂度和空间复杂度,尤其是无法提取模型的几何参数,而三维模型重建后的几何参数的描述却具有重要的作用。针对这一问题,本文将传统深度图像概念拓展到了三维,并提出了一种基于柱面基准的深度图像三维重建方法。首先利用高斯映射法和几何法确定柱面模型初值,再进一步通过Levenberg-Marquardt算法进行全局参数优化得到柱面参数曲面,将拟合的圆柱作为新的基准面进行点云格网化并计算深度值,所得到的具有栅格结构的深度值即为深度图像,进而得到基于深度图像的三维圆柱实体模型。试验表明,该方法在不降低精细纹理表达的前提下能够有效地实现快速构网,同时保留了几何参数信息等优势。     

成都平原中—晚全新世环境考古研究进展*

自20世纪80年代以来,成都平原环境考古工作在聚落选址与地理环境、古气候与古蜀文明发展、灾变事件研究及史前人地关系综合研究等方面取得重要进展。研究表明: 成都平原史前城址群的出现与当时的地理环境应有很大关系;成都平原中—晚全新世以来气候整体温暖湿润,其中有多次气候波动和降温事件发生;古洪水、古地震等自然灾害与古蜀文明发展的关系很密切;基于成都平原诸多先秦遗址的人地关系综合研究表明,河流、地貌、气候等因素与史前聚落变迁有很大关系。总体上,成都平原环境考古工作经历了3个发展阶段。受限于研究材料和方法,目前仍然缺乏高分辨率古环境演变规律的研究成果;自然灾害与成都平原先秦时期古文化演变的一些重要节点的耦合关系仍不明确;今后还需要加强与河流地貌有关的聚落环境考古研究;利用地理信息系统和遥感技术分析环境变迁与人类活动关系以及定量和模型化研究史前人地关系也将是未来成都平原环境考古工作的重要内容。     

Maplnfo在层状矿产储量计算中的应用

传统的地图面积量算的仪器和方法很多,但大多速度慢、精度低、劳动强度大.目前,在地理信息系统支持下利用计算机量测面积,是一种快速、有效的方法[1].本文重点介绍在MapInfo软件支持下计算机量测面积的技术和方法.首先,扫描相关的图件,生成栅格图,再利用MapInfo软件对研究区地质图(栅格图)进行配准,在配准过的栅格图象上创建新图层,并对各图层进行矢量化,利用MapInfo软件的"SQL选择"的查询功能,获取研究区层状矿产出露于地表的投影面积.最后,根据投影面积值求出层状矿产的真实面积,建立层状矿产的储量计算公式,计算出层状矿产出露于地表层状矿产的储量.