基于规则网格的复杂断层网络处理与建模

断层建模是三维地质结构建模中的主要过程之一。断层面建模过程中需要根据断层间的空间接触或者切割关系进行几何曲面的裁剪,目前方法利用三角网求交算法进行曲面裁剪,但是该算法处理复杂断层面切割关系时往往不稳定。笔者等提出了基于规则网格的复杂断层网络处理与自动化建模的方法和流程,详细讨论了基于网格化的断层网络模型形式化理论表达、建模流程中的断层网络空间关系构建以及相交裁剪处理算法等核心步骤。利用测试数据和煤矿三维地震构造解释数据进行了验证,表明该方法可以有效处理多条互相切割、主辅关系复杂的断层网络,具有较好的算法稳定性;与SKUA—GOCAD断层建模方法对比,能够减少交互过程,提高断层建模的自动化程度。     

基于改进三棱柱模型的复杂地质体3D建模方法

建模方法是三维地质模型及其可视化研究的核心内容。针对连续体终止、错断位移等复杂地质体3D地质建摸的需要，本文对现有的三棱柱数据模型进行了改进，构建了完整的数据结构及其初步的拓扑关系，提出了基于改进三棱柱模型的连续体和不连续体的建摸算法，使其在处理地层尖灭、断层等复杂地质问题时更为灵活、适应面更广。     

基于优化SPFA算法的矿井突水救援模型

煤矿突水事故时有发生,易造成重大人员财产损失,而优化突水救援路径,将提高矿井突水灾害应急救援能力,降低突水危害。本文采用无向图和邻接表对矿井巷道网络进行描述和存储,根据巷道水位高度与井下人员身高的比值计算巷道安全系数,进而求解巷道等效长度,据此,使用优化SPFA算法进行单源路线搜索,提出矿井突水救援路线模型,并给出最优救援路线。以王家岭矿的巷道拓扑网络结构为基础进行仿真分析,结果表明,基于优化SPFA算法的矿井突水救援模型可以正确地计算出单源最优路线。该方法综合考虑了工作人员被井巷塌方或水流所阻而不可通行的复杂情况,为实现快速有效的事故抢险提供了可靠的技术支持。      

GIS技术创新模式与其战略实施方法

实施GIS技术创新战略,不仅能够更好地满足人们对地理信息的需求,而且能够使地理信息产业发展壮大。本文首先分析了GIS技术创新的三种模式,即技术推动型、需求拉动型、混合型,认为引入其他技术、应用的深入是促进GIS技术创新的主要原因。然后,提出了GIS企业技术创新战略实施方法,如在GIS技术研发过程中充分吸收新的科技成果;了解GIS市场,掌握用户实际需求,定好自己的位置;与用户单位、科研单位、其他GIS企业、社会各界广泛开展合作,完善GIS技术创新激励机制。最后论述了政府在GIS技术创新战略实施中的作用,如大力支持GIS基础研究,培养创新型GIS技术人才;为中小GIS企业搭建技术创新信息平台;为GIS技术创新活动创造良好的环境。     

基于GPU加速的高分辨率实体体素化研究

体素化是面图形学通向体图形学的桥梁,具有广泛且重要的应用。介绍体素化方面的研究进展,分析现有体素化方法在处理高分辨率实体体素化时的不足。提出以分块为基础的高分辨率实体体素化算法:在分块内部,采用基于图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)的切面光栅法对分块表面体素化过程进行加速,采用射线求交方式生成种子并进行块内填充;在分块之间,设计了3方向的种子扩散面及跨块扩散机制,避免因分块而导致的大量几何求交运算,提高了效率。针对高分辨率实体体素化结果数据量大的问题,采用低分辨率表面体素化结果进行数据压缩和索引,节省了数据存储空间。测试结果表明,该文提出的算法不仅能够进行高分辨率实体体素化,而且在GIS、地学建模和CAD等体图形学相关的领域具有重要的应用价值。     

几种离散格网模型的几何稳定性分析

对仅从剖分单元的形状和面积的变形研究,不能完全表达格网模型几何稳定性作了分析,并提出了从研究格网结点空间分布均匀性在多分辨率剖分过程中的变化出发,分析格网系统稳定性的研究思路,并选择能直接反映格网结点分布特性的四个统计量作为格网结点均匀性的评价指标。对几种离散格网系统的几何稳定性进行比较和评价,分析了不同格网生成方式对稳定性的影响,最后,在此研究基础之上,提出了进一步研究的工作方向。     

三维地质模型数据Geo3DML向3DPDF格式转换

针对目前三维地质模型数据格式繁多,交换困难的问题,该文介绍了中国地质调查局颁布的三维地质模型数据交换格式标准(Geo3DML)及其向3DPDF文件转换的必要性和实现的技术途径。首先简单介绍了Geo3DML的背景、制定过程、标准概况与试用情况;然后介绍了3DPDF的背景与用途;接着介绍了3DPDF所依赖的U3D格式的背景;最后介绍了用C++编程实现Geo3DML向3DPDF转换的技术途径和一些关键技术以及对数据输出质量控制的选项设置方法。转换结果能够较好地表达三维地质模型几何特征和属性特征。     

面向空间特征的虚拟树木建模方法与应用

树木的三维建模是建立虚拟森林环境的关键问题之一。基于树木形态结构特征分析,提出了面向对象的矢栅混合模型,并详细描述了主干、枝段、枝条和树叶之间的五组拓扑关系。结合L-system s和三维几何结构方法的优势,提出规则和约束的三维树木建模方法,该方法将分枝策略和叶片空间分布特征转化为规则,利用参数化L-system s实现,建模时将树木的空间几何特征和拓扑关系赋予树木模型,所建模型符合树木的生物物理特征。建模过程中通过阈值、模型调整和随机值约束,对模型参数进行控制,约束的内容包括树木结构、单叶尺寸、叶面积指数、随机性四个方面。最后,利用VC++与OpenGL实现了数据模型与建模算法,并利用实测数据进行了验证,所得模型比其他模型更符合于树木实际的形态结构参数和生物物理指标,有利于实现与树木空间结构相关的定性和定量分析。     

三维地质建模及其在地下空间开发中的应用

开发地下空间是许多城市谋求发展的重要途径,也是当前城市建设的重要组成部分。信息化是地下空间开发利用的必然要求,三维地质建模系统具有直观、高效、便利等特点,在城市地下空间开发利用领域有着广阔的应用前景。本文首先阐述了三维地质建模系统的理论方法,给出了三维地质建模流程,介绍了两种三维地质建模方法;然后分析了三维地质建模系统在地下空间选址、地下工程建设、地下空间管理中的应用