煤矿虚拟环境的巷道3维建模研究

文中首先对煤矿井下巷道的类型进行了概述,把巷道分为巷道体和巷道节点,根据弧段节点拓扑数据结构思想,分别进行3维建模,设计了巷道体和巷道节点的数据结构以及算法,并且构建了巷道间的拓扑关系,利用C 、OpenGL编程语言和SQL Server 2000数据库,以及多线程技术、多媒体技术及人造视差的立体技术,开发了一套3维煤矿虚拟现实系统.该系统既具有巷道的3维显示功能,又具有查询功能,并为以后的空间分析奠定了良好的基础.     

3维可视化航摄规划系统的设计与实现

目前,国内的航线设计工作仍停留在传统的手工作业阶段,工作量大、生产效率低、设计费用较高.针对航摄工作的需求,中文在可视化仿真算法研究的基础上,设计并初步实现了一个3维可视化航摄任务规划系统,并利用模拟数据对系统进行了测试.测试结果表明,本系统能大大提高航线规划和设计工作的自动化程度,对航空摄影工作具有较强的辅助作用.     

数字校园3维建模与仿真的实现与设计

数字化,信息化是当今世界国内外高科技发展的潮流和趋势,随着3S技术,高速宽带网,虚拟现实技术的发展,数字地球,数字城市,数字校园等概念的进一步实施就越来越迫切的提上了议事日程.大学作为高科技研究和开发利用的摇篮和前沿阵地,理当成为数字化、信息化研究、开发、利用的重要承担者.阐述利用全数字摄影测量系统VirtuoZo和3维可视化GIS软件IMAGIS,基于航片和大比例尺地形图进行校园3维景观图制作方法与步骤,充分展示测绘技术和虚拟现实技术在数字校园建设中的强大功能.     

中国三维固体地球可视化网站的规划与设计

建立固体地球结构可视化网站是当今全球地球科学研究的迫切要求．在国家自然科学基金委的资助下．中国三维固体地球结构网站紧跟国际潮流,应运而生．该网站利用三维可视化成像技术和计算技术,综合我国现有地球物理观测资料,为研究者提供了一个可方便获取数据和交互处理图像的平台．在技术上．该网站采用交互式开放结构,用户可以按自己的需要和研究目的,下载或上传数据．实时处理数据和显示图像结果．并对计算过程进行交互控制和引导,充分提高地学数据的利用效率．     

MCSs移出青藏高原规律的可视化表达与知识发现

为了客观揭示青藏高原上中尺度对流系统(Mesoscale Convective Systems,MCSs)的演变规律,尤其是它向东移出高原的条件,采用卫星红外影像运动目标计算机自动识别与跟踪技术,提取了高原上夏季MCSs的大小、强度、生命史、形状及分布等空间特征,并将MCSs的空间特征与青藏高原HLAFS资料相关联,建立了MCSs时空数据库.运用面向时空数据挖掘的相关分析法、关联规则及决策树法,求解MCSs东移传播出高原与其周边环境物理场之间的关系,进而建立了400 hPa和500 hPa两个层次上影响MCSs移出高原的环境物理场的可视化概略模型图.从模型图中发现:在400 hPa上,移出高原且方向向东的MCSs主要决定于等压面高度、散度和涡度场,等压面高度变化呈南北向;而在500 hPa上,等压面高度和K指数场是影响MC-Ss移出高原的主要因素,K指数变化呈西东走势.模型图初步揭示了MCSs移出青藏高原的规律.     

三维地质模型构建方法的研究及应用

地质体三维建模是地学信息系统的核心问题之一.对三维GIS及地学领域的空间构模方法的现状进行分析,结合地质体工程特点,提出一种三维地学空间构模方法--似三棱柱(STP)法.该方法以似三棱柱体作为三维地质体建模的基本体元,并采用5类基本元素和6组拓扑关系对似三棱柱体的数据结构进行描述.它能有效地表达各种三维地质现象,也可以更好地与传统的多层TIN模型结合,维护好空间实体的拓扑关系.基于本文的建模方法开发了一个适合地质领域的三维GIS初步原型,并用实际钻孔数据进行了验证.     

基于iOS的地质露头全景可视化软件GeoPano

地质露头或剖面是地质学中重要的数据资源,在科学研究、科普与教学中扮演着不可替代的角色。但是,传统的地质露头展示方式缺乏现实感和空间感。为了弥补该缺陷,实现重要地质露头的数字化与高质量服务,笔者团队将虚拟现实的全景可视化技术结合到地质露头展示中,设计与开发了一款基于iOS的地质露头全景可视化软件GeoPano。该软件通过在移动端设备上调用Web接口,获取并展示前期采集、制作并集成到在线数据库中的地质露头全景图,实现地质露头的水平360°自由环视或720°全视角浏览以及缩放、查看细节等功能。此外,该软件还提供剖面名称、地理位置、地层描述、古生物概况等专业信息,帮助用户充分了解地质露头的真实发育情况、周边环境的地形地貌特征,以及基本的地质学信息,从而辅助地质学基础研究、野外科考、科普和教学等工作。     

尼日尔Termit盆地三维地质构造建模研究与应用

三维构造建模是构造研究的前沿手段和发展方向,具有实用性、精确性、可视性等多种优势,在国内外应用越来越广泛,但目前主要以局部油藏和断块为研究对象,针对全盆地尺度的三维构造建模比较少。尼日尔Termit盆地在早白垩世和古近纪发育两期裂谷,导致盆地断裂发育,构造复杂,构造研究的难度大。本文通过摸索和研究,利用大量二维和三维地震以及100余口井资料,将Termit盆地(约30 000 km2)作为一个整体进行三维构造建模,克服断层多、构造复杂、数据量庞大等难题,采用层位模拟、断层三角网格剖分、断层自动命名、断面交切关系处理、闭合边界自动生成等技术,在Termit盆地实现了盆地级三维构造建模,该模型可提取全盆地任意方向、任意层位的构造剖面以及任意连井剖面,同时可以任意提取每个区带及局部构造的三维立体模型,以便进行更精细的构造分析。该建模技术为大范围工区精细构造研究提供了新的技术手段,可应用于构造单元的划分、区带评价、目标优选及井位论证等许多方面。Termit盆地三维地质构造模型显示该盆地具有断坳叠置、下大上小的盆地结构,早期晚白垩世坳陷期海相烃源岩广泛分布,后期古近纪叠置裂谷坐落在晚白垩世坳陷期海相烃源岩之上,有利于后期古近纪叠置裂谷聚集油气。基于建立的盆地构造模型,进一步明确了该盆地各区带的构造特征及成藏潜力。研究认为Fana低凸起位于Moul凹陷和Dinga凹陷之间,断裂较为发育,有利于油气的运移、聚集和成藏,是盆地最有利的勘探区带;Dinga断阶带紧邻Dinga凹陷,断裂最发育,也是有利的勘探区带;Araga地堑断裂发育,成藏条件较好;而Moul凹陷和Dinga凹陷虽然油源条件好,但构造活动较弱,断裂不发育或较弱,不利于油气的向上运移,勘探潜力较差。此外,基于盆地构造模型可以对两期叠置裂谷形成的构造样式及断裂进行精细分析,研究其对油气聚集成藏的控制作用,从而优选出有利的目标,为井位部署提供决策建议。该成果和认识在Termit盆地的勘探中取得了很好的应用效果,进一步促进了古近系上组合和白垩系下组合的勘探突破。     

利用多边形骨架线生成房屋模型算法研究

城市作为人类生活的重要聚集地,是三维GIS应用的主要领域。本文结合房屋的二维轮廓数据与屋顶的基本信息（倾斜角度、屋顶高度、纹理属性）,以“骨架线提取-房屋模型构建”为框架,提出了一种基于多边形骨架线自动生成简单房屋模型的算法,详细描述了该方法的基本思想,并在试验结果的基础上证实了该算法的有效性。     

东北地区空气质量时空模式的可视化制图表达

我国的工业化发展严重依赖于煤炭、钢铁、电力、交通等传统污染性产业,这类产业高能耗、高污染的特性造成了严重的环境污染问题。东北地区是我国重要的重化工产业基地及主要粮食产业产区,其生态环境,特别是空气质量备受关注。本文利用点格图对2015年中国东北地区的空气质量时空分布情况进行了可视化表达。在利用日历视图可视化表达空气质量指数级别及首要污染物信息的基础上,还加入了地理参考信息。空气质量点格图为理解和分析东北地区的空气质量现状及其时空分布模式提供了面向大众的、直观有效的方法。利用该方法对空气质量进行分析,有助于辨别空气污染的主要问题、提高公众的环境保护意识,以及制定切实有效的遏制空气污染的政策法规。