静态多分辨率层次模型技术的研究与实践

在研究瓦片金字塔与图像压缩技术的前提下,基于线性四叉树结构,采用重采样、分层分块的方法构建了海量栅格静态多分辨率层次模型,并以该模型为基础设计实现了一个Web3DGIS平台。实验证明,该平台能够满足海量地形及影像数据的实时三维可视化要求。     

基于碰撞检测的交互式三维场景漫游系统研究与实现

交互漫游是三维虚拟场景的重要组成部分,也是实现虚拟现实沉浸感和交互性的关键所在,本文重点对交互式三维场景漫游的相关关键技术,包括键盘漫游、路径漫游、碰撞检测、天空构建等进行了研究。并且,为了保证以不同方式对任何场景进行漫游,本文研究了多种漫游器,并实现快速方便的切换。利用贝塞尔曲线获取平滑的漫游路径,消除漫游时转角的抖动问题;实现实时的动态检测;利用球形的天空盒构建一个逼真的天空模型。将该成果应用到三维近海场景,取得了很好的效果。     

利用三维激光扫描技术检测工业构件螺栓孔的空间位置

面向工业检测领域提出了一种工业构件螺栓孔的空间位置检测方法,解决了大型工业钢结构特征位置的检测问题。通过三维激光扫描获得构件的完整点云,提取螺栓孔的点云,利用非线性的最小二乘方法拟合螺栓孔的中心,获得螺栓孔中心在点云坐标系中的坐标。同时,根据设计尺寸建立构件的标准模型作为检测的基准,将模型特征转换成一组点表示,拟合对应的螺栓孔中心,获得螺栓孔中心在模型坐标系中的坐标。利用两个坐标系中若干个公共点计算平移矩阵和旋转矩阵,最后将点云坐标系中的坐标转换到模型坐标系中,计算出标准模型与构件对应点之间的误差,从而实现对工业构件螺栓孔的空间位置精度检测。     

DInSAR集成GPS的矿山地表形变监测研究

矿区滑坡、沉陷等地质灾害频繁,矿区地表监测及预报愈显重要,利用雷达差分干涉测量与GPS集成可实现对矿区的三维形变监测。本文以资兴唐煤矿区为例,对矿区五景ASAR数据进行了处理,获取了垂直形变图;在矿区选取了代表性的10个GPS形变监测点,获取了ASAR数据对应时间的平面点位形变监测结果。对DInSAR与GPS测量数据集成与内插,获得地面监测点的三维形变量,采用部分监测点的水准测量数据对形变结果进行了验证,结果表明两种监测结果一致。     

基于MapGIS IGServer的二三维一体化人体经络信息系统设计

人体经络是一个与城市公交系统特点相似的空间系统,可以借鉴城市公交地理信息系统的先进技术实现对人体经络信息的高效管理。针对人体经络信息化建设在空间分析方面的不足,提出应用WebGIS开发方式为用户提供强大的空间分析辅助决策能力。系统选用先进的MapGIS IGServer作为开发平台,按专题分层组织空间数据,以数据中心为内核,采用面向服务的4层体系架构,运用Flex和搭建式二次开发技术,实现了对经络信息的查询定位、反射区分析、三维浏览等功能。实验结果表明,该系统不仅克服了当前主流人体经络信息系统空间分析能力弱的不足,而且实现了二三维人体经络信息系统的一体化,能够满足不同用户的需求,为构建人体经络信息系统提供了一种新方法。     

输电线断线对高压输电塔-线体系的冲击作用分析

研究了输电线断线对高压输电塔-线体系的冲击作用。给出了断线前后的结构动力平衡方程。分别采用梁单元、杆单元和悬链线单元对输电塔、绝缘子和输电线进行了模拟。根据实际工程,考虑输电线的几何非线性建立了高压输电塔-线体系的三维有限元模型,并计算了输电塔的动力特性。根据分析方法及分析工况,分别研究了不同工况下断线对高压输电塔-线体系的冲击作用及安全度评定。研究结果表明,地线的断线冲击较小,应该考虑不同的导线断线组合情况;断两根导线的冲击值,接近于设计所取的安全系数;输电线断线对高压输电塔的冲击作用不可忽视。     

新疆库车基岩裸露条件下煤田三维地震勘探

本文就新疆库车煤田三维地震勘探工作,讨论了在基岩裸露条件下三维地震工作的实施难点及应对措施,并结合野外采集数据特点对资料处理中的静校正、叠后去噪、偏移提频处理给予了重点关注.本次勘探表明在基岩裸露地表条件下,利用"专用山地钻机成孔、高叠加次数、小炮检距、高频组合接收"采集技术,可获得高分辨率的原始资料,经过精细处理分析和综合对比解释研究,地质成果良好.     

新乡及邻区三维地壳速度结构

应用区域地震台网1981-2011年的地震到时资料,对新乡及邻区地壳三维速度结构和震源参数进行了联合反演,获得了该区地壳的三维速度结构图像.结果显示:0~4 km深度层位的速度分布基本反映出了研究区浅部地形的分布特征,凹陷盆地速度低,山脉位于速度的过渡区,隆起区多位于高速区,横向速度分布差异较大;其余各深度层速度横向分布存在非均匀性,与地形分布特征也存在着一定的联系;速度剖面整体显示区域地壳可以分为上、中、下三个分层,上地壳速度横向变化较小;中、下地壳的界面速度横向起伏变化较大,局部地区呈现上隆或凹陷状;根据速度的分布差异,以及所勾画的深部断裂的轮廓展布,对该区的深部构造有了较深认识:汤西断裂、汤东断裂显示错断较深,倾角较陡,有延伸到中地壳底部的趋势;郑州-开封断裂带、新乡-商丘断裂,与人工地震剖面相同位置处及地质剖面有着较好的对应.     

运用分形方法模拟地震勘探中的三维随机介质

实际的地震勘探遇到的是复杂随机介质,常规层状介质地震波场理论已经不能适应于高精度地震工作,需要进一步发展非均匀介质地震波场理论.本文首次给出了运用分形方法建立三维随机介质的具体算法;其次引入了三维锥形函数来压制建模时产生的离散误差;最后,通过建立几种三维随机介质模型来讨论尺度系数和豪斯特指数对模拟结果的影响,并且简单构建了区域多尺度随机介质模型.模拟的结果表明,分形方法可以更方便、灵活地模拟三维随机介质.针对南海某地区生物礁储层非均质性强的特点,在建立生物礁速度模型时,对目标区充填了多尺度的分形随机介质,波动方程正演模拟结果表明,分形随机介质可以用来描述生物礁等非均质性储层.     

RZB型深井宽频带地形变综合观测系统的垂向应变测量单元

目前钻孔应变观测一般为水平应变,使用无限岩石平板中的钻孔应力集中模型,可反演出水平应力场分布及变化.如果在此基础上加上垂向应力测量,就可反演出三维应力场分布.本文介绍的RZB型深井宽频带地形变综合观测系统的垂向应变测量单元,外钢筒为波纹管结构,并通过螺旋刻丝、热处理等技术,其垂向等效弹性模量比耦合水泥低一个数量级,同时垂向应变钢筒的水平向等效弹性模量高于垂向弹性模量一个数量级.垂向应变探头的力学结构可以被形象地看成是一个螺旋柱形弹簧,其轴向极易产生弹性形变,而水平向的硬度却得到了极大的加强,因此可在竖井中较为准确地测量轴向应变.