体素模型的战场环境建模研究

针对基于面模型的战场环境建模难以展现战场环境要素的内部属性和规律等的不足,该文提出了利用体素模型实现战场环境建模的基本方法。该方法能够记录战场环境各要素的不同属性,反映其内部属性和规律,准确地模拟战场地理环境的变换过程,可实现战场环境各要素的统一建模。文章利用体素模型实现了对战场环境的认知与抽象,对战场环境体素数据模型进行了分类。最后以战场地形环境要素为例,利用战场环境基本体元实现了对战场地形环境的体素建模。     

岩溶管道介质空隙率变化（视表征体元）及分形研究

本文参照Ｊ．Ｂｅａｒ对于多孔介质提出的表征体元,以杭州瑶琳洞为例给出了岩溶管道介质空隙率变化曲线,并应用分形理论研究空隙率变化规律。这种作为基础理论的研究,具重要的岩溶水文地质意义。      

激光雷达的立体体元模型在森林冠层间隙率提取中的应用

针对光学森林冠层间隙率提取方法受天气影响较大的不足,本文基于激光雷达点云数据,提出一种立体体元模型方法进行森林冠层提取,并采用点云投影、半球成像两种常用方法与其进行对比。结果表明：不同体元大小提取的间隙率结果在变化趋势基本一致,当体元大小越大时,提取的间隙率结果越小;当与点云投影、DHP两种方法进行对比时,随着体元增大,本文方法提取结果与两种方法提取结果相关性也逐渐增高,当天顶角为0°～80°、10°～65°时,相关系数在0.91以上,表明本文方法可用于森林冠层间隙率提取。     

可视化人体的整体坐标系统

可视人数据集是人体解剖结构的基础信息数据集.为了确定人体结构在三维空间中的准确定位以及在不同个体之间便于比较,文中提出和建立了可视化人体的整体坐标系统.以通过耻骨联合上缘中点的水平横切面为标准原点平面,将人体分为上、下部:上部包括头,颈、胸、腹、上臂、前臂等重要部位;下部包括骨盆、下肢和手.人体的整体坐标系可以确定人体重要结构的每一个体元的空间绝对坐标及相对坐标,在图像的分割、匹配、重建中起重要作用.通过坐标系统的变换,人体整体坐标系统可以方便地应用于临床的定位定量诊断,手术导航,放射定位治疗以及人体运动功能等领域的研究.     

通用三维GIS场数据模型研究与实践

随着三维地理信息系统(geographic information system,GIS)应用的发展,空中电磁信号场、空气与水体污染场、地下地质属性场等连续、非匀质的三维空间属性场数据进行建模、可视化与分析计算对GIS基础软件提出了新的挑战。已被广泛应用的TIN(triangulated irregular network)与栅格数据属于表面模型,通常用来表达二维场数据,其中由TIN组成的封闭表面可用于表达三维体,但两者都无法描述非匀质、连续变化的三维属性场。探讨了在通用GIS基础软件中基于TIN和Grid进行升维表达,实现不规则四面体网格(tetrahedralized irregular mesh,TIM)和体元栅格(voxel grid)两大类三维空间场数据模型,分析了两类数据模型的特点,探讨了三维场数据在可视化和分析计算方面的关键技术,实现了基于TIM与体元栅格表达和应用三维GIS场数据,完善了GIS三维数据模型体系,实现了空/天、地表、地下全空间的一体化表达、模拟与分析计算。     

体元结构模型在三维地震模型正演模拟研究中的应用

本文采用双三次康氏（Coons）曲面模拟地震界面,提出了用体元结构来表示复杂构造地区的三维地震模型,同时以此为基础建立了灵活的动态射线追踪过程,实现了快速的、更具实用性的三维地震模型的正演模拟．     

利用三维点云数据计算单木树冠体积的扇形分割算法

基于切片法提出了利用三维点云数据计算树冠体积的扇形分割算法,该方法能更好地顾及树冠轮廓形状.通过实例验证了方法的有效性,结果表明该方法计算的树冠体积值介于凸包法和体元法之间,有效克服了凸包法结果偏大和体元法结果偏小的问题.     

基于修正SGOG编码的三维地层模型转换研究

通过解决修正球体大圆弧八叉树剖分(SGOG)编码与传统坐标系的转换问题,将面矢量三维地层模型转换为以体元为结构的三维地层模型.组成模型的体元结构均对应修正SGOG编码,可将三维地层模型融合到整个地球空间,实现地上、地下和地表的一体化.     

塑性梯度体元及应变局部化启动机制分析

利用代表性体元可较好地反映出并非理想连续均匀的岩土介质破坏前强度和变形行为。但当材料出现高的应变梯度(应变局部化)时,在体元上的应力、应变呈现高次非线性变化,代表性体元不能如实地反映出介质的力学性能。提出一种可包含局部化变形的研究基元--塑性梯度体元(Plasticity Gradient Volume Element) ,塑性应变在其内可用微分形式表达。该体元不但可反映介质的平均力学响应,而且可反映应变呈高次非线性变化时的影响。随着硬(软)化模量从正值变为负值,变形模式将由均匀变形模式变为局部化变形模式,这就是应变局部化的启动机制。     

三维体元拓扑数据模型的改进与实验

在简要介绍三维体元拓扑数据模型建模原理的基础上,分析了三维体元拓扑数据模型的不足,并从处理含夹层地质体和由非平行剖面构建地质体两个方面,改进了三维体元拓扑数据模型的建模条件和数据结构。实验表明,改进后的数据模型更加适合基于剖面的三维地质建模。