基于GTP的断层三维交互建模方法

在总结分析现有断层建模方法的基础上,提出一种基于广义三棱柱（GTP）的断层三维交互建模方法（岩柱体分区RPBP建模法）．该方法以钻孔数据为建模主体数据源,主要步骤包括：根据钻孔孔口数据点与断层露头约束,按约束Delaunay法则生成地表不规则三角网（CD-TIN）;判断地质体内断层的类型及断层构模的优先级顺序,建立岩柱体界限三角形;以界限三角形为依据建立断层实体模型．软件实验表明,该方法能便捷可靠地实现包括正、逆断层及其相互切割的各类复杂断层系的三维交互建模．     

多相流数值模拟中复杂地质体网格剖分实现技术

考虑到复杂地质体的网格化剖分建模技术对多相流体数值模拟精准度的影响,提出了基于布点法构建任意多边形、任意约束的PEBI(Perpendicular bisection)多约束、交互式网格剖分实现技术与网格生成算法。网格生成过程包括五个方面:布点;三角剖分;查找不合格三角形,调整点布局;生成泰森多边;进行拓扑重构,生成二维、三维PEBI网格。剖分过程中将直井、水平井、断层等各种约束分别概化为点、线、区约束,基于泰森多边形的拓扑重构,完成PEBI网格的生成。将剖分算法耦合到作者前期开发的可视化建模软件TOUGHVISUAL上,并应用于几种典型复杂情况下地质体网格剖分建模,应用结果显示了本文方法的科学实用性和操作简便性。     

一种基于Graham三角剖分生成Delaunay三角网的算法

目的提出一种基于Graham三角剖分生成Delaunay三角网的算法,加快Delaunay三角网的生成速度.方法首先按Graham扫描法对平面散乱点集进行排序,然后将排好序的点通过可见点的判断连接成Graham三角网,最后利用拓扑结构快速进行优化,使其成为Delaunay三角网.结果通过500至10000个点的测试,表明这种基于Graham三角剖分生成Delaunay三角网的生成速度快于传统基于凸包生成Delaunay三角网的生成速度.结论采用可见点表的数据结构以及利用点、边、三角形的有序性的特点构建Delaunay三角网,是提高建网速度的关键.     

约束Delaunay三角网格生成地质构造模型

建立数字化地质模型,能够提供多角度、多细节的观察手段,提高油气资源评估的准确性,方便不同领域的专家的交流和协作.采用逐点添加、局部优化的Watson算法,能够生成包含边界、断层、离散数据点的约束Delaunay三角网格,用约束Delaunay三角网格生成地质区块的多个地质层面模型,并组合成闭合的三维地质构造模型,为地质勘探数据的分析和数据场的可视化提供了重要的基础.     

基于凸包切割的不规则三角网及其邻接关系的生成算法

不规则三角网（TIN）是一种重要的数字高程模型,它一般是基于离散采样点来构建的;构建TIN的算法可归结为由二维平面内的离散点生成Delaunay三角网.目前有很多Delaunay三角网生成算法,但不足之处是已有的算法对三角形之间邻接关系的维护缺乏具体的论述和明确的约定.作者按照凸包切割的思想提出了一种完整的算法,并对三角网的生成和三角形邻接关系维护的具体步骤和约定做了详细论述.编程实验表明：本算法能够正确地将凸包剖分为三角形,且能够保证三角形之间具有正确的邻接关系;当将剩余的非凸包顶点的离散点插入已有的三角形时,仍能保持三角形之间的正确邻接关系.     

基于凸包切割的不规则三角网及其邻接关系的生成算法

不规则三角网(TIN)是一种重要的数字高程模型,它一般是基于离散采样点来构建的;构建TIN的算法可归结为由二维平面内的离散点生成Delaunay三角网.目前有很多Delaunay三角网生成算法,但不足之处是已有的算法对三角形之间邻接关系的维护缺乏具体的论述和明确的约定.作者按照凸包切割的思想提出了一种完整的算法,并对三角网的生成和三角形邻接关系维护的具体步骤和约定做了详细论述.编程实验表明:本算法能够正确地将凸包剖分为三角形,且能够保证三角形之间具有正确的邻接关系;当将剩余的非凸包顶点的离散点插入已有的三角形时,仍能保持三角形之间的正确邻接关系.     

一种Delaunay三角网的改进生成算法

Delaunay三角网在地理信息系统等领域有着广泛的应用,通常被用于生成不规则三角网(Triangular Irregular Network,TIN)模型,并被用于描述地表的形态.基于传统的逐点插入法,提出一种改进的Delaunay三角网生成算法,通过合理的数据结构与拓扑关系,建立新生成的三角形之间以及点插入前后三角形之间的联系,优化三角形定位过程.首先通过点集凸包生成若干个初始三角形,然后依次插入各点,新点的三角形定位从前一插入点所在的三角形开始,可大幅缩短三角形定位过程的搜索路径,快速定位到新点所在的三角形,当所有点均插入后,最后对整个三角网进行局部优化.实践表明了该算法的高效性和稳定性.     

基于虚拟三角网与坡度滤波的LIDAR点云数据滤波方法的研究

LIDAR(Light Detection and Ranging)技术由于其在数据获取和处理上的高度自动化,正广泛地被应用于各种地形数据的获取。LIDAR数据是目前最为理想的生产DEM的数据源,利用机载激光雷达获取DEM数据是机载激光雷达最为直接的应用。本文提出了一种将虚拟三角网与坡度滤波相结合处理LIDAR点云数据的方法,该方法将虚拟三角网的概念用于LIDAR滤波,避免了LIDAR点云内插或者平滑造成的信息损失。在虚拟三角网中进行初始地面点的选取,再由初始地面点生成的初始表面模型,通过坡度滤波可快速提取地面点。     

EEG/MEG计算模型中剖分方法的研究

提出了一种适合于构造脑电／脑磁（EEG／MEG）数值计算模型的三角形网格剖分方法。包括头部各组织轮廓点集的生成，用量短对角线法重建三维网格模型－－过约束点的剖分算法，并分析了自适应三角网格剖分的方法。     

基于TIN不连续地质体的三维构模及动态显示

讨论了 MGIS中与煤矿地质信息相适应的三维地层数据库管理系统 ;给出了用于煤矿中不连续地质体三维构模的 TIN的生成及其动态修改算法 ;介绍了三维地质仿真系统的组成及其功能     

面向矿区复杂地质体的四面体生成算法

地质学及矿山研究对象主要特点是结构复杂、非均质、各向异性，四面体网格生成面临的关键技术难题是生成的四面体网格必须保证各个单一地质体边界的一致性．为解决以上问题，本文提出了一种基于面扩展的快速Delaunay四面体网格生成的分治算法，算法首先将地质模型分解为多个简单地质体，利用给定的边界数据样点将这些单一地质体边界进行三角剖分，然后从边界三角形开始递归生成各个简单地质体的四面体网格，最后再将各个简单地质体网格合并为一体．本算法生成的四面体网格可保证多个地质体边界一致，避免四面体单元重叠，且大部分四面体网格符合Delaunay法则．     

油藏任意约束平面域PEBI网格的生成算法

针对油藏任意约束平面多边形区域提出了一种实用的局部正交化网格（PEBI）生成算法。首先对边界顶点和区域内部散乱点按扫描方式排序，依次扫描各点生成新的三角形，再扫描新生成的三角形中不满足Delaunay准则的三角形，进而不断的处理这些不合理三角形最终完成整个区域的三角网格化，最后连接每个三角彤的外接圆圆心生成PEBI网格。剖分过程中采用了弹性平滑和对角线交换优化方法，很容易实现局部区域的最优化剖分。通过平面映射法就可以应用到油藏的三维PEBI网格剖分，因此本算法具有很好的可操作性和实用性。     

基于Loop细分算法的人体模型网格平滑

网格平滑是实现三维模型离散造型的主要方法。为了实现数字人体几何模型的光顺效果,本文提出一种基于Loop细分算法的三维人体模型的网格平滑方法。细分曲面是用低分辨率的控制网格和定义在控制网格上的一种细分规则来表示曲面的,它能有效改善三维人体几何模型的表面不光滑以及分辨率低的缺点。实验证明,该方法对基于参数化建模方法的、多曲率网格人体模型取得了很好的效果,实现简单高效,特征保持效果也很好。     

结合网格补洞和曲面拟合的龋齿修补方法

该文基于医学数据处理软件Mimics系统,提出并实现了一种结合三角网格补洞和B样条曲面拟合的龋齿修补方法.首先在Mimics系统中提取牙齿表面的离散数据,并导出PLY格式的三角网格,通过对龋齿网格数据的孔洞边界提取和三角网格孔洞修补,得到完整的三角网格数据.然后采用网格数据进行分割、参数化和最小二乘拟合,求得B样条曲面...     

基于照片序列快速三维表面网格模型的生成算法

针对传统的基于体素的重构方法复杂度高、信息利用不充分的问题，提出了基于光线求交的三维表面多边形网格模型的生成算法，一方面使得点的生成复杂度仅与物体表面积相关，另一方面物体的空间结构信息在点重构过程中被记录下来，用于多边形网格的生成，避免了传统算法中将表面点集完全作为散乱点处理所造成的信息浪费，在不损失精度的情况下，大大减少了重构网格模型所需的时间。     

水利水电工程3维地质建模系统一体化设计

针对水利水电三维地质建模软件在地质信息数据库与建模系统分离的弱点,提出结合三维地质数据库与三维建模软件交互设计的方法,并在CATIA软件上开发了适用于水利水电工程的三维地质建模平台。利用Microsoft SQL 8.0软件建立了三维地质建模数据库,能实现数据录入、查询、删除、EXCEL模版导入导出等功能,利用Visual Basic.net软件搭建了三维地质建模平台,包括三维地质建模中所需的覆盖层、地质层、水文层、模型分析等基本模块,并将三维地质建模数据库嵌入到三维地质建模平台中,实现钻孔数据导入、虚拟钻孔、以及三维地质模型的任意剖切出图等功能。实现了三维地质建模数据库与三维建模平台一体化的设计理念。     

基于点云数据的主成分分析重构表面算法

提出一种基于三维点云数据的主成分分析重建三维表面模型的方法,该方法利用基于主成分分析的动态聚类方法对三维扫描数据进行聚类,进而对点云数据重构一点片,研究在局部利用二维三角网构网技术构建三角网,然后在考虑局部三角网边缘一致性的基础上组合成整体三维表面模型的算法。应用实例表明,该算法能有效地完成重建物体三维表面模型。     

像控后处理倾斜摄影三维建模方法研究

无人机倾斜摄影三维模型的精度是衡量模型质量好坏的重要指标.常规的倾斜摄影三维建模需要先布设像控点,作业效率低且维护成本高.无像控建模不需要布设像控点,航测效率高,但精度较低.本文以南京信息工程大学东苑为实验区,研究了一种像控后处理倾斜摄影三维建模方法.结果表明:1)基于像控后处理建立的三维模型与常规方法建立的三维模型精度基本相同,平面中误差、高程中误差均小于0.05 m,满足高效率、高精度、低成本的建模要求;2)像控后处理建模避免了制作和维护像控点的过程,同时基于已有高精度三维模型选择像控点并提取坐标,提升了像控点选择的科学性并降低了外业测点的工作量;3)该方法在城市、乡镇及其他道路丰富地区高精度三维实景模型定期更新上具有较好的普适性.     

空间趋向曲线引导的网格曲面拼接

为了解决三维造型中的曲面拼接问题,提出基于空间趋向曲线的网格曲面拼接方法.该方法有效地结合边界曲面的延伸信息,简单高效地构造光滑的过渡曲面;通过对两待拼接曲面边界点参数归一化,由参数聚类,建立曲面边界之间的匹配点对关系;在每对匹配点对之间构建由Bézier表征的空间趋向曲线,使空间曲线在对应点对上与待拼接曲面保持二阶连续;对空间趋向曲线族进行离散化和三角化,得到光滑的过渡曲面.结果表明,与其他传统方法比较,该方法在曲面拼接应用中具有高效可靠的优势.     

Application of 3D Visual Techniques in Daliuta Coal Mine

3D visualization is one of major problems in ＂Digital Mine＂ theory and its technological research field. Through the observation of 3D geological models, spatial structural information, connected with the information of production management hidden in geological data, could be detected. In order to meet the requirement of more efficient coal exploration, a case study of geological characters of the Daliuta Coal Mine is presented in which 3D visual models of the ground surface and geologic bodies are established on the basis of data models and data structures of 3D geology modeling. The main conclusions of this study are as follows： （1） Through analysis and organization of spatial discrete data, the drillhole database is designed with the data of the Daliuta mine; the connections amomg drillhole data are realized and displayed in a 3D environment. （2） Combining real data of the Daliuta mine, drillhole visualization is realized in a 3D environment by using the CoalMiner system. （3） The ground surface modeling of the Daliuta coal mine adopted a surface-data model and a TIN data structure. （4） 3D models of coal seams and rock formations of the Daliuta mine are established, which provide a method for the simulation of complex surfaces of geologic bodies. In the end, the models are applied to the Daliuta coal mine and the result shows that better geological effects are obtained.