基于OpenGL的三维地质可视化研究

构建三维地质模型并强调其可视化是近年来研究的热点问题.介绍了在VC 开发平台上利用OpenGL建立地质体三维模型的可视化系统,并以沈阳浑南新区实测数据为例展示三维模型的显示效果.     

基于MicroStation平台的三维地质建模探讨

基于Micro Station软件开发平台,采用MDL二次开发手段,结合工程地质条件特有的复杂性,建立地形图形库、钻孔数据库、构造数据库等基础数据库,通过链接相关数据库进行空间插值分析,建立各岩层标志层的曲面,最终形成三维地质模型实体。利用数据及图形处理功能,从研究工程三维地质建模的流程及关键点出发,探讨一套适合三维地质建模的理念,展示了三维地质建模及可视化的效果。     

基于大数据技术的云端城市地质三维可视化框架

为了解决大型城市地质三维模型可视化面临的数据容量巨大、模型处理时间长、三维渲染慢、客户端对硬件依赖过高等问题,本文提出了一种基于Spark大数据技术搭建的云端城市地质三维可视化平台,包括数据存储层、数据调度层、云端渲染层、终端可视化层。对城市地质使用的地学大数据采用“纵向分层、横向分块”策略进行自动划分,在三维模型计算及三维可视化过程中,采用Spark Streaming+GPU的快速并行计算和任务调度,可高效地自动完成三维模型的分布式渲染、集中融合和可视化展示。在“地质云”中使用5台高性能云主机构建了城市地质三维可视化平台原型,采用雄安新区的地质、钻孔、高精度网格、倾斜摄影等约410GB的数据进行实验。经在线验证,无三维引擎的客户端访问云端的城市地质三维可视化计算平台,每秒可渲染并返回30帧三维图像,人机实时交互流畅,形成的这种新型“终端发请求、云端三维算”模式将对虚拟化城市地质走向实际应用起到重要的推动作用。     

煤矿区域措施钻孔三维反演系统开发

区域措施钻孔抽放煤层瓦斯是煤矿治理瓦斯的重要手段。随着钻孔数量的增多，二维CAD图已经不能清晰显示钻孔的布置情况，需要开发一套可实现钻孔三维可视化的软件系统。基于GIS二、三维开发平台，采用软件工程方法，首先设计了一套适应于实际应用场景的钻孔三维建模数据获取流程和建模思路，然后利用钻孔三维建模数据成果反演得到煤层三维模型，最后使用一种基于钻孔密度分析的体元栅格模型，实现了钻孔控制效果评价。软件系统开发完成后，通过试验矿井工作面的实际应用，取得了较好的三维反演效果。研究表明，从二维到三维的提升，更加直观、可视化地展示了钻孔施工情况。通过煤层三维反演和钻孔控制效果评价，为检验区域措施是否执行到位、制定区域措施钻孔补孔方案提供了可靠的软件工具和技术手段。     

矿山钻孔三维模型构建与可视化方法

为了建立矿床三维地质模型,研究了基于矿山钻孔数据的钻孔三维模型构建及可视化方法。采用与平台无关的SQLite嵌入式数据库管理钻孔数据,设计了钻孔数据的孔口、样品分析、测斜和地质岩性等4个表结构,分析了建立钻孔三维模型时钻孔数据存在的2种错误类型。将钻孔轨迹曲线转化为折线,给出了均角全距法、全角半距法等2种钻孔轨迹折线计算公式。采用钻孔图形关联属性数据表的数据结构来存储钻孔三维模型,利用点和直线段分别存储钻孔孔口和样品的空间位置数据,数据表存储图形对应的钻孔编号、样品元素品位、体重等属性值。以多段线表示钻孔轨迹,并通过文字、颜色、图形等多种方法实现钻孔属性数据在三维空间的可视化。基于Hoops 3D框架对以上算法进行了实现,并建立了某铜矿32#~56#勘探线钻孔三维模型,根据钻孔轨迹和铜元素品位的可视化结果,圈定了勘探线剖面的铜矿体边界。结果表明,所提出的钻孔三维模型构建方法准确可靠,有助于提高地质分析、矿床地质建模的效率。     

寺河煤矿瓦斯抽采钻孔三维可视化应用分析

采用虚拟现实和表面建模技术,以矿井瓦斯抽采钻孔实际数据为基础,建立瓦斯抽采钻孔三维效果展示及分析平台,可以自动分析地面钻孔、千米钻孔、普通钻孔等多种钻孔施工参数及探测数据,通过现场瓦斯钻孔三维可视化应用分析,提升了矿井瓦斯抽采技术和管理水平。     

基于虚拟现实技术的临汾采空区综合勘探信息管理系统设计与实现

为满足临汾市煤矿采空积水区综合勘探成果三维可视化的需要,收集整理了矿区图纸资料,利用VRMine和3ds Max软件进行了三维建模。在此基础上,利用三维可视化技术对三维地质体、巷道以及煤矿设备三维可视化方法进行了研究,设计了三维地质体模型编辑及综合显示软件平台,开发了基于浏览器的三维地质体模型展示及处理相应业务的网页信息管理系统,形成了从资料收集整理、模型制作、三维展示到应用的综合勘探成果完整的三维可视化流程。     

基于3DMine的大厂铜坑矿钻孔三维可视化管理

大厂铜坑矿经过多年的地质勘查工作,保存了大量的钻孔编录。大厂铜坑矿基于3DMine软件,对钻孔数据进行收集整理,建立了钻孔数据库。通过3DMine三维显示平台,实现钻孔三维可视化管理。     

洪泽湖北部黄泛区三维地质建模及可视化系统的应用研究

传统地质调查存在信息庞杂、叠加失真和评价失效等问题,难以应用于工程决策中,而大量勘察工作所积累复杂多样地质数据,也给工程顺利进展带来极大困扰。以洪泽湖北部黄泛区（泗阳县）为例,从三维地质建模系统及可视化的概念出发,探讨了基于钻孔数据的三维建模的一般过程,包括数据库建立、系统开发、信息查询与管理、三维模型建立及可视化分析。研究得出,基于Access数据库建立了综合地质数据库,实现了数据库和软件的基本功能;基于Sakia3D平台,采用“钻孔—层面”模型方法,建立了泗阳县三维地质模型;研发了基于三维模型的剖面分析和专业剖切分析功能。研究提高了软件可操作性,节省了工程造价,缩短了工期。     

基于ArcGIS的矿山地质体模型构建方法

矿山三维地质建模及可视化技术己经成为实施数字矿山战略的关键技术,但以矿山软件建立的三维地质模型难于被GIS软件建立的数字矿山信息平台兼容。文中利用ArcGIS软件对以钻孔数据建立三维地质体的方法进行了详细论述,解决了矿山数据共享的难题。     

基于钻孔数据的地球深部科普服务平台建设研究

为积极响应“向地球深部进军”的号召。通过对地震资料与地质钻孔资料综合解释的方法进行思考,采用地震资料构建地下整体三维模型,运用钻孔数据对所构建模型进行精确解释,利用“互联网+地质+科普”的方式对地球深部科普服务平台的建设进行了设计。本次重点研究了钻孔数据的科普与服务,对平台的总体架构、实现方式等进行了详细说明,并对部分功能示例进行了展示,为今后扩大地质钻孔资料利用范围提供了方向。     

基于3DMine的矿山真三维可视化构建

露天矿真三维可视化是矿山数字化的重要组成部分。真三维可视技术以3DMine软件为平台,集地质、测量、采矿、管理为一体,综合运用数字化技术、图形技术、计算机技术等,用一定的方法建立矿床地质模型,对某一地区的地质地形进行准确而详细的描述,具有对地质地形信息存贮、查询、修改、计算地质储量、绘制地质地形图件,进行地质分析等功能的信息系统。它通过将各种地质信息以数字的形式载入数据库来加以成图,能够直观的反应出矿山的三维可视化图像,很大程度上方便的了矿山的总体设计、储量计算及矿山的管理。本文以义煤集团青海公司木里矿为例介绍了我公司在此软件的基础上实现真三维可视化的基本原理、方法及应用情况。     

城市三维地质建模在砂土液化分析中的应用:以通州为例

以城市区域地质、钻孔、剖面等数据为基础,结合3DGIS方法技术、3D可视化技术以及一系列有关城市地质特征的描述、模型、分析评价的方法,利用三维建模理论构建研究区3D地质体模块,并在3D可视化下综合解析城市的砂土液化,将城市地质工作和城市规划结合,构建一个城市三维地质信息系统,提高城市地质工作的研究水平。以通州地区为例,结合砂土液化灾害理论知识从三维角度进行地质稳定性评价,划定通州区地下潜在砂土液化灾害区域,为后续灾害防治工作提供决策依据。     

基于单向约束TIN的层状地质体三维建模

在分析了三维地质建模研究现状的基础上,对前人提出的含断层信息的三维地质体建模进行了改进和简化,并根据矿山地质数据的特点和实用性需要,研究了基于单向约束TIN的三维层状矿床地质建模原理和数据模型,以及模型的可视化方法。最后,设计并开发出基于Windows平台的三维层状矿床地质建模原型系统软件,并进行了模型的验证。     

XML技术结合Surpac软件实现矿体三维可视化

利用XML技术对地质钻孔数据进行编码,并使用Oracle数据库的XMLDB技术及其组件实现钻孔信息的数据库管理,然后以此数据库为Surpac软件的后台数据库进行矿体的三维可视化。     

三维地质模型的交互可视化实现方法

基于广义三棱柱所构建的三维地质模型，借助辅助线段实现了地质模型中任意点的交互精确选取，并在此基础上研究了任意交互剖切、虚拟钻探、虚拟开挖、虚拟漫游和图属查询等三维交互可视化实现方法。最后，以北京市中央商务区（CBD）相关工程地质资料进行了实际应用，验证了可视化方法的实用性与可行性。     

边坡地质环境三维建模在新桥硫铁矿的应用

基于成熟的ARCGIS9系列平台,对新桥硫铁矿边坡地质环境主要数据进行分析、归类,构建了面向对象的新桥边坡地质环境数据库。利用虚拟钻孔,采用基于TIN的多层DEM建模方法构建三维地层模型并实现三维地层可视化。不仅为观察和分析地质现象提供了新的方法,而且为后续的边坡稳定性研究提供了可靠的资源和平台。     

矿山岩体破坏失稳预警云平台的搭建与应用

为实现矿山多源地质力学信息集成及矿山工程地质灾害预警,基于Java的轻量级框架Spring Boot及地理信息系统软件SuperMap搭建了一种包含矿山地质力学观测、监测数据可视化查询、岩体破坏失稳预警及预测3个模块的矿山岩体破坏失稳预警云平台,并将其应用于大孤山铁矿。研究表明:①以倾斜摄影测量数据、地质钻孔数据为基础建立了矿山三维模型,基于该模型开发了距离测量、面积测量、坡度测量、岩体结构面识别统计等功能,并结合Hoek-Brown准则建立了矿山岩体力学参数数据库,实现了岩体力学参数空间分布的三维可视化;②针对矿山环境复杂、监测设备及监测数据类型多样的特点,建立了高效、稳定的矿山多源监测数据实时远程传输与存储方法,实现了矿山多源监测信息在统一平台下的可视化查询;③基于矿山监测数据,分别应用模糊综合评价方法及时间序列模型对岩体破坏失稳的风险等级及监测数据未来的发展趋势进行了评级和预测,实现了岩体稳定性评价,为矿山灾害防控提供了决策依据。     

基于三维建模的煤矿瓦斯抽采钻孔设计

 阐述了煤矿地层体建模方法,基于煤矿地勘钻孔建立了钻孔数据库和三维地层模型。分析了煤矿巷道三维建模方法和巷道三维模型数据库的建立,利用工程数据和地测数据建立了三维巷道。基于3DMAX软件平台开发了煤矿瓦斯抽采钻孔三维设计软件;该软件可以快速、准确绘制瓦斯抽采钻孔并优化钻孔设计,减轻了工程设计人员设计工作量,提高了劳动效率;并为瓦斯抽采钻孔现场施工实现“安全钻、效率钻、经济钻”目的提供了科学参考。