基于钻孔数据的矿体三维可视化研究与实现

建立矿体三维可视化模型是数字化矿山的重要内容，对矿山生产、地质分析有着十分重要的作用.提出了基于钻孔数据的断面 不规则三角网 广义三棱柱(Section Triangle Irregular Net Generalized Tri Prism，Section TIN GTP)混合矿体建模方法，该模型既可以用TIN表示矿体的表面模型，又可以用GTP表示矿体的内部实体结构；利用边界轮廓控制点的对称性，提出了基于领域知识的由剖面轮廓构建三维模型的快速算法；并设计实现了矿体三维建模系统，该系统通过自动绘制和交互式修改勘探线剖面图将专家的知识经验融入实际的矿体建模中，提高了矿体建模的精度；最后利用该系统展示了一个实际矿体的三维可视化模型.     

基于层面模型的矿床三维可视化及应用

鉴于目前矿山地质体三维建模技术的重要性与日俱增,设计一种由钻孔数据构建层面模型的三维可视化方法.该方法以钻孔资料为建模的源数据,以ArcGIS软件为技术平台,经过对钻孔数据的提取和处理等流程,分别建立每个层面模型并叠合形成矿床的三维可视化模型.建模实验表明：该模型存储效率高,可以很好地顾及地形特征.最后给出模型的应用实例.     

辽东白云金矿地质体三维模型的构建与储量估算

矿体三维模型是数字矿山的基础,是矿床的数字表征。在收集和整理研究区的地质图、地形图、地质剖面图、钻孔柱状图的基础上提取钻孔数据（样品信息表、钻孔形态表、钻孔位置表）,建立地质空间数据库,借助于Minexplorer探矿者软件建立地表模型,并依据地质空间数据库生成三维钻孔,通过定义剖面,圈定单工程矿体,连接主要出露地层、控矿构造与蚀变带,编辑剖面,连接曲面,封装成体等过程,构建出地质体的三维数字模型,实现其三维可视化。然后采用截面法、块段法、距离加权法对矿体进行储量估算并与矿山实际勘探获得的产量进行对比分析。结果表明,本矿区距离加权法计算的结果相对误差最小,同时也反向验证了三维矿体模型构建的准确性。     

面向钻孔数据的层状矿体三维建模及其可视化

目的根据钻孔数据构建层状矿体三维模型.方法利用“断面-TIN-GTP（General-ized Tri-Parism）模型”,基于领域知识的快速层状矿体三维模型构建算法DK-Section2TIN,通过引入专家知识或经验交互式地修改勘探剖面图,构建矿体三维模型.结果通过实例说明矿体三维模型估算的矿产储量、品位估算与实际开采的误差很小,构建的矿体三维模型能够真实地反映矿体的空间分布状态,预测矿产储量、品位等.结论（1）基于领域知识的“断面-TIN-GTP模型”构建的矿体三维模型,能够将计算机的自动处理与专家的知识和经验相结合,实现了基于专家领域知识的交互式层状矿体的建模;（2）提出的层状矿体三维模型构建算法DK-Section2TIN,提高了层状矿体三维模型的构建速度,通过实际生产数据验证,构建的矿体三维模型能够真实地反映矿床的实际情况.     

基于ANN-NURBS的散乱数据点自由曲面重构

探讨了曲面三维密集散乱点数据的几何建模方法。按照先压缩后拟合的两步方法重构策略，实施基于ANN-NURBS的散乱点自由曲面重构。提出了基于人工神经网络(ANN)的散乱数据点的拓扑矩形网格重建方法并建立了神经网络模型。该模型利用神经元对曲面散乱点的学习和训练来模拟曲面上的点与点之间的内在关系，结点连接权矢量集作为对散乱点集的工程近似化并重构曲面样本点的内在拓扑关系。算例表明，该方法可实现三维密集散乱点数据自组织压缩，生成期望疏密程度和精度的矩形拓扑网格，并可有效保持原数据点集的拓扑特征，从而实现了基于NURBS的大规模散乱数据点的精确曲面重构。     

复杂地形三维数值建模研究

在FLAC3D数值模拟中,三维数值模型准确与否是决定预计结果精确程度的关键因素.为了建立较为准确的三维数值模型,提出了2种建立三维数值模型的方法.方法1是曲面拟合法建立三维数值模型,该方法具有建模速度快、便于编写通用程序等优点,但如果地形复杂到不能用空间曲面表达时,方法1不适用;方法2为三次样条插值法建立三维数值模型,该方法能建立任何形状的空间数值模型,但前期处理工作量大,建模速度慢是其缺点.通过工程实例说明了2种建模的方法与步骤.     

基于神经网络和遗传算法的网络安全事件分析方法

传统网络安全事件分析方法较多依赖人工干预,针对该问题提出了一种具备更高自适应能力和自动化程度的网络安全事件分析方法,利用神经网络模型对多种异构事件源产生的数据进行分析,按照不同攻击场景自动分类,基于分类结果提取规则项,利用遗传算法自动生成针对不同攻击场景的关联规则. 实验结果表明,该方法可自动完成事件分类和关联规则生成,是对传统方法的有效增强和改进.     

基于模糊聚类建立模糊模型的新方法

为了实现自动建立Mamdani模糊模型,提出了一种基于局部数据密度的新方法.该方法采用局部近似隶属函数的模糊聚类算法对数据进行学习,从而挖掘出潜在的模糊规则集和隶属函数的参数,实现自动建立Mamdani模糊模型.在聚类时,不需要事先指定类的数目,确定类中心的同时能自动识别噪声,因此在建模时不需要做额外的去噪声处理.使用该方法对交通信息预测进行了仿真实验,结果表明本文提出的模糊建模方法行之有效.     

基于边特征的点云数据区域分割

为了提高反求工程建模的效率,提出了一种基于空间栅格的区域分割方法.该方法采用二次抛物面模型计算散乱数据点的曲率,利用空间栅格结构建立散乱点的拓扑关系,根据栅格中数据点与栅格中心点的相对位置计算栅格曲率以及相邻栅格间的曲率差值,由曲率差函数判别并抽取边特征栅格.通过特征栅格的空间位置与曲面栅格的连通性实现了空间散乱数据的区域分割. 工程应用实例表明: 该方法能够直接处理点云数据而无需构建三角网格,具有运算简单,稳定性高等特点.可有效解决具有曲率突变性的点云数据的区域分割及特征提取问题.     

带精细属性特征的矿体实体模型动态构建方法

以地质统计学理论为基本工具,以三维栅格形式的矿体块体模型向其矢量形式的矿体几何结构模型转换,提出了一种矿体实体模型构建方法——克里格块体（KB）法.该方法对矿体内部相对稳定的矿石属性的空间分布情况进行了详细考查和评估;对特定约束条件下矿体三维块体模型的外部形态进行提取和重构,实现矿体实体模型的动态构建、更新及其表面地质属性的精细表达.理论分析和实际应用结果表明：对于大数多矿山,KB法都能够达到所期望的动态建模效果.     

基于机载LiDAR数据的建筑物点云提取

LiDAR技术是快速获取地面及地物三维数据的新型测绘技术,也是近年来进行城市三维建模的一种重要手段,而对建筑物的提取是城市三维建模的重要步骤。为了从原始机载点云中有效地提取出城市建模所需要的建筑物点云,在常用机载LiDAR滤波与点云分类思想的基础上,提出了结合面积与斜率两特征参数的区域增长算法,实现了高大植被与建筑物点云的有效分离,完成了建筑物点云的提取。通过设定合理的面积阈值与斜率阈值,结合具体的数据通过该算法获得了较好的提取效果,最后对提取方法及效果进行了客观分析与评价。     

高速列车车头表面三维重建算法

针对现有三维重建方法在高速列车车头三维表面重建中存在二义性的问题,提出了一种改进的泊松曲面重建算法来对高速列车车头进行表面三维重建.采用混合滤波器对点云数据进行预处理,采用改进的罚函数对泊松曲面重建算法进行最小化,通过改进阈值法消除等值面提取时的二义性,实现了对高速列车车头表面较为精确的重建.结果证明,该方法具有较高的重构精度与效率,对于高速列车车头的三维重建具有良好的适用性.     

基于Crust算法的虚拟人台重建

对三维人体扫描数据进行精简处理并依据关键点提取半身人台数据.利用Voronoi图和Delaunay三角剖分的性质,在Matlab的平台上实现了经典的Crust曲面重建算法并得到基于真实人体的三维个性化人台模型.本文的建模方法便捷、准确,为建立大量个性化人台模型奠定了基础.     

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．     

寻找三维散乱数据点拓扑结构的一种算法

以三维坐标测量机测量得到的曲面数据点点云为基础，提出了一种基于包围盒的自动寻找三维散乱数据点之间拓扑结构的算法。该方法根据三维点集的分布特点，将实体表面的采样点分布到正六面体包围盒中，利用包围盒空间分割原理，建立点集之间的拓扑结构关系，并根据采样点密度，剔除噪声点，提高了曲面重建的准确性。     

基于离散光滑理论的高精度三维模型构建方法

三维建模包括地表和地下空间两个方面,模型精度不仅是评定建模性能的重要指标,更是工程方案比选和工程预算的重要依据.在综合分析多种三维建模方法的基础上,提出了一种基于离散光滑理论的高精度三维地质体高精度建模方法,通过综合利用测量、钻孔、物探等数据及其相互间的相关性,对地质体对象进行联合建模.利用原始钻孔数据的某一类地层进行插值,计算得到原始钻孔数据与插值拟合结果之间的几种残差,并进行分析比较,进而得到各地质区域的构造模拟结果及其置信区间.利用某水电工程中的测绘和地质的实际数据进行了实验验证,从结果来看,该方法不仅能更高精度地拟合出三维地表模型,而且能构建复杂的地质构造,辅助工程勘察设计、岩土计算等应用.     

基于标准模型的三维人脸建模与控制

提出了一种通过两幅正交人脸照片合成三维人脸模型的方法.该方法依据MPEG-4标准定义的特征点标记照片,将其与三维标准模型的特征点进行匹配调节,然后采用铰线形变方法对网格化正面照片进行曲面化,进而将曲面化的三维人脸与标准三维模型合成得到真实感人脸,在此基础上通过三维坐标驱动实现人脸的表情控制,最后通过实验验证了该方法的有效性.     

基于数字化三维人体模型的女装基础版型关系模型的建立

采用三维人体数据扫描技术,以爱华8号女性人台为研究对象,通过三维人体扫描技术获取扫描数据,在该数据的基础上进行数据提取与版型建模.结合传统的平面版型设计方法对三维版型进行分割线设计并展平修正,建立基于数字化三维人体模型的女装基础版型关系模型.为了验证模型效果,将女装基础版型关系模型生成的版型1:1打印并制作样衣,通过样...     

基于地质体产状特征及建模数据特点的三维地质建模方法探讨——以安徽月山矿田为例

基于Go CAD软件,对月山矿田的地质体进行几何建模,对于不同产状的地质体及不同的建模数据来源,选取了相应的方法进行建模研究。对于产状稳定的矿体,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,或基于交叉剖面数据,以拆分曲面多源数据约束优化的方法建模;对于法向稳定的地表,基于多源地形数据,采用边界约束下的点集TIN剖分建模;对于法向稳定的地层及断层,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,并在地表约束下融合、优化;对于分支复合的岩体,基于交叉剖面数据,以Section-TIN法及平行曲线组法构面,并在多源数据局部约束下优化。所建模型高度吻合原始数据且光滑逼真,对于地质体展布特征多样化,建模数据多来源条件下,如何选取合理有效的方法进行三维地质建模提供了参考。     

采用三次NURBS曲面构造鞋楦模型及刻楦仿真

为实现鞋楦曲面的精加工,基于复杂曲面实物的几何模型反求方法,从鞋楦实物模型得到其数字化模型,提出了一种可控精度的鞋楦曲面模型重构方法.利用三维实体激光扫描仪测量获取点数据,基于小波变换原理采用无偏似然估计对鞋楦原始测量点数据进行降噪平滑处理,采用三次非均匀有理B样条（NURBS）曲线表示鞋楦u、v向表面曲线,由此得到三次NURBS曲面并拟合鞋楦表面.建立了鞋楦数学模型,采用等残留高度法计算无干涉刀位轨迹,并基于Unigraphics平台虚拟刻楦进行数控（NC）程序仿真验证.仿真结果表明,该重构方法使鞋楦曲面精度可以调节,根据不同加工效率要求方便地计算刀具轨迹.误差分析结果表明,与设定鞋楦加工精度相比,产生的误差控制在允许范围内.