基于钻孔数据的三维地质建模及可视化系统3DGMS的设计与实现

矿山三维地质建模及可视化是实施数字矿山战略的关键技术,其软件系统的研究与实现对于矿山企业的可持续发展具有极其重要的意义.基于OpenGL图形库和VC++6.0开发平台,从系统目标要求、体系结构和功能模块等几方面设计和开发了基于钻孔数据的三维地质建模及可视化系统3DGMS,实现了地层、矿体、断层、地表和巷道等三维模型的创建与可视化显示,以及灵活的三维视图控制和针对地质模型基本的空间查询、量算、空间剖切、动态模拟等空间分析功能,为我国矿山三维地质建模及可视化软件的设计提供了参考,有益于促进我国矿山信息化的建设.     

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．     

基于Web 3D的钻孔运动轨迹三维建模关键技术

钻孔数据是地质研究的基础数据,广泛应用于石油、煤炭、地质勘查等行业。利用钻头在地下不同深度的三维坐标数据结合虚拟现实建模语言(VRML)与Web技术,形成基于B/S架构的钻头运动轨迹自动建模与成图系统,实现在网页界面中自动形成并显示钻头运动轨迹的功能。文中的钻孔三维建模方法准确可靠,可实现在浏览器界面展示动态三维钻孔运动轨迹和水平投影,直观地显示出钻头在地下的运动轨迹和钻孔水平偏斜程度。     

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.     

3D GIS支持下的城市三维地质数据管理与服务系统研究

城市地质数据的数字化管理与服务是“数字城市”工程的重要内容．3D GIS将在未来的城市数字化建设中扮演核心角色．介绍了3D GIS的发展现状及应用前景．详细讨论了基于3D GIS构建的城市地质数据管理与服务系统的设计思路和结构功能，在分析城市三维地质数据多种建模方法的基础上，采用一种基于TIN和TEN的混合数据结构来构建城市三维地质数据建模系统．另外，针对城市三维地质数据的特点，探讨了城市三维地质海量数据的采集与管理、城市三维地质数据信息的Web发布等重要问题，力求为系统的最终实现提供完整的解决方案．     

田野考古GIS数据模型研究

以田野考古发掘中的各种三维空间对象为研究背景，进行详细的数据对象分类与描述．基于面向对象的思想，在进行田野考古三维现象剖析的基础上提出了适合考古发掘对象的矢量与栅格集成的混合数据模型，并以地层模型和地物模型分别加以描述和建模，论述了建模方法，即结合地层数据源类型，进行基于多层DEM与QTPV的地层建模，同时根据地物类别、形状和内部堆积进行基于TIN与TEN表示的三维地物建模，并提出了两者的集成方法和实施步骤．研究结果实现了田野考古GIS空间数据模型的统一表达，为田野考古GIS的开发提供了模型支持和基础．     

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.     

基于数据融合的工程地质物理力学参数特征研究

为了推动智慧城市的规划和管理,为减轻重庆市地质灾害风险等提供科学依据和技术支持,基于大数据分析管理和数据处理思想,采用大数据交汇融合技术,构建包括地区地层构造及岩土材料参数值域等基础特征信息的区域三维地质模型。基于数据统计、图像识别方法以及空间统计分析理论和插值方法,综合利用MATLAB、ArcGIS以及BIM软件,实现对重庆市某区域地质钻孔数据的虚拟地层插入、地层曲面拟合、三维实体模型生成、局部地形深化处理;根据Bayes参数估计理论,采用基于历史大数据的先验估计值对工程实时采集的岩土测试试验参数进行修正,得到各类不同地质物理力学参数的期望值。     

Vega Prime环境下的古建筑虚拟现实系统

针对古建筑数字化保护问题,提出基于Multigen系列产品,即Creator建模平台和Vega Prime视景仿真渲染软件环境,建立古建筑群的三维虚拟现实系统,结合五祖寺古建筑群仿真实例,实现了三维重现、漫游浏览、数据查询、分析比较等功能,探讨了系统建立中的若干技术问题.     

基于Open CASCADE平台的CAD系统开发研究

探讨了开源几何内核库Open CASCADE的特点,着重介绍了基础类、造型数据类、造型算法类、可视化类等主要功能模块,给出了几何模型构建、几何运算、可视化操作等功能开发的基本过程,研究了基于Open CASCADE平台的CAD系统开发的一般方法。使用该方法开发了一款小型三维CAD系统,能够实现几何建模、几何运算和数据转换等功能。     

薄板样条函数在城市三维地质建模中的应用

介绍了薄板样条函数的基本原理。以湖南省长株潭地区地形数据为例,在Windows平台下用VC6.0实现城市三维地质的可视化。将薄板样条函数应用于空间插值,通过与测试样本点的交叉验证以及其它插值算法的比较,证明了薄板样条函数可以应用在城市三维建模中。     

基于视觉观察的三维地形生成的组件实现

基于视觉观察的三维地形作为地形仿真的新思路，具有可视化、非编程和图形操作等特点.它不依赖于实测地形数据，使用者根据主观感受在三维场景中进行鼠标点击实时交互就能生成地形.主要研究组件化程序以及将其应用到地形生成软件的设计方法，并以基于视觉的维地形生成系统的开发为实例，给出了实现系统的总体框架结构和相应的组件结构以及相关技术难点的解决方法.并对其中三个关键问题进行分析，同时列举了其实现过程.     

虚拟电子沙盘实现技术探析

虚拟电子沙盘的真实感实现是建立三维作战模拟系统的关键 .给出了一个基于PC机的虚拟电子沙盘系统实现的结构框图 ,并详细阐述了系统实现的关键技术 :建模技术、可视化技术、系统集成技术以及数据库技术     

基于OpenGL技术的公众参与城市信息可视化研究

针对城市信息可视化采用三维模拟技术可以保证实现互动和真实感,提出基于OpenGL实现三维物体建模和显示的控制技术方法,并结合多源城市信息整合后的复杂数据表示,已在城市信息建设系统可视化仿真系统开发过程应用实践,对于其他可视化仿真软件的三维物体建模和显示有良好的借鉴作用．     

An Approach to Computer Modeling of Geological Faults in 3D and an Application

3D geological modeling, one of the most important applications in geosciences of 3D GIS, forms the basis and is a prerequisite for visualized representation and analysis of 3D geological data. Computer modeling of geological faults in 3D is currently a topical research area. Structural modeling techniques of complex geological entities containing reverse faults are discussed and a series of approaches are proposed. The geological concepts involved in computer modeling and visualization of geological fault in 3D are explained, the type of data of geological faults based on geological exploration is analyzed, and a normative database format for geological faults is designed. Two kinds of modeling approaches for faults are compared： a modeling technique of faults based on stratum recovery and a modeling technique of faults based on interpolation in subareas. A novel approach, called the Unified Modeling Technique for stratum and fault, is presented to solve the puzzling problems of reverse faults, syn-sedimentary faults and faults terminated within geological models. A case study of a fault model of bed rock in the Beijing Olympic Green District is presented in order to show the practical result of this method. The principle and the process of computer modeling of geological faults in 3D are discussed and a series of applied technical proposals established. It strengthens our profound comprehension of geological phenomena and the modeling approach, and establishes the basic techniques of 3D geological modeling for practical applications in the field of geosciences.     

基于GOCAD的三维地质模型构建

阐明了利用GOCAD进行三维地质建模的思路及主要建模步骤。以哨牌矿区为例,利用GOCAD模拟了该区从震旦系灯影组到第四系地层及断裂。在模拟地形、地层及构造面时通过离散光滑插值技术（DSI）很好地消除了单纯的由克里金插值产生的畸变。由面模型向体模型转化时选用GOCAD的SGrid代替SOLID功能,更加方便准确的反应了真实地质情况。最后分析了GOCAD生成三维地质模型的实际应用并绘制Slicer法剖面图。     

基于OpenGL三维河网地形与数据场的可视化

结合虚拟现实技术在数字流域中的应用,研究了数字高程模型的建立与三维地形实时绘制显示的机制.详细描述水利工程三维模型的构建及可视化仿真,在三维数字河网基础上叠加了实时计算的流场与温度场的数据,实现三维动态流场与温度场可视化.基于OpenGL环境开发的交互式可视化仿真系统形象地描绘流域内的地形场景、水利工程、河网等,对实现三维漫游、空间信息查询、洪水淹没分析和专业成果数据的可视化分析方面具有重要的作用.为分析水利水电工程建设对河道天然径流的影响,尤其是库区上下游水温方面的生态环境影响,提供了一个可视化的分析平台.     

城市三维管线信息系统的设计与实现

在不同管线数据库的基础上建立3个信息表实现管线数据组织,为管线三维建模和可视化提供断面数据参数和基础源数据,采用断面与体面三角剖分拟合法实现管线三维建模和可视化,基于Visual C＋＋和OpengGL技术设计并实现城市三维管线信息系统的基本功能。