地质工程复杂地质体三维建模与可视化研究

地质工程复杂地质体中的各种地质信息都可以看作是三维空间中的函数，利用各种野外实测资料分别建立相应的曲面拟合函数，进而利用计算机建立三维地质模型，达到直观地表达地质信息在工程岩土体中的分布规律、提高对地质规律的认识、指导地质工程项目的勘测施工及监测的目的，本文分析了复杂地质体三维建模与可视化研究的关键技术问题，并初步应用于向家坝某坝址区的三维地质建模中。     

直接体绘制技术在地质体三维可视化中的应用研究

将直接体绘制技术应用于地质体三维可视化,首先对原始钻孔数据进行插值、网格化等预处理得到满足直接体绘制需要的规则体数据,从而建立反映地层分布的地质体三维标量数据场;然后用直接体绘制技术绘制三维地质体,避免了体元建模方法中在对地质体进行剖切等操作时必须要解决的剖面与体元之间复杂的判断求交等过程。采用该方法实现了对某地区地质体的三维可视化。     

基于体数据的三维地质属性体建模

文章着重研究采用空间曲面构造三维地质属性体模型。首先,将空间曲面映射到三维体数据中,使用这些具有地质涵义的曲面对体数据进行空间划分,并在体数据中建立三维地质属性体模型。该文提出了一种适合于大数据量的标量体数据表示结构,并基于该结构,提出了一种基于种子填充算法的三维空间区域划分算法。     

基于空间数据插值算法的空间散乱数据体绘制实现

体绘制技术是一种能够真实地反映空间数据场内部信息的可视化技术。在体绘制研究领域中,非规则的空间散乱数据体绘制目前仍然是一个研究热点。文中采用空间数据插值算法对散乱的原始数据进行网格化插值,然后使用光投影体绘制算法对规则网格数据进行体绘制。最后,通过新方法实现了某油藏区地下流体压力和孔隙度分布结构的体绘制。     

基于矢量结构的三维地质体可视化系统研究与设计

三维地质体可视化技术是快速、及时地再现地质体三维信息及综合分析的有效途径。本文对基于矢量结构的三维地质体可视化系统进行了研究与设计。     

地质体三维模型实验研究

实验使用一种滤波法和四叉树的面片融合算法对格网模型进行简化,包括基于高程准则的格网模型简化和基于倾角准则的格网模型简化,并利用点、线、面拓扑结构和正负区判别准则构建不规则三角网（TIN）。在上述两种算法的基础上,结合TIN的简化算法,应用OpenGL平台初步实现复杂地质体三维建模工作,取得满意的效果。     

地质结构三维建模及其可视化方法研究*

在对前人的研究成果进行了比较分析的基础上提出了一种地质结构三维建模与可视化方法。该方法从多源数据融合角度出发,融合基础地理数据、钻孔数据、物探解译剖面数据,利用空间插值技术构建三维空间数据场,采用三维硬件纹理直接体绘制技术进行体视化,以真三维形式表达了研究区域地层结构的空间分布特征与内部属性信息。与前人研究相比,该方法反映地质结构更加准确,数据场建立速度更快。     

基于拟插值理论的三维体数据场高精度重建算法

三维体数据场重建是体数据建模与分析的一个非常基础和重要的步骤,重建算法的精度直接决定了数据重采样和后续分析的准确性.文中发展了基于拟插值方法的三维体数据场重建理论,首次提出一种充分利用体数据自身信息与核函数优化相结合的预处理算法.在合理假设的前提下得到重建误差的表述式;然后充分利用三维体数据自身的信息全局优化该误差,使得重建误差在L2意义下达到最小.最后通过丰富的重建实例,显示了文中算法能有效地提高重建精度,并能够更好地保持三维体数据的高频信息.     

空间数据插值方法研究

空间数据插值是获得区域内未知点数据的方法。探讨了常用空间数据插值方法．分析各种方法的优缺点,以期为最佳方法的选择提供一定的借鉴。     

自适应的三维地质建模插值加密方案

提出一种可适应各种地质条件的插值加密方案,结合设计模式的思想,把传统的插值功能分解为加密级别控制、构网、插值3个组件,解决以往插值相关功能耦合度过高、难以修改的问题,组件中的策略可以灵活修改或替换。给出一种自适应的构网策略,引进加密级别控制,解决加密尺度难以控制的问题,通过一个建模实例展示该方案的实际建模效果。     

基于Kriging的三维地质体建模方法研究

对几种三维空间数据模型进行了比较,总结了克里格（Kriging）插值方法在三维地质体建模方面的种种优点。在此基础上,借助于GSTL开源地质统计学库wxWidgets界面库,在Dev-cpp开发环境下开发了一个三维矿体数据的克里格插值系统,为矿体的三维可视化提供了数据支持。该系统实现了Kriging插值、变异函数拟合模型拟合程度的验证一交叉验证以及特定格式的结果输出等功能。     

中国西部地区积雪深度的空间插值比较

应用反距离加权法、样条函数法、Kriging法对中国西部地区(79.05°～103.57°E,27.17°～48.05°N)113个气象台站观测的年平均积雪深度进行空间插值比较研究。结果表明反距离加权法和样条函数法的插值结果与积雪深度的实际分布情况有一定的差异;普通Kriging法能够反映出研究区积雪深度分布的空间结构特征,与实际情况比较吻合。影响插值结果精度的主要原因是研究区内气象台站稀少且空间分布很不均匀。可以通过合理的采样设计,将确定性方法和随机方法相结合,并考虑地形、气候等影响积雪分布的因素来提高空间插值的精度。     

基于地统计方法的二氧化碳浓度空间插值研究

克里格法（Kriging）是地质统计学的主要内容之一,从统计意义上说,是从变量关系和变异性出发,在有限区域内对区域化变量的取值进行无偏、最优估计的一种方法：从插值角度讲是对空间分布的数据求线性最优、无偏内插估计的一种方法。克里格法的适用条件是区域化变量存在空间相关性。将临安市内的二氧化碳作为区域化变量．根据不同的半变异函数理论模型,采用普通Kriging法,通过对比分析得到：基于地统计的插值方法。根据半变异函数云图和试验方差最小的原理．选择合适的半变异函数理论模型进行变量的空间插值．能够较好地模拟区域化变量的空间连续分布格局．并取得较好效果。     

三维重建中形状插值的快速算法研究

提出一种用于三维重建的层间数据插值算法．该算法首先利用数学形态学算子提取层内图像骨架；然后利用骨架匹配算法获取层间骨架点集的平移、旋转和缩放信息，并利用此信息的线性插值获得插值层图像的骨架点集；最后根据形态骨架的重建算法获得插值层图像．文中算法只对骨架点集进行操作，具有较小的运算复杂度，较好地保留了原始图像的形状信息．实验结果证明了该算法的有效性．     

基于MPI的并行Kriging空间降水插值

为减少空间降水插值的计算时间,以MPI并行接口为技术手段,采用数据划分建模方法,实现改进Kriging算法的并行算法.在Linux操作系统上搭建并行计算环境,试验数据表明,该并行算法能有效节省计算时间并具有良好的加速比、并行效率和扩展性.为Kriging插值算法的并行化实现和应用提供有意义的参考.     

股骨模型的三维重建与变形

介绍了股骨模型重建与变形的方法,通过数据库中的CT图像重建出股骨的三维模型,以股骨上的生理标志点作为控制点,采用Kriging插值算法对股骨模型变形,使之与手术中真实股骨的形状相匹配.该方法可以较好地用于机器人辅助全膝关节置换术的可视化界面.     

浅析三维重建算法

为了将二雏图纸在计算机中自动转换成三维模型并进行交互式显示和各种操作,必须首先从二维图纸中读取所有线条、标注等信息。将这些信息以合适的数据结构进行组织,然后根据这些数据识别相应的几何元素及其位置、尺寸等信息,即进行三维重建。该文对已有的多种三维重建算法进行分类和剖析,归纳出三维重建算法的主要技术难点,并给出了核心的内部数据结构。     

浅析三维重建算法

为了将二维图纸在计算机中自动转换成三维模型并进行交互式显示和各种操作,必须首先从二维图纸中读取所有线条、标注等信息,将这些信息以合适的数据结构进行组织,然后根据这些数据识别相应的几何元素及其位置、尺寸等信息,即进行三维重建。该文对已有的多种三维重建算法进行分类和剖析,归纳出三维重建算法的主要技术难点,并给出了核心的内部数据结构。     

一种用于三维重建的形状插值算法

1.引言 随着X射线,核磁共振以及CT等医疗检测设备的迅速发展,人们能够更加准确、快速、全面地获取人体内部脏器和组织的形状以及解剖信息.目前,这些检测设备提供的绝大部分是二维断层图像,而医务人员对目标三维空间信息的需求和计算机的高速发展使得三维成像成为必然的趋势.可是,断层序列图像的层间的分辨率远低于层内的分辨率,这就严重地影响了三维目标重建的质量.为此,人们提出用插值的方法来提高层间的分辨率,常见层间插值的方法有基于灰度的方法[1,2]和基于形状的方法[3～10]等.