非拓扑一致的三维地质块体建模算法研究

论文摘要

三维地质建模是运用计算机技术,将空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来,并用于地质研究的一门新技术。一般情况下,该技术通过曲面建模、块体建模以及属性建模三个子流程来构建用于描述地质区域的地质空间模型。该模型可以直观地为用户展示地质区域的几何特征,也可以在填充属性后作为正演模拟等其它工作的基础。因此,该项技术在水文、工程、环境、地震预测、区域地质调查、矿产资源勘探、矿井设计、矿井生产与管理、城市地质勘探、城市地下空间管理等领域均有着极大的应用价值。自三维地质建模技术诞生以来,地质块体建模一直都是该项技术的研究难点以及关键点之一。传统的地质块体建模算法按照实现原理大致可以分为函数拟合型、体元剖分型、混合型以及曲面缝合型。其中曲面缝合型是地质块体建模算法中最为主流、也最为直观的算法类型之一。在使用曲面缝合型算法进行地质块体建模之前,通常需要对目标地质空间模型进行地质曲面求交、裁剪等一系列拓扑一致化操作以使得地质空间具有拓扑一致性。之后地质块体建模算法则可以根据地质曲面间拓扑关系来寻找各个块体对应的外表面地质曲面,以达到块体建模的目的。当地质模型较为复杂时,拓扑一致化操作可能使得三角网格在交线附近变得密集且尺寸差异较大;同时由于浮点误差,计算机在对差异过大浮点数进行数据计算时可能会得到失真的结果,继而导致曲面间的拓扑关系错误,从而使得依赖于拓扑关系的地质块体建模方法失效。本课题基于曲面缝合型的地质块体建模算法展开了一系列的讨论和研究:在实现了传统的曲面缝合型地质块体建模方法之后,对该方法进行了改进,降低了其对于地质空间中交线拓扑关系的依赖性,使其可以处理存在少量拓扑错误的地质空间模型;除此以外,本文还提出了一种全新的非拓扑一致性三维地质块体建模算法。其中的非拓扑一致性算法具体做法为:首先对地质空间进行八叉树网格体划分;再将划分出的网格体进行分组以得到各个块体的大致形态;最后使用一种具有类似视觉观察判定机制的算法在网格块体中提取三角形以达到构造地质块体对应外表面的目的。该算法可以在完全不依靠地质曲面中原有交线拓扑关系的情况下进行地质块体建模。实验表明,无论对于拓扑一致性的模型和非拓扑一致性的模型,该算法均能正常工作,且在消耗有限时空资源的情况下得出正确可靠的地质块体建模结果。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 隆振海

导师: 邓飞

关键词: 三维地质建模,地质块体建模,非拓扑一致性建模,八叉树网格体划分,视觉观察机制

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 地质学,矿业工程,计算机软件及计算机应用

单位: 成都理工大学

分类号: TP391.7;P628

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000060

总页数: 109

文件大小: 4088K

下载量: 49

相关论文文献

• [1].浅析三维地质结构模型中闭合地质块体的构建[J]. 城市地理 2017(02)
• [2].江苏重点地区三维地质调查完成[J]. 化工矿产地质 2015(03)
• [3].插件式三维地质信息储存及查询方法研究[J]. 科技创新与生产力 2019(05)
• [4].基于三维激光扫描技术的复杂三维地质体建模方法[J]. 工程地质学报 2017(01)
• [5].空间集成方式的三维地质图编绘关键技术[J]. 吉林大学学报(地球科学版) 2014(03)
• [6].三维地质数据的体绘制研究[J]. 中国科技信息 2008(01)
• [7].虚拟钻孔控制的三维地质体模型构建方法[J]. 地球信息科学学报 2013(05)
• [8].石油勘探三维地质构造建模技术探讨[J]. 西部探矿工程 2020(05)
• [9].基于实时矢量剪切的三维地质体模型序贯剖面可视分析方法[J]. 岩土力学 2017(05)
• [10].逆断层三维地质体直接体绘制技术研究[J]. 测绘科学 2011(03)
• [11].重庆都市经济圈城市地质三维地质结构模型构建方法[J]. 地质学刊 2017(01)
• [12].基于3D Mine-ANSYS-FLAC~(3D)软件的三维地质数值建模方法[J]. 低温建筑技术 2017(08)
• [13].北京五环城区浅部沉积层的三维地质结构建模[J]. 中国地质 2019(02)
• [14].城市三维地质信息系统建设统一过程方法与实践[J]. 地质科技情报 2016(01)
• [15].基于IDL的三维地质勘查方法[J]. 地理空间信息 2016(03)
• [16].石油勘探三维地质构造建模技术研究[J]. 中国石油和化工标准与质量 2014(08)
• [17].平面地质图的三维地质体建模方法研究[J]. 地球信息科学学报 2013(01)
• [18].基于网格的三维地质体建模方法研究[J]. 岩土力学 2012(04)
• [19].广州城市三维地质结构模型构建方法[J]. 学习月刊 2010(12)
• [20].基于三维地质实体模型生成地质剖面图的应用[J]. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版) 2010(04)
• [21].数字东莞三维地质灾害信息发布平台设计与实现[J]. 测绘与空间地理信息 2017(04)
• [22].三维地质体图案自动填充算法[J]. 计算机应用 2013(S2)
• [23].三维地质界面模型交互式选择方法研究与实现[J]. 西安科技大学学报 2008(04)
• [24].浅覆盖区第四系三维地质结构模型不确定性分析——以运漕幅离散钻孔为例[J]. 华东地质 2017(03)
• [25].基于地质横剖面的隧道工程三维地质建模方法研究[J]. 隧道建设(中英文) 2020(03)
• [26].一种改进的三维地质体模型存储与重构方法[J]. 地质与勘探 2019(01)
• [27].城市区域三维地质结构模型建设与集成方法[J]. 城市地质 2018(02)
• [28].井震联合构建三维地质导向模型关键技术研究[J]. 录井工程 2018(02)
• [29].城市地质调查中知识驱动的多尺度三维地质体模型构建方法[J]. 地理与地理信息科学 2016(04)
• [30].长江中游武汉城市群三维地质调查项目顺利通过野外验收[J]. 资源环境与工程 2015(01)

标签：三维地质建模论文;  地质块体建模论文;  非拓扑一致性建模论文;  八叉树网格体划分论文;  视觉观察机制论文;