交叉折剖面3维地质表面建模方法

含断层地质体的三维建模方法充分利用地质剖面数据对现有线框模型进行改进,能够根据地质剖面图的特点半自动化地发现地质断层线,从而构建三维地质断层面和地层面,然后利用opengl加以渲染显示。本文以贵州省黔西县龙井煤矿为研究实例,在自主研发的三维地质建模软件中验证了该方法的可行性。实践表明,该方法能有效地利用现有的纸质地质剖面数据实现含断层地质体的三维建模与可视化。

在切开-缝合法基础上,实现了一种基于二维剖面重建的三维表面建模技术,并讨论了相关实现技术细节。对原有轮廓匹配方式做出了一些改进,简化了程序编制过程,提高了建模效率。

鉴于剖面是水文地质中常见的、有价值的数据形式,提出了基于水文剖面的三维地质建模方法,即\"剖面信息提取\

三维地质建模与可视化是数字矿山的一项关键技术,对矿山生产、地学分析和资源评估具有重要的意义。以钻孔信息和地质剖面图为基础数据,提出了基于剖面的三维地质建模流程,建立了地质体的面模型及其相应的地质块段体模型,最终实现了“剖面-tin-块段”(section-tin-block)面体混合构模和科学计算可视化。对建模涉及的关键算法进行了研究:提出“切开-缝合”法解决了形状和顶点数目差异较大的相邻剖面轮廓线重构三维形体问题;研究了含岛屿多边形的三角剖分算法,解决了含有夹石或孔洞的复杂地质体构模问题。

将指路标志划分为各种路标指示项.结合道路网的拓扑结构,定义了路标指示项的状态函数集,并把路标指示项分为状态性标识、连接性标识和方向性标识3类.交叉口是指路标志必须反映的本质特征,也是指路标志建模的关键.基于交叉口特征函数集的指路标志建模方法是通过交叉口特征函数的运算确定路标指示项的状态函数集.以实际路网交叉口为例,构建了连接性标识模型.

在分析三维地质体建模特点的前提下,利用计算机图形学相关知识,提出了一种利用二维剖面构建三维块状地质模型的方法.该方法以用户编辑的二维地质剖面为输入,寻找地质块体的拓扑关系,自动构建以地质块体为单元的块状三维地质模型,且能够让用户充分利用已有资料进行交互式建模.应用实例表明该方法简单有效,具有较强的实用性.

针对围斜内倾的\"漏斗\"状火山口三维地质建模问题,提出了基于地质剖面进行火山口三维地质建模的方法。首先对火山口地表地质界线和剖面数据进行匹配提取三维地质界线,然后根据三维地质界线\"平缓\"或\"陡峭\"等特点提出不同的地质界面建模方案。具体以福建镇前幅石门火山口为例,用常规方法建立的角砾流纹岩界面存在\"尖点\"现象,且不经过原始的地质界线。采用biharmonic样条模拟得到的地质界面光滑且贴合效果较好,但发现其对平缓的角砾流纹岩界面建模有效,对于陡峭的火山角砾岩界面建模会出现形态突变的情况,为此提出将陡峭的三维地质界线数据按照空间三角网的形式组织,采用基于空间三角网的改进clough-tocher算法进行空间建模。最后,地质界面加上地形和底面约束封闭成火山口地质体模型。

地质剖面是三维地质建模的重要数据源,运用地质剖面构建三维地质模型的方法应用较为广泛。在模型构建之前,统一确定模数据的坐标系和比例足,建立原始资料数据库。构建三维地质模型的关键是不同地质界面。本文详细介绍了模型边界面、断层面、地层界面、岩体界面等4种主要地质界面的构建流程与方法,尤其对褶皱构造、地层界面的断层效应、复杂岩体界面等的构建进行了重点阐述按模型边界面(模型的底界面和四周边界面)、dem面、断层面、其他地质界面的顺序依次构建地质界面,构建断层面和其他地质界面时严格按先新后老的顺序。运用已构建好的地质界面按先新后老的顺序逐个、依次建立单个地质体,再将所有地质体的面模型组合成整个模型的面模型。通过对面模型进行网格(实体)填充和对网格赋予相应的属性值,最终构建三维地质模型。

不规则三角网(tin),广义三棱柱(gtp)和四面体(ten)是广泛应用于钻井三维地质建模的数据模型。本文重点研究tin-gtp-ten混合建模方法,通过引入vtk作为可视化工具,利用vtk类库中的相关建模函数以及其自身数据结构以点索引号集合来表达任意几何体的特点,对基于钻井数据的传统三维地质建模过程作了一些改进。例如,通过在tin构造方法上添加顶点排序步骤,使tin拓扑信息更加丰富。简化了gtp模型结构,使原来的6组拓扑关系只保留两组,分别为修正的tin-gtp和gtp-顶点,其中修正的tin-gtp拓扑关系能实现gtp快速剖分为四面体,用于模型显示和空间操作分析。此外,利用vtk提供的蝶形细分方法来得到更加精细的模型体。实验表明,本文得到的tin-gtp-ten混合模型可以很好地完成整个模型系统,也能实现线,面及体的快速查询,模型数据的维护和更新也更为简便。

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开源地质统计学库和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—交叉验证以及特定格式的结果输出等功能。

近年来gis技术作为关键的空间信息方法,被广泛应用于地理信息相关的多门类行业。其中,矿山三维地质建模主要是在传统三维地质建模的基础上,吸收了大量先进的科学信息技术,并有效利用地质建模软件构建出基于gis的多元化、多方法的新型三维地质建模方法,其能够在一定程度上保持矿山数据在空间与时间上的统一,提高矿山管理的数字化程度,使其生产过程能够更加的安全、可靠。本文主要围绕应用gis的矿山三维地质建模方法进行了探讨分析,以期能够为相关工作人员的后续工作提供一些借鉴意义。

针对于地表以下地质空间的研究,三维地质模型是一个可以有效、直接的研究方法。本文从钻孔、剖面和散点三个角度对地质空间三维动态模型进行理论和构建方面的阐述,伴随着三维gis技术的发展,为地质空间三维动态模型的深入提供了更广阔的前景。

三维地质建模是实现岩土勘察bim动态设计的关键,如何快速、高效地建立能直接应用于指导设计施工的三维地质模型,是工程实践应用中的难点之一.以厦门第二东通道工程地质勘察项目为例,依据野外实测的地形测量数据及钻孔、物探等地质数据,利用civil3d强大的曲面功能,首先建立地形曲面和地层曲面单元;其次,利用civil3d中\"由曲面提取实体\"等工具,自地表而下逐层建立三维地质体,并整合生成最终的三维地质模型.此外,通过二次开发建立基于civil3d三维地质模型任意剖切补充模块,实现了地质模型的任意剖切及栅格图生成;同时,通过部件编辑器功能,针对沉管基槽进行开挖设计.工程应用结果表明,该建模方法便捷、直观且高效,所形成的模型能直接应用于指导工程设计和施工.

三维地质建模是实现岩土勘察bim动态设计的关键,如何快速、高效地建立能直接应用于指导设计施工的三维地质模型,是工程实践应用中的难点之一。以厦门第二东通道工程地质勘察项目为例,依据野外实测的地形测量数据及钻孔、物探等地质数据,利用civil3d强大的曲面功能,首先建立地形曲面和地层曲面单元；其次,利用civil3d中\"由曲面提取实体\"等工具,自地表而下逐层建立三维地质体,并整合生成最终的三维地质模型。此外,通过二次开发建立基于civil3d三维地质模型任意剖切补充模块,实现了地质模型的任意剖切及栅格图生成；同时,通过部件编辑器功能,针对沉管基槽进行开挖设计。工程应用结果表明,该建模方法便捷、直观且高效,所形成的模型能直接应用于指导工程设计和施工。

随着数字化的快速发展,三维建模技术已经得到了广泛的应用。为了探索三维建模技术在区域地质调查中的应用方法,本研究阐述了面向区域地质调查的三维地质建模工作方案与方法。选择重庆市潼南区为研究区域,使用区域调查中的地形数据、遥感影像数据、钻孔数据、剖面数据等各种资料,在三维地质建模系统(geobim)平台中进行三维地质建模,主要包括多源数据收集和预处理、空间数据库建库、地表三维模型的建立与地下三维模型的建立等。针对geobim建模过程中出现的各基岩面拟合、围合面异常等问题,提出了相应的解决方法。建立的三维模型具有较强的可视化与分析功能,并进一步延伸地质信息服务功能。

针对宽带功率放大器的强记忆效应,提出了一种前馈交叉记忆多项式模型。该模型由主信号对消和畸变注入两个环路构成。信号对消环路采用记忆多项式模型对带内动态线性记忆效应进行建模;畸变注入环路采用记忆时刻信号间的交叉记忆项对带外扩展频谱行为进行建模。为克服最小二乘法在模型辨识中带来的数值不稳定问题,采用共轭梯度的方法对模型的参数进行辨识。为消除噪声和测量误差对模型参数辨识带来的影响,采用ads软件包络仿真的方法获取精确的功放输入输出信号复包络数据,并对该模型进行充分的性能分析和评估。实验结果表明,所提方法对宽带功放的非线性动态特性具有很好的逼近能力,特别是带外频谱扩展特性,较之常用的方法提升了近10db。

为了对信号交叉口上游车辆换道行为进行分析,以元胞自动机交通流理论为基础,结合自由换道模型及强制换道模型提出了进口道附近路段的综合换道模型,并对原有强制换道模型进行改进.通过对综合换道模型进行模拟,得出进口道附近交通流的时空关系及密度关系图.模拟结果表明,车流密度在[0,0.2]及[0.4,0.6]范围时,进口道换道率变化率较高;同时在中低密度下,随着换道率的增加,平均车速逐渐降低,但在高密度下,车速随换道率变化并不显著.

在油气开发领域,经常采用网格模型对地形进行描述,而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈。因此,对地形网格模型进行简化的同时必须对现有算法进行加速。提出了一种三维地质模型的快速建模方法:通过删除顶点法矢量变化不明显的点来减少数据量,同时运用gpu技术将海量地形数据进行并行计算进而提高建模速度。试验结果表明,该算法能够在保证在失真较低的情况下实现数据运算速度的大幅提升以及网格模型较大幅度的简化,从而满足实时显示的需要。

在油气开发领域，经常采用网格模型对地形进行描述，而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈。因此，对地形网格模型进行简化的同时必须对现有算法进行加速。提出了一种三维地质模型的快速建模方法：通过删除顶点法矢量变化不明显的点来减少数据量，同时运用gpu技术将海量地形数据进行并行计算进而提高建模速度。试验结果表明，该算法能够在保证在失真较低的情况下实现数据运算速度的大幅提升以及网格模型较大幅度的简化，从而满足实时显示的需要。

在油气开发领域，经常采用网格模型对地形进行描述，而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈。因此，对地形网格模型进行简化的同时必须对现有算法进行加速。提出了一种三维地质模型的快速建模方法：通过删除顶点法矢量变化不明显的点来减少数据量，同时运用gpu技术将海量地形数据进行并行计算进而提高建模速度。试验结果表明，该算法能够在保证在失真较低的情况下实现数据运算速度的大幅提升以及网格模型较大幅度的简化，从而满足实时显示的需要。

在油气开发领域，经常采用网格模型对地形进行描述，而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈。因此，对地形网格模型进行简化的同时必须对现有算法进行加速。提出了一种三维地质模型的快速建模方法：通过删除顶点法矢量变化不明显的点来减少数据量，同时运用gpu技术将海量地形数据进行并行计算进而提高建模速度。试验结果表明，该算法能够在保证在失真较低的情况下实现数据运算速度的大幅提升以及网格模型较大幅度的简化，从而满足实时显示的需要。

本文以1:5万溶溪幅地形地质图为底图,绘制了一系列图切剖面,并基于图切剖面以surpac软件为平台构建了研究区三维地质模型,包括地形实体模型、断层实体模型及地层实体模型。较好地完成了沉积地层的建模,提高了可视化程度,并为下一阶段的成矿预测工作提供参考。