地矿三维可视化研究

论文摘要

地矿三维可视化是三维可视化在矿山的应用,是地学研究的前沿领域。本文在吸收国内外研究成果的基础上,对矿山地质对象的数据来源与处理、地矿三维对象数据模型构建、建模方法以及模型相应操作算法进行了研究。所做的主要工作和研究成果如下:首先,阐述了地矿三维可视化的对象:自然地质对象和人工工程对象;分析了从二维图上获取三维坐标点的计算公式;采用边界虚拟钻孔来提高数据密度,提高模型边界的精确度,研究了四种典型空间分布特征下边界虚拟钻孔的确定方法,这对于构建精细复杂地质体的三维数据模型具有一定的理论和现实意义。其次,介绍了地矿三维可视化过程;分析了似三棱柱模型的特点,优化了似三棱柱模型的拓扑关系;设计了基于似三棱柱模型的逻辑数据模型、模型组成元素和对象的数据结构及它们之间的拓扑关系;根据地矿数据特点及似三棱柱模型的需要设计了钻孔数据库。然后,研究了基于似三棱柱模型的建模算法。分别对自然地质对象中地层的三种情况给出了建模算法;给出了人工工程对象似三棱柱体建模思路;研究了地层的切割、剖分和表面提取算法。最后,开发了一个具有一定功能的实验系统,并对本文研究的内容进行了实例验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 国外现状
• 1.2.2 国内现状
• 1.3 研究意义
• 1.4 本文主要研究内容和安排
• 1.4.1 本文主要研究内容
• 1.4.2 本文的组织与安排
• 第二章 地矿三维数据处理
• 2.1 地矿三维可视化对象
• 2.1.1 自然地质对象
• 2.1.2 人工工程对象
• 2.2 地矿三维数据构成与处理
• 2.2.1 地质信息来源分类
• 2.2.2 钻探工程数据的处理
• 2.3 增加数据密度的边界虚拟钻孔确定方法
• 2.3.1 边界虚拟钻孔的确定原则
• 2.3.2 边界虚拟钻孔的确定步骤
• 2.4 本章小结
• 第三章 地矿三维可视化中的似三棱柱模型
• 3.1 地矿三维可视化建模
• 3.1.1 可视化技术处理过程
• 3.1.2 空间几何造型技术
• 3.2 似三棱柱模型优化
• 3.2.1 似三棱柱体元
• 3.2.2 似三棱柱体元数据模型
• 3.2.3 模型拓扑关系的优化
• 3.2.4 优化后模型的数据结构设计
• 3.3 钻孔数据库设计
• 3.3.1 数据分析
• 3.3.2 钻孔数据库的结构设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于似三棱柱模型的建模方法
• 4.1 地矿对象的建模
• 4.1.1 自然地质中地层建模方法
• 4.1.2 人工工程对象建模思路
• 4.2 模型操作算法
• 4.2.1 切割算法
• 4.2.2 四面体剖分算法
• 4.2.3 地质体表面模型的提取算法
• 4.3 本章小结
• 第五章 实验系统
• 5.1 实验系统设计
• 5.1.1 设计的总体要求
• 5.1.2 数据处理
• 5.1.3 系统模块设计
• 5.2 实验数据与结果
• 5.2.1 边界虚拟钻孔在断层建模中的应用
• 5.2.2 自然地层实验数据与实验结果
• 5.2.3 模拟地勘工程实验数据与实验结果
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 进一步工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果