Numerical simulation of the crustal stress field by using data of deep geophysical exploration in the northern part of North China

DSS data of the last twenty years and more in the northern part of North China are further interpreted, and combined with other geological and geophysical data, the crustal model for the 3 D finite element method is built after straticulate crustal structure and elastic mechanics parameters are obtained. Referring to regional tectonic stress field and taking the effect of gravity into account, the paper constrains properly the model boundary and then computes the displacement of each nodal point and the strain and stress of each element by using the program from the 3 D linear elastic finite method. The relationship between the distribution feature of the crustal stress field and seismicity is discussed on the basis of analyzing contour maps of maximum principal compressive stress in the upper, middle and lower crusts.

东非大裂谷的地壳和上地幔密度结构

利用卫星重力场数据和小波多尺度分析方法对东非大裂谷进行三维密度结构成像,取得了东非大裂谷地壳和上地幔多个深度等效层上的密度扰动图像,为东非大裂谷岩石圈结构和动力学的研究提供了重要佐证。结果表明,东非大裂谷中段的西支裂谷与东支裂谷的幔源熔体同源,但是西支裂谷发育较不充分、形成较晚。东非大裂谷的动力学模式为熔流体上涌的树形分叉模式,其要点包括:(1)低密度流体在软流圈大面积上涌;(2)流体在岩石圈继续上涌,部分转化为基性岩浆岩,平面面积缩小;(3)进入地壳后上涌熔流体分叉成多支,平面总面积进一步缩小;(4)熔流体上涌到上地壳后仅在裂谷带活动,反映为火山链和玄武岩带。

椭球体三维数据场可视化模型及实现

分析了三维数据场可视化的典型应用及两类基本构造方法;提出一种椭球体三维数据场可视化模型,详细论述该模型的物理意义及实现算法,并给出利用该模型及其算法实现三维数据场可视化的实例。通过对效果图的分析表明,该方法所建立的三维图像具有良好的真实感,运行速度快且交互性能强。

基于激光测距仪和Matlab的水田平整度检测方法

水田的平整度要求很高,田面平整度的有效检测与评价,对于水田精细平整效果以及精准农业的发展具有重要意义。基于激光测距仪和Matlab软件,探讨了一种可用于水田田面平整度测量与评价的方法。该方法实现了对田面数据的快速采集、处理和三维重构,并通过计算重构田面的高程差和标准差,结合正态分布3σ法则,对水田平整度作出评价。试验结果表明对实验田平整度的评价与实际情况相符,该检测方法可行高效,可为自动化、智能化获取与处理数据的相关研究提供参考。

地球物理勘探可视化工作的挑战与机遇

张剑秋，张福炎．地球物理勘探可视化工作的挑战与机遇．石油地球物理勘探，1997，32（6）：884～888本文针对可视化技术作了如下几点分析：（1）地球物理勘探可视化现状。目前尚属数据场计算机图示初级阶段，反映在三维可视化的图形、图像只能提供视觉感受，而不能做到分析解释、几何体完全受控的三维地质建模、地质和地球物理过程的仿真模拟。（2）物探可视化工作的根本目的和应用需求。即建立一套自动化和人机交互相结合的资料三维立体与整体解释方法，把零星、局部的解释结果在三维空间中综合起来，对各种地质体、演化过程进行仿真模拟。（3）物探可视化应用软件开发工作的特点、难度与关键技术环节。即在数据类型多样、关系复杂、图像表达方式各异的情况下，需开发出优秀的可视化软件，归结到三个关键环节：①空间交互问题；②空间几何体模型生成问题；③图形、图像生成的速度问题。（4）物探可视化应用软件开发的现实条件。即在众多的软件环境与开发工具中，要正确选择适合工作需要和功能强大的工具软件，对应用开发可起到事半功倍的作用。

磁场分布测量系统的设计

介绍了磁场分布测量系统的硬件结构和软件设计方案。该系统将单片机为核心的小系统,结合霍尔传感器作为前端的数据采集系统,将采集到的数据利用串口传送到PC主系统。在LabVIEW环境下对数据进行分析、处理、显示并保存。经测试,系统能方便灵活地测量磁场,3个方向的测量范围均可达到-900^+900 Gauss,测量精度达1%,并且磁场的测量结果能通过三维图形显示。

基于引力模型的固体发动机三维数据场边缘提取

针对二维边缘算子无法提取固体发动机CT图像轴向边缘的问题，提出基于引力模型的三维边缘提取方法。该方法首先利用线性插值法将序列CT图像构造成各向同性的三维数据场，其次将生成数据场与引力模型边缘算子卷积得到合成三维力数据场，最后对力数据场设置不同阈值进行三维边缘提取。通过三维边缘不同提取结果的比较得出，阈值为最大合力的2．5％～3．5％时可以准确提取固体发动机的三维边缘。

有限元模型中等值面的快速体绘制算法

本文提出了一种基于光线投射技术显示有限元模型中的等值面的体绘制新算法 ,通过预处理中生成的特殊结构 ,可在等值面生成时快速排除模型中不包含等值面的单元。在应用体绘制时采用了图象平面分割技术及光线路径的特殊颜色合成方法 ,加速了有限元模型中的等值面的绘制。

三维VSP资料波动方程叠前深度偏移研究

已有的一些三维VSP资料处理方法,存在保幅性较差、对复杂构造不能正确归位、成像分辨率低、噪声强和计算效率低等问题,为此,提出了三维VSP资料波动方程叠前深度偏移成像方法,其实质是把地表数据的三维单程波动方程叠前深度偏移成像方法推广应用到三维VSP数据。对方法进行了阐述,其基本原理是将三维VSP数据按井中检波器的位置抽成共检波点道集,对共检波点道集进行三维叠前深度偏移。实现过程为将VSP波场分解为背景波场和扰动波场,背景波场采用相移法偏移,扰动波场采用频率空间域有限差分法偏移,然后对偏移后的上下波场进行相关处理,获得成像结果。数值模拟证明方法正确可行,实际应用表明方法实用。

三维流场立体仿真软件研发

根据三维立体成像原理,利用计算机三维显示技术,以软件产品(TK-Animator)形式实现了对三维流场、波浪场的立体式仿真模拟,软件同时能实现对温度、盐度等三维标量场的仿真模拟。它运用微软最先进的WPF(Windows Presentation Foundation)技术建立三维场景,采用高效三维质点追踪算法、多线程编程技术,使得三维仿真模拟能够在普通计算机上完成。立体仿真模拟技术的采用,使三维场景包括流场中的示踪粒子可以有景深、分层次地展示出来。软件生成的三维立体片源可用于任何立体播放设备。

三维磁场的快速测量

本文介绍采用CT技术重建三维磁场图像的圆扫描数据采集方法。与线性扫描方式相比较,提高了数据采集速度。通过对一对AlNiCo_5圆柱体任一断面上磁场的测量与成像,表明该系统具有成像速度快、清晰精确等优点。

凝固过程中铸件表面绘制的研究

为了更直观和准确地显示整个铸件各部位在凝固过程中各时刻的三维标量场物理量的数值模拟结果 ,设计了一种称之为表面绘制的显示技术。采用该技术来显示铸件各部位在凝固过程中各时刻的三维标量场 ,可以直观地观察铸件表面三维标量场物理量的分布情况。该技术已成功地应用于BUAA CAST铸造过程仿真系统中 ,用于显示铸件整体的各物理量数据信息。

基于GIS云平台的环境监测数据三维表征设计与应用初探

三维可视化是描绘和理解模型的一种手段,是数据体的一种表征形式。环境监测数据是空间数据场,可实现三维可视化的科学表达。监测数据的表征,可结合相关环境要素共同还原场景,以直观形象地表达环境状况的空间分布特征。不同的监测数据具有不同的特征,可分别进行表征方式的设计。通过研究水体污染、大气污染、噪声污染等数据场的三维表征设计,探索了三维可视化在深度数据挖掘、说明环境问题等方面的应用价值。