一种基于似三棱柱的三维地学空间建模及应用

三维现象随着研究领域的不同 ,其描述空间实体的方法存在较大差异 ,一种数据模型很难适合所有的应用领域 ,应根据研究领域空间实体分布特征 ,设计出专用的三维空间数据模型。本文对三维GIS及地学领域的空间构模进行了研究 ,提出了一种三维地学空间构模方法———似三棱柱(STP)法。为该构模方法设计了数据结构 ,分析了其空间拓扑关系的建立 ,并在地质三维可视化实例中 ,用似三棱柱法构建三维地质模型。

基于似三棱柱构模的三维地质体的剖切

根据地质体的层状特征和钻孔数据的特殊性,采用似三棱柱体作为基本体元构建三维实体模型。对三维实体的剖切能显示实体的内部细节。基于对话框模式的交互方式,采用旋转平面法矢量的方法确定任意剖切平面,并提出多边形拼接实体剖切截面的方法。该方法加快了三维实体剖切截面的显示速度,并在实际工程项目中得到了具体应用。

基于似三棱柱体体元的三维地质体漫游技术

本文简要介绍了一种新的三维地学空间构模方法—似三棱柱(STP法)。用它作为基本体元来实现三维地质体的可视化,该方法首先将原始钻孔数据经过预处理形成各个地层上下对应的三角网格高程数据,然后连接相邻地层上下对应的网格形成似三棱柱。在此体元上对三维地质体漫游技术中大量使用到的直线、平面与似三棱柱体元的求交算法做了一定的研究,最终借鉴OpenGL的功能,实现了三维地质体的几种钻孔虚拟漫游的操作。

基于似三棱柱的长大货物联运路径优化方法

以长大货物多式联运路径优化问题为研究对象,深入分析长大货物联运可行性因素与合理性因素,统筹考虑长大货物运到期限、碳排放和线路可改造等特性,以长大货物多式联运总运输成本和碳排放量最低为优化目标,构建基于线路限界、桥梁承重能力、换装设备能力制约的长大货物多式联运路径多目标优化模型,设计基于运输节点与运输方式的不规则棱柱模型,提出一种基于似三棱柱网络与遗传算法的长大货物联运路径优化算法。算例结果表明:文章所提出的方法较单一优化目标相比具有明显优势,能有效地解决长大货物联运路径优化问题。

三维地质模型构建方法的研究及应用

地质体三维建模是地学信息系统的核心问题之一。对三维GIS及地学领域的空间构模方法的现状进行分析,结合地质体工程特点,提出一种三维地学空间构模方法似三棱柱(STP)法。该方法以似三棱柱体作为三维地质体建模的基本体元,并采用5类基本元素和6组拓扑关系对似三棱柱体的数据结构进行描述。它能有效地表达各种三维地质现象,也可以更好地与传统的多层TIN模型结合,维护好空间实体的拓扑关系。基于本文的建模方法开发了一个适合地质领域的三维GIS初步原型,并用实际钻孔数据进行了验证。

复杂地质体的三维建模与可视化方法的研究

提出了一种以似三棱柱体为体元的三维地质构模改进算法,该算法能适用于复杂地质体(如含空洞、矿体、尖灭及断层的地质体)的三维建模,还可用于诸如矿井和巷道等地质特有现象的三维建模,实现了地质体的统一建模。借助于OpenGL三维图形库,可实现地质模型的三维可视化及地质模型的多面剖切,为挖掘3D地质模型信息提供强有力的支持。

数字化矿山资源储量计算方法

矿产资源储量管理是数字化矿山的有机组成部分,储量计算是储量管理工作的重要内容。以似三棱柱为基本体元,根据控制点信息成功构建了矿体空间模型,并在此基础上提出了基于似三棱柱的储量算法和回归储量算法。结果表明,这两种方法可以准确地计算出矿体空间的资源量,并能够根据不断增加的控制点信息实现储量的动态更新,应用实例也验证了算法的可行性和有效性。

基于Tin和STP的3D地学混合构模

实现GIS与GMS的集成,可将地表信息和地下信息结合起来更加完整地表达地质现象,给地质专家提供更多的可视化信息和分析工具。根据实际工程钻孔数据的特性,提出了基于Tin和STP的混合空间构模技术构建三维地学模型。该技术在三维地学模拟系统的开发中得到了应用,实验结果表明GIS与GMS的一体化集成是可行的,也是RS、GIS、GMS的三位一体化集成的基础。

基于集合论集成的复杂煤层建模

为了解决复杂煤层空间建模困难问题,在深入分析复杂煤层建模机制基础上,采用集合论集成的方法和思想,研究了煤层建模方法。结果表明:通过采用集合论集成的数据模型可将空间地质体分为五大部分,九种相应的数据结构类型,同时设计并研发出地质体建模模拟系统。通过断层和巷道为例进行验证,得出该建模方法实用可行,并能够有效提高建模速度和精度的结论。该结果对地质体建模具有一定参考价值和借鉴作用。

DEMs-STP混合模型在三维地层建模中的应用研究

本文提出了一个多层DEM(Digital Elevation Model,DEM)及似三棱柱(Similar Tri-Prism,STP)混合的三维地层模型DEMs-STP,该模型使用多层DEM构建地表及地质分层界面,使用STP构造层间地质体,改进了STP的切割处理,并利用IDL作为开发工具,实现了三维可视化。实验结果表明,DEMs-STP混合数据模型具有同时表示空间对象表面和内部结构的能力,适合地质勘探领域的三维建模。

灰色地理信息系统——动态修正地质空间数据的理论和技术

提出了灰色地理信息系统 (GrayGeographicalInformationSystem ,GGIS)的概念以及 2D GGIS与TIN ,3D GGIS与ARTPN(AnalogicalRightTriangularPrismNetuork)一体化的数据模型 ,为实现地质数据的动态管理奠定了基础。此外 ,对自动生成TIN、PEN的关键技术进行了论述。

用于数字矿山的复杂地质体三维建模方法

利用三维地质体的优点提出了一种建模新方法。该方法以似三棱柱作为建模的基本体元,根据似三棱柱的特点和知识推理规则,进行复杂地质构造的自动建模,避免了不必要的人为干预,扩展了似三棱柱建模的适用范围和表现能力。最后通过研究实例展示该方法的实际建模效果。