一种基于径向基隐式曲面的地质三维建模方法

针对目前基于钻孔数据生成地质三维模型过程繁琐、算法复杂、中间数据庞大的弊端,本文使用钻孔点和径向基隐函数模型描述地层曲面,以多边形标量场提取曲面函数模型的等势面生成地质曲面进行可视化;再提取曲面的边框,根据网格大小长度提取边框的转折点数据;根据上下相邻两个地层曲面的边框转折点,绘制侧立面;合并侧立面与上下相邻两地质层曲面,生成地质三维模型。并使用郑州市高新区地质钻孔数据作为数据源进行实验,快速完整地生成了研究区的地质体三维模型。

计算机辅助设计的三维建筑模型重构技术研究

在计算机辅助设计工具(Auto Computer Aided Design,Auto CAD)、三维模型重构技术的研究基础上,针对Auto CAD三维建模的曲面重构失真问题提出了一种基于Matlab隐函数曲面重构的算法改进策略,通过Matlab的参数化建模实现了三维模型曲面的精确重构,弥补了Auto CAD三维建模在曲面重构方面的技术短板,改善了模型曲面构建的外观效果。

江西相山居隆庵铀矿床隐式三维地质建模

目前铀矿床的三维地质建模主要采用显式建模方法,但该方法在建模过程中存在大量人机交互操作,且数据变化后模型难以快速更新。为提高铀矿床三维地质建模效率,探索运用快速径向基函数插值法进行三维地质建模,该方法可直接运用钻孔分层数据进行空间数据插值快速构建三维地质模型。文章选用Leapfrog Geo软件为建模平台,运用35个钻孔数据和隐式函数快速、自动、高精度构建了居隆庵铀矿床三维地质模型,并运用后增的3个钻孔数据对模型进行了快速动态更新。结果表明,隐式三维地质建模具有速度快、操作简单、精度高、模型可快速更新等特点,可为其他地区的铀矿床三维地质建模提供技术借鉴。构建的居隆庵铀矿床三维地质模型立体呈现了矿区深部各地质体的三维形态特征,为下一步深部找矿提供了重要依据。

基于参数模型和法线推理的单视图三维人体隐式重建

为了克服单视图三维人体重建中出现的伪影及肢体残缺现象,提出了一种基于参数模型和法线推理的三维人体隐式重建算法(Parametric⁃Model and Normal Inference,PMNI),该方法能够从单一RGB图像重建出包含服装的三维人体。网络的输入仅为一张包含人物全身的RGB图像,首先基于图卷积神经网络预测对应的SMPL参数模型,接着基于条件GAN(Generative Adversarial Networks)网络生成人物的后视图像,并分别从前后视图中提取法线特征,最后将它们作为深度隐式函数的额外参数辅助训练。实验结果表明,相较于传统方法,该方法有效提升了重建结果的整体质量和表面细节。得益于参数体和法线作为先验,该方法也可以很好地处理一些复杂人体姿态。

面向体元结构的三维地质模型剖切算法研究

文章针对三维地质建模和地质数据可视化中重要的体元模型,通过对三维剖切面的隐函数刻画,研究了基于可视化工具包(Visualization Toolkit,VTK)的三维地质模型剖切算法。重点对四面体数据结构模型和六面体数据结构模型分别进行剖切算法设计和功能实现。在三维地质模型中应用该剖切算法,结果表明该算法能够较好地对矿区各种形态地质体进行任意剖切,可有效提高三维地质模型的剖切效率。

R-函数理论介绍及其应用评述

R-函数是一系列实函数，其函数值的符号完全取决于其各个变量的符号。一个R-函数总与一个逻辑表达式相对应，所以利用R-函数可以将形体表示成隐函数形式，由此导致它在许多领域的应用。本文概要介绍了R-函数、R-函数族与R-函数系的概念及其性质，将任意几何形体转化成隐函数形式的方法本文简要地介绍了两方面的应用：在几何造型中的应用和在边值问题求解中的应用。本文是对该领域的入门介绍，也是对其近年研究成果的评述。

隐式极限状态方程的非概率可靠性分析

针对凸集模型比例因子的非概率可靠度指标相对隐式极限状态方程难以求解问题,提出一种基于支持向量机回归的非概率可靠度指标分析方法。所提方法用支持向量机回归拟合极限状态方程,通过优化算法获得可靠度指标和设计点,用设计点更新支持向量机训练样本的抽样中心,并重复计算过程直至收敛。由于构造合适的迭代格式可以有效地近似结构的真实失效域边界,故求解精度好,又由于使用极限状态方程的代理措施,使得计算效率高。文中用四个数值算例证明方法的精度和效率,并将文中方法用于实际的飞机机翼可靠性分析中。

基于径向基函数曲面的矿体隐式自动三维建模方法

矿体三维建模与可视化是矿山信息化与数字矿山的核心内容。目前国内外矿业软件普遍采用基于序列剖面或中段平面矿体边界多边形连接的显式矿体建模方法,建模过程需要大量人工交互且数据更新后模型重建困难。引入径向基隐函数,提出一种基于隐式曲面的矿体自动建模方法。该方法无需手工圈定矿体边界,直接基于钻孔化验数据进行空间插值,自动构建矿体三维模型曲面,并能针对夹石体自动单独建模;作为建模参数,边界品位重新设定后可自动更新重建矿体三维模型。针对某矿山数据进行了不同边界品位的矿体自动建模实验,与显式方法建模结果对比表明,基于径向基函数隐式曲面的矿体建模方法自动化程度高、模型光滑且无拓扑错误,可为国内数字矿山与地学三维软件的研发提供新方案。

基于隐式化Coons曲面的局部地质构造区域集成建模方法

基于多源异构地质调查数据的区域尺度地质构造与局部精细地质体的集成建模方法是三维数字地质填图的关键技术需求,该文基于地质界线与路线剖面约束线等地质图中的几何要素,提出一种局部精细地质构造曲面的隐式化方法。该方法引入全局支撑的径向基函数,将局部构造的Coons边界曲面模型隐式化,结合隐函数的布尔操作算法,解决了区域尺度隐式地质模型与局部构造边界曲面模型的集成建模问题,最终建立拓扑一致的区域地质集成模型。基于此方法,针对福建某区火山机构的局部精细模型开展实验,实现了火山机构的区域集成建模。该文提出的方法可为三维GIS中局部精细模型的整体集成问题提供新的思路与借鉴。

基于隐函数插值的连续多分辨率模型

提出了一种基于变分隐函数插值的连续多分辨率模型生成算法 ,通过递归地删除网格模型中的边得到连续的简化模型 .算法采用变分隐函数插值的方法对网格模型分区域插值 ,生成原始模型的区域插值隐函数曲面 ,并以对应隐函数曲面上的采样点作为边折叠的目标点 .算法建立了可调加权控制函数来控制边的简化顺序 .在模型简化过程中 ,可通过交互调节控制函数的权值执行不同的简化原则 ,使得重要度低的边优先删除 .此外 ,通过建立独立集 ,避免了模型的局部过度简化 .实验结果表明 ,此算法能实现较理想的简化效果 .

基于隐函数转化的点取样模型布尔运算

提出一种基于点取样模型的布尔运算算法。该算法首先将点模型隐式化,得到点模型的隐函数表示;然后采用隐式曲面的布尔运算方法对点模型进行布尔操作。提出了隐式曲面布尔运算的简单形式。点模型的隐式化采用散乱点径向基函数(RBF)变分插值,采用该算法可由多个点模型构造复杂的点模型。所提出的点模型布尔操作算法可用于一般网格模型,实现网格模型的剪切/粘贴编辑处理。

基于功能连接词的隐式篇章关系推理

功能连接词是一种直接表述篇章单元内部语义关系、结构特性和语境发展趋势的词特征。借助功能连接词的这一优势,该文提出一种基于功能连接词的隐式篇章关系推理方法。该方法首先挖掘词级与短语级的功能连接词,划分功能连接词的篇章关系类别;其次,为每个功能连接词构建概念模型,借以描述由功能连接词连接的论元属性,并建立论元概念与篇章关系的映射体系;最后,利用统计策略识别待测论元的概念模型,并借助"概念—关系"映射体系,实现隐式篇章语义关系推理。实验结果显示,该文基于功能连接词构建概念模型的推理方法,相较于现有的基于监督学习的分类方法,系统性能获得显著提升。

舰艇特殊进水过程的流量差值迭代算法研究

以进满水舱室的特殊进水过程为对象,在对流线伯努利方程修正的基础上,利用隐函数求导模型和克莱姆法则,对此时的流量差值迭代算法进行了建模,并对该算法进行了船模实验验证。最后,针对某船的进水过程进行了仿真计算,横倾角时域变化曲线上的不连续点直观地表明了流量差值迭代算法的改变对进水过程仿真计算的影响。

跳板跳水人-板系统的数学建模与优化

利用运动生物数学和运动生物力学建立了一类带有支点的人-板系统数学模型,以人体质心和跳板自由端间的相对距离为控制函数,人体的起跳高度为目标函数。为求得最佳控制函数以使目标函数最大,提出一类隐泛函极值问题,并将其转化为数学规划问题,利用蒙特卡洛优化方法进行了求解。

复杂地形上边界层和大气扩散的中尺度数值模式和模拟

本文论述了一原始方程中尺度模式的设计和发展,该模式是三维的。这个模式采用的是高分辨行星边界层参数化。为了改进高分辨行星边界层物理的描述,还导出了一个湍流动能方程,并采用了K—e闭合。 文中首先给出了基本方程组和平均方程组,然后,导出了一个在地形坐标系中相一致的平均方程组,在引入湍能方程和K—e闭合后,着重讨论了行星边界层参数化;在数值方法中,发展了一种隐式立方样条函数法,用于计算平流项。 为了检验模式物理过程的考虑、边界层参数化、有限差分格式以及边界条件的处理,我们进行了具有高分辨的两维模式模拟结果和观测结果的比较。

无网格数值方法在结构物水动力研究中的应用

运用一种移动粒子半隐式法建立无网格水流数值模型,探讨该模型在结构物水动力特性研究中的可能性。在无网格条件下,粒子间的相互作用通过核子函数来表示,并通过建立物理量光滑模型、梯度模型和二阶导数模型来离散控制方程。流体的不可压缩性是通过引入粒子数密度概念实现的。该方法不受流体变形程度和固边界形状的限制,因而具有特定的适应性。运用该模型模拟了水柱倒塌后有无透空块体两种情况下右端直墙上的压力过程。计算结果表明透空块体可使直墙压力减小42%。

一类带有Crowley-Martin反应函数的捕食-食饵模型的定性分析

讨论了一类带有Crowley-Martin反应函数的具有一个食饵和两个捕食者的捕食-食饵模型正解的存在性和持久性。首先利用空间分解和隐函数定理研究了系统的二重分歧,得到了正平衡解存在的充分条件。其次给出了系统正平衡解不存在的充分条件。最后讨论了抛物系统正解的渐近行为,利用比较原理给出了系统持久和灭绝的充分条件。

基于隐函数模型的光学 微腔传输光谱拟合算法

光学微腔品质因子高、灵敏度高,在精密生物传感方面有广阔的应用前景。针对洛伦兹拟合算法不能很好地拟合光学微腔输出端非对称波形和劈裂模式波形的问题,提出了隐函数模型算法。该算法首先建立模板波形,然后经平移、放缩理论实现模板波形操作,利用Levenberg-Marquardt(LM)算法优化参数值,能够实现对称波形、非对称波形和劈裂模式波形数据拟合。通过搭建光学微腔数据采集系统,采用高斯、洛伦兹和隐函数模型算法对不同折射率溶液的实验数据进行拟合。结果表明:隐函数模型算法比前两种算法的MSE低1个数量级,且拟合优度(R^2)达到了0.99,拟合效果较好;隐函数模型算法谐振频率误差最小,谐振频率偏移量最大,对应的灵敏度最高,有利于提高光学微腔灵敏度。

支持多种并行计算模型的面向对象框架研究

为了支持并行程序设计，几乎所有的程序设计语言均通过提供并行与同步通信机制来支持某一高级并行计算模型，如Ａｄａ语言的任务与会合机制以及Ｊａｖａ语言的线程和同步方法．显然，这样的程序设计语言仅能支持一种高级并行计算模型．尽管单模型的途径对某些应用来说简单而有效，但由于现实世界中的问题往往较为繁杂而难以完全用单一模型来解决．文章采用面向对象的语言机制和框架技术来解决此问题．通过分析现有各种语言中高级并行计算模型的共性，提出了若干新的面向对象语言机制．以此为基础，提出了并行面向对象框架的概念，并讨论用其表达和使用高级并行计算模型的方法．结果是，可在某种意义下将高级并行计算模型从语言中分离出来，而单一语言可由多个并行框架加以支撑，从而使得在单一面向对象语言中支持多种高级并行计算模型成为可能．

基于杨赤中推估法空间插值的三维地质隐式建模

杨赤中推估法是一种对空间域复合变量通过连续的几何滤波过程来建立核函数的最小二乘推估法,建模过程简便且能基于少量已知数据点取得好的建模效果。针对地质勘查中离散、稀疏而不规则分布的地质特征点数据难以构建地质体三维模型的难点问题,提出了一种基于杨赤中推估法的三维地质空间插值与模型建立的自动化方法。该方法首先以地质特征点数据库为基础,选用负幂指数函数模型建立适合三维地质空间插值的杨赤中推估法估值数学模型;在此基础上,构建一套基于杨赤中推估法的三维地质空间插值计算和地质体隐式建模的自动化实现流程与程序;最后以实例矿化插值数据为基础,采用基于移动立方体算法的三维隐式建模方法,快速构建实例矿体三维模型。与人工交互圈定地质体边界和进行矿体推断的三维地质显式建模相比,这种方法能快速直观地分析地质特征并处理样品分析数据,方法可行且高效。