基于不规则棱柱网络的低碳多式联运路径研究

为了解决面临变量较多和网络高复杂性困扰的低碳多式联运路径问题,提出了一种新的网络模型——不规则棱柱模型,并在空间中将棱柱模型单元扩展成新的网络——不规则棱柱网络。在此基础上,从构造、判断等方面设计了相应的算法,将网络中不同类型的弧线解释成满足某种约束条件的量,实现弧线智能分类,开发基于该模型网络的仿真系统。通过该模型网络,智能选择不同运输方式和中转过程参数,对不同区域运输环境参数进行差别化分析,在动态变化的排放限制下智能优化多式联运路径。最后,通过模拟实验数据仿真,分析了多式联运中排放限制分别与综合成本和总排放量的关系,以及负载率、速度等参数变化对综合成本与总排放量的影响,验证了不规则棱柱网络仿真系统的可行性和有效性。

矿山钻孔数据三维地层建模与可视化

三维地层建模与可视化是三维地理信息系统(Geological Information System,GIS)在地学中的重要应用,能够直观展现各类复杂的地质信息,对于实际地质分析大有帮助。为此,提出了一种基于引入四面体格网(Tetrahedral Network,TEN)的广义三棱柱(Generalized Tri-prism,GTP)模型的三维地层模型构建方法。该方法使用钻孔数据进行三维地层建模,首先以钻孔孔口数据生成地表面不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN),然后根据地层空间分布顺序,将TIN中的三角形逐个沿钻孔向下扩展生成GTP体元模型,建立三维地层模型并对其进行四面体剖分,最后使用可视化工具包(Visualization Toolkit,VTK)开发出三维地层可视化系统,实现了地层模型的三维显示及属性查询,距离、角度量测与剖切等空间分析功能。某矿山钻孔数据试验结果表明:基于引入TEN的GTP模型有助于解决空间实体剖切问题,将VTK应用于实现三维地层可视化是可行的,在可视化性能与空间分析操作等方面均有着良好的效果,对于提高矿山地质分析、地质建模与可视化效率有一定的参考价值。

基于广义三棱柱体元的三维地层建模方法

为了解决基于广义三棱柱(GTP)的三维地层模型自动建模问题,提出了一种三维地层构造知识推理规则和建模方法。该方法结合钻孔数据特点和地层分布规律,首先以孔口数据生成地表面不规则三角网(TIN),然后根据地层构造知识推理规则,将TIN中的三角形逐个沿钻孔向下扩展生成GTP,建立三维地层模型,能够解决包括尖灭、分叉和断层等在内的复杂地层构造推理和自动建模。该方法对基于GTP的三维地层建模具有一定的参考价值和指导意义。

大规模多式联运复杂网络系统模型

与其他优化问题相比,多式联运网络路径优化问题面临着变量较多且其结构、关系复杂的困扰.然而,现有的多式联运网络只能对网络属性逐一计算,难免重复冗余,效率偏低,只适用于小型网络.提出了不规则棱柱网络模型.采用相对编码设计,通过搜索判断余子式进行网络初始化,将网络中不同类别的弧线解释成满足某种约束条件的量,通过设计底边判断函数和侧棱判断函数,实现了网络中弧线的智能分类.该模型取消了运输网络阶段划分的限制;其节点与现实运输的地理坐标相对应;分类判断可以对网络进行群体修建与更新.通过对比各网络的时间频度,说明在多属性变量复杂且多样性的大规模多式联运网络中,该网络能够极大地提升网络构建和更新效率.

基于工程柱体的三维地质建模方法

提出了一种基于工程柱体的三维地质建模方法。该方法结合钻孔数据特点和地层分布规律,根据钻孔平面位置将勘探区域划分为若干工程柱体,对每个柱体侧面进行矿段对比连接,得到柱体线框图,再逐柱、逐层、逐面构建三角网,最后构建出整个地质体的三角网,建立三维地层模型,能够解决包括尖灭、分叉和断层等在内的复杂地层构造推理和自动建模,便于按储量级别进行储量估算。该方法对基于工程柱体的三维地质建模具有一定的参考价值和指导意义。

孔隙水文地质层三维建模与可视化研究

针对孔隙水文地质层空间分布的复杂性及现有地下水数值模拟中空间离散存在的问题,在分析剖面图等地质资料的基础上利用钻孔数据,对孔隙水文地质层空间上下关系进行划分。为了保证上下三角形的一一对应性,如果对某一层的顶层（底层）三角形进行了自分解操作,则该层底层（顶层）的三角形也要进行这样的操作。对每一层进行TIN构建后,连接相应三角形的对应顶点形成对整个地质体的三棱柱剖分,各层不规则三角网具有参考系一致、能准确匹配及一一对应的特性。采用三棱柱对孔隙水文地质层进行三维空间离散,在保证孔隙水文地质层类型的一致性的基础上,提高了水文地质模型三维空间建模及地下水模拟的精度。

基于无人机激光点云数据改进的棱柱法土方量计算方法

传统的土方量计算方法存在精度不高、效率低等问题,而利用无人机激光点云数据可以有效地解决这些问题。新近开发的基于无人机激光点云数据,快速、准确地计算土方量的软件———Digital Map,以宜春至井冈山高速公路宜春三阳至新田段新建工程为例,使用无人机获取试验区的三维点云数据,使用Digital Map软件计算土方量。结果表明,采用改进的棱柱法计算得到的结果既高效又与已知的总体土方量信息更接近,即更精确;同时在数字地面模型(digital terrain model,DTM)的基础上,更准确地描述了自然地形信息。该方法使用设计面的DTM,因此不受场地高差限制,适用于大部分复杂、真实的施工现场;且快速、准确,对于会产生海量数据的无人机激光点云效果尤其明显。

基于棱柱体的三维地质建模方法

矿体赋存条件复杂、地质构造多变。为探究真实地质体情况,通过对现有各类地质体建模方法的分析,尤其是对TIN模型构建、实体(solid)构模的特点进行探讨,提出一种基于工程棱柱体的三维地质建模方法。结合钻孔数据特点和地层分布规律,根据勘探工程的钻孔平面位置将勘探区域划分为若干棱柱体。对每个棱柱体侧面进行矿段对比连接,完成棱柱体线框图搭建,随之逐面、逐层、逐柱构建三角网,直至形成整个地质体的三角网。将实体构模方法结合其中,实现了三维地层实体模型的建立,既能充分反映矿体的三维形态,又能使所显示的三维矿体进行实体描述。使得矿体属性连续并可计算,同时模型能够结合工程师经验自动推理尖灭、分叉、断层和褶皱等复杂地层构造。其具有三维显示又具有实体描述的特点,尤其便于按储量级别进行储量估算等矿量计算,具有实际应用价值。