GTP-based Integral Real-3D Spatial Model for Engineering Excavation GIS

Engineering excavation GIS (E 2 GIS) is a real-3D GIS serving for geosciences related to geo-engineering, civil engineering and mining engineering based on generalized tri-prism (GTP) model. As two instances of GTP model, G\|GTP is used for the real\|3D modeling of subsurface geological bodies, and E\|GTP is used for the real\|3D modeling of subsurface engineering excavations.In the light of the discussions on the features and functions of E 2 GIS, the modeling principles of G\|GTP and E\|GTP are introduced. The two models couple together seamlessly to form an integral model for subsurface spatial objects including both geological bodies and excavations. An object\|oriented integral real\|3D data model and integral spatial topological relations are discussed.

3D GIS与3D GMS中的空间构模技术

3DGIS和3DGMS是近10a来地学领域并行发展的两大领域。该文从研究对象、数据来源、空间参照、空间构模、拓扑描述、空间量算、空间分析及应用领域等方面分析了3DGIS和3DGMS异同,并从数学模型、高程特征、属性特征和构模方式等方面讨论并重新界定了空间维数问题。重点分析了空间构模技术,将3DGIS和3DGMS中的空间构模分为基于面模型、基于体模型和混合构模3大类,并进行了分析比较和讨论。指出3DGIS和3DGMS将殊途同归,并最终建立全要素的真3D地球信息系统。

真3维地学构模的若干问题

以科学可视化、3维GIS、3维地学模拟及其在地质采矿与岩土工程中的应用为背景,系统分析了国内外3维地学领域面元构模、体元构模和混合构模方法的优缺点及其适用范围,指出了其存在的基本问题。介绍了广义三棱柱(GTP)的真3维地学构模原理、方法与技术特点,及其基于采样数据、本质开放与内含拓扑关系等性能优势,进而分析了基于GTP的真3维地学构模中亟需研究解决的核心问题和主要内容。指出:海量地学空间数据组织是3DGMS的心脏;在真3维地学模拟系统研发方面需要吸取科学可视化技术与3维GIS的营养,并充分利用VC++和OpenGL的图形函数,实现灵活方便、用户友好和可交互的地学可视化操纵。

三维地学建模的技术方法

对多种资料分析后认为,三维地质体普遍存在,随着信息发展,三维地学建模已引起地球科学界的高度重视,目前国内外已研制出了多种三维地学建模软件,并被广泛应用到地学的各个领域,地学三维建模理论体系和技术方法日趋成熟;对三维地学建模的空间插值技术、三维可视化技术、虚拟现实技术及地理信息系统技术作了重点阐述。

基于空间信息的三维地学模拟理论及研究

介绍了3DGM理论以及构模方法,即块段构模法、线框构模法、实体构模法、断面构模法、表面构模法等,并从6个方面提出了若干个技术前沿问题,并对三维地学模拟的发展趋势和研究思路进行了分析,从而为其进一步的研究与软件开发提供了基础。