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三维地质建模技术的研究

作　者: 李响
导　师: 胡敏
学　校: 合肥工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 三维地质建模钻孔数据插值四面体体元 OpenGL
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 530次
引　用: 6次
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内容摘要

本论文在对国内外三维地质建模发展现状分析的基础上,系统研究了三维地质建模理论,提出了一种有效的基于四面体体元构建地质体模型的方法和利用插值理论确定虚拟钻孔的方法,并在建模过程中用不同的插值方法对地质数据进行处理。根据这一地质建模方法设计了一套可行的实验方案。全文主要内容如下:(1)详细介绍了三维地质建模的研究背景和国内外研究现状,说明了本论文的主要研究内容和三维地质建模及其可视化的研究目标。(2)介绍了三维地质建模和实际钻孔数据的基本概念,系统研究了三维地质建模的各种模型——基于面、体的模型和面向对象的模型,分析了不同模型的优缺点。(3)说明了三维地质模型的选取原则,并详细阐述了本论文三维地质建模的设计思想。利用已知勘探的具有多层地质信息的钻孔数据,通过插值方法生成规则网格的插值数据;在形成的规则网格模型中,将相同相对坐标的不同层数据相连就构成由四棱柱体所组合的地质模型,再将四棱柱按照一定规则分解成容易处理的四面体体元,把四面体体元作为基本体元进行处理操作。在确定虚拟钻孔的过程中,本文直接采用插值方法进行确定,避免了体元模型确定虚拟钻孔的复杂性。由于论文中大量使用插值方法,文中对两种插值方法——距离反比加权插值法和Kriging插值方法做了详细的研究。(4)介绍了可视化的基础理论,对计算机图形学和OpenGL做了简要的阐述。说明了基于OpenGL的地质体可视化过程,设计了地质模型的可视化方案,实现了对三维地质模型的多模式显示。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-11
第一章绪论  11-15
  1.1 研究背景  11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 课题来源和研究内容  13-14
  1.4 论文的组织安排  14-15
第二章三维地质建模理论  15-26
  2.1 三维地质建模基本概念  15-16
    2.1.1 地质模型的建立  15
    2.1.2 地质模型表示方法  15-16
    2.1.3 三维模型分类  16
  2.2 钻孔数据  16-17
    2.2.1 钻孔数据的概念  16-17
    2.2.2 钻孔数据的基本特征  17
  2.3 基于面表示的模型  17-19
  2.4 基于体表示的模型  19-24
  2.5 面向对象的模型  24-26
第三章三维地质体模型的构建方法  26-41
  3.1 三维地质模型的选取原则  26
  3.2 三维地质建模相关的插值理论  26-30
    3.2.1 距离反比加权插值法  27
    3.2.2 Krising插值法  27-30
  3.3 基于四面体体元的地质建模方法  30-37
    3.3.1 钻孔数据的插值计算  30-32
    3.3.2 四面体体元的定义  32-33
    3.3.3 四面体体元的切割  33-35
    3.3.4 四面体体元的自分解  35
    3.3.5 三维地质模型的建立  35-37
  3.4 虚拟钻孔  37-40
    3.4.1 虚拟钻孔的概念  37-38
    3.4.2 虚拟钻孔及其适用条件  38
    3.4.3 虚拟钻孔的确定方法  38-40
  3.5 本章小结  40-41
第四章三维地质模型的可视化  41-50
  4.1 可视化的基本概念  41-44
    4.1.1 计算机图形学基础  42-43
    4.1.2 OpenGL简介  43-44
    4.1.3 三维真实感图形生成  44
  4.2 基于OpenGL的地质体可视化过程  44-45
  4.3 三维地质模型的显示  45-49
    4.3.1 多种模式显示  45-46
    4.3.2 模型的几何变换显示  46-47
    4.3.3 不同的插值方法获得的地质模型显示  47-48
    4.3.4 地质模型的切割处理显示  48-49
    4.3.5 虚拟钻孔的可视化显示  49
  4.4 本章小结  49-50
第五章总结与展望  50-52
参考文献  52-55
攻读硕士学位期间录用的论文  55

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