复杂矿体的三维建模方法研究

为了形象直观地展示地下复杂矿体的几何形态和分布状况,谖文基于地球物理勘探的二堆地质成果剖面和钻探数据,采用地质体的横向或纵向延伸建模方法和三维空间插值方法。有效地实现了地下复杂矿体的三维建模。复杂矿体建模实倒表明,本文提出的横向或纵向延伸建模方法和三堆空间插值方法,镌有效地利用磁汝勘探、电法勘探号的二维成果剖面和钻探数据,此外,采用的空同中值平滑滤波方法,能有效地消除空间插值带来的异常点的影响。     

矿体三维可视化建模技术

回顾了矿山数字化建设的关键技术之一的矿体三维可视化建模的相关工作,包括主要的矿体三维模型、数据插值技术;给出了矿体三维建模可以考虑的三个维度:模型构成元素、存储的数据类型和构成元素的形状,由这三个维度可以组合出满足需要的模型;提出了适合于基于钻孔数据的矿体三维建模的可裁减的集成的断面-不规则三角网(TIN)-广义三棱柱模型(GTP),它可以方便地利用钻孔数据构造矿体断面,然后利用TIN连接相邻断面形成矿体线框模型,利用GTP表示矿体内部结构;并给出了矿体三维可视化建模技术需要进一步研究的问题.     

基于面向对象思想的矿体三维数据模型

为了解决地下矿体解译和圈定问题,采用面向对象的方法,分析了矿体三维模型,论述了矿体构模过程,矿体三维数据模型元素的表达,抽象成矿体模型类库,最终建立矿体的三维数据模型的过程,并成功地建立了国内某大型铁矿三维矿体模型.研究结果表明:面向对象思想建立矿体三维数据模型有效且实用.该成果对矿床采矿设计、开拓生产提供更直观、更可靠的研究手段.     

快速构建复杂矿体块段模型的算法

针对矿体表面模型转换为块段模型过程中遇到的两个关键问题,即矿体空间形态复杂导致相交计算量大和须筛选块段数量多(≥106),提出应用二维网格分割与种子填充思想实现快速构建三维复杂矿体的块段模型算法,其时间复杂度为O(n).通过实验证明:该算法能花费相对小的空间代价解决大量三角面与体素相交计算问题,同时将复杂矿体块段模型的体素划分为边界立方格和内部立方格两大类,便于后续定量计算及三维空间分析,特别是将flood-fill思想应用于空间复杂矿体块段构模,具有一定的创新性,其不仅适用于表面模型到块段模型的转换,也适用于空间任意非自相交曲面的块段构模.     

基于交叉折剖面的高精度三维地质模型快速构建方法研究

提出一种基于交叉折剖面的三维地质模型自动构建方法,重点解决模型构建中"高精度"和"快速"的难题。该方法扩大了建模可利用的数据源,提高了建模的自动化程度,构建的模型质量得以提高。基于该方法开发了一个原型系统,并成功应用到北京市奥运场区的工程建设层三维地质建模中,结果表明该方法具有建立实际三维地质模型的能力。     

三维GIS中的八叉树模型可视化研究 --以矿体信息为例

可视化是地理信息系统的重要功能,它是直接观测空间数据的主要手段。此次研究工作以矿体信息为例,根据八叉树编码规律及其自然消隐特性,不必再对体元素进行排序、检索,从而简化了隐藏面的消除,实现了真三维体空间的表达,编制了具有三维可视化功能的GIS模型软件包。     

复杂多层薄矿体矿床模型的建立

本文开发了建立复杂多层薄矿体矿床模型的计算机程序,并用该程序建立了构造极复杂多变的我国最大型露天锰矿山的矿床模型,取得了满意的效果。     

一种新的堤坝三维透视模型构建方法及应用研究

提出一种堤坝三维透视模型构建方法．该方法以数字地面模型生成的地形图为基础数据,首先采用标高投影理论,建立堤坝坡脚线的数学模型;然后应用透视投影理论,建立地形与地物相一致的三维透视数学模型,并使建立的模型与VC OPENGL相融合,实现堤坝的三维透视的实时交互显示．通过实例验证,本方法实用、经济、快捷．     

基于伪速度模型的三维地质模型快速构建方法

在储量计算、油气田开发方案研究、正演模拟、油气藏渗流机理研究中,构造不确定性是一个重要的影响因素.为评价构造不确定性影响,常规方法需要分步建立不同构造条件下的三维地质模型,且难以保证不同模型间地质参数分布一致性.采用新方法,只要先建立基础模型,再通过基础模型的构造层面与相应条件下构造层面建立相应虚拟速度模型,即可实现基...     

三维地矿GIS模型的构建与矿体三维可视化技术

复杂地质体必须用3维GIS进行有效的描述，构建3D实体的模型是目前国内外研究的一个热点。本文总结了现有的构摸算法、地矿3维可视化技术、及用OpenGL实现3D模型的可视化技术．生成高真实感的模型。     

基于支持向量回归机的矿体品位插值

使用与自组织神经网聚类相结合的支持向量回归机预测模型对矿体体素品位进行插值,并与多边形法、距离幂次反比法、克里格法进行对比验证. 结果表明,该预测模型进行品位插值具备很好的可行性和可靠性.     

三维环境下的建筑表面太阳能潜力估计

提出一种结合屋顶及立面,考虑天气因素影响的城市级建筑表面太阳能潜力估计方法.以建筑轮廓矢量数据和高度信息为基础,重建三维城市环境;基于射线求交方法、纹理映射和太阳辐射模型计算和渲染建筑表面太阳辐射;利用长期日照时数气象数据和天气校正模型对建筑表面接收的太阳辐射进行辐射校正,并通过气象站太阳辐照度辐射观测数据对校正结果进行有效性验证.结果表明：相关系数r和均方根误差RMSE分别为0.85和0.99 kW·h·m^-2,具有一定的有效性.应用该方法对研究区进行时空特征分析,研究结果可为城市清洁能源利用评估提供方法,为低碳城市的设计和管理提供一定参考.     

基于BIM技术的展览建筑过渡空间三维仿真系统设计

传统三维仿真系统不适于展览建筑,实用性差,三维仿真结果光照和色彩效果不佳。为此,设计了一种新的基于BIM技术的展览建筑过渡空间三维仿真系统。分析了BIM计算在三维设计应用中的技术路线,给出三维仿真平台CATIA设计过程,通过COM规则编写展览建筑过渡空间结构构件,给出COM总体结构。对拓扑约束进行分析,帮助系统更加准确地模拟各种几何关系。自动生成过渡空间结构构件。选择合理的模板,依据均值与方差统计结果,通过Wallis滤波器对目标灰度线性分布进行修正,进行匀光匀色处理,解决仿真结果出现光照分布差异大、色彩差异大的问题。实验结果表明,所设计系统能够通过调整参数自适应调整过渡空间三维仿真结果,光照和色彩均匀,调查问卷结果更优。     

基于LIDAR数据的建筑三维重建

为了实现数字城市中三维建筑场景的快速建模,针对平顶建筑,采用"Alpha shapes算法"提取建筑轮廓线,进一步概括和规则化后,结合屋顶高度可快速实现平顶建筑三维模型的自动重建;针对非平顶建筑,采用"基于法向量聚类分析的屋顶提取方法"和相应的屋顶规则化策略,实现了几种常见规则屋顶的建筑模型三维重建。实践结果表明:本文算法方法精度可靠,简洁高效,具有一定自适应性,非常适用于LIDAR数据提取城市典型建筑的三维模型。     

城区三维景观重建中的建筑物提取

在采用包含建筑物高程信息的DEM数据进行地形建模时,依次连结相邻网格点为多边形的绘制方式会带来建筑物墙面倾斜,建筑物与地形混淆的问题．针对这一问题,利用建筑物顶点与地形顶点之间具有较大高度差的特点,结合建筑物的几何特征,提出了一种在DEM数据中提取建筑物的算法．实验结果证明利用该算法重建出的城区三维景观具有更为逼真的显示效果．     

基于改进RBF的空间插值算法及其在矿体三维可视化中的应用

为径向基神经网络确定更为优化的初始中心,增强径向基网络的性能。通过采用改进的模拟退火蚁群算法作为径向基神经网络径向基层的训练法,将改进的径向基神经网络模型应用于地层高程的面插值和矿体品位的空间体插值,并与普通克里金法进行交叉验证,优化效果明显,然后利用VC++与OpenGL开发环境开发出矿体可视化系统,结果在结合矿体实际数据进行实例应用的过程中,实效性明显。     

三维曲线轨迹插补的研究

为了实现数控机床空间三维曲线轨迹插补,提出了两种高效准确的插补算法.隐式方程曲面交线采用进给选择原理的插补算法;参数方程空间曲线采用小直线段逼近的插补算法.仿真实验表明,这两种方法对插补空间曲线具有高效的优点.     

驻留矿体最佳开采方案研究

为解决驻留矿体开采技术难题,建立了开采方案综合评判指标体系,运用熵权法、层次分析法及密切值法基本理论对开采方案进行了综合评判选择,从而确定驻留矿体最佳开采方案。评判过程中,采用二元比较法将影响采矿方案的定性指标相对定量化,建立综合评判定量指标体系;运用优化的熵权法与层次分析法相结合的方式求得均衡权重,进而通过密切值法计算各采矿方案的密切值,以确定开采方案的优劣。将该方法应用于姑山铁矿驻留矿体回采方案的优化选择中,得出3种采矿方案的密切值分别为0、3.8、5.1,从而确定第一种方案为最优方案。经生产实践证实,该方法确定的采矿方案取得了良好的经济效益。     

沉管隧道的ANASYS三维有限元分析研究

随着社会经济的发展和交通的日益发达,越来越多的水下隧道走入人们的生活,采用沉管法修建水下隧道是一种常用而且先进的施工技术方法。近几年,在国内和国际上采用这种方法的水下隧道越来越多,在设计沉管隧道时,需考虑结构的样式、施工方法、水文地质情况等诸多因素。文中结合广州黄沙至芳村珠江水下隧道工程的工程实例,介绍了基于大型通用有限元软件ANASYS的沉管隧道的三维有限元模拟分析。根据从实际工程中提取的资料和数据,首先对沉管隧道周围(如水、土等)的介质进行了相互作用关系和力学分析的研究,并对其进行了基础理论计算,然后以计算结果为依托,通过建立模型、进行网格的划分、荷载和边界条件的约束和施加对沉管隧道进行数值仿真模拟,从而得到准确合理的分析结果。通过分析结果中的应力、应变图形可以直观的判断出沉管隧道的应力和应变分布情况,从而知道沉管隧道结构容易变形和破坏等的部位和破坏机理,以便于对沉管结构的设计与研究,并为以后的沉管隧道设计研究工作提供参考。