矢量結(jié)構(gòu)的三維地質(zhì)體可視化系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

\"三維建模\"是水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的重要平臺(tái),對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了資源數(shù)據(jù)的綜合利用,為地質(zhì)分析及工程改造創(chuàng)造了有利條件.據(jù)此,本文結(jié)合水文地質(zhì)勘察信息化趨勢(shì),介紹了三維建模與可視化特點(diǎn),提出切實(shí)可行的勘察作業(yè)方案.

隨著當(dāng)前地質(zhì)研究工作的持續(xù)深入開(kāi)展,地質(zhì)研究和分析技術(shù)也應(yīng)迎來(lái)了更多的創(chuàng)新和突破,其中為了更好的探測(cè)和研究是水位條件下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)形態(tài)而研發(fā)的三維建模研究形式,為當(dāng)前的地質(zhì)研究工作提供了更為高效和可靠的技術(shù)手段和方法,其可視化的優(yōu)勢(shì)功能大大提高了地質(zhì)研究的效率,而且三維的建模研究模式目前已經(jīng)被更廣泛的應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域之中,發(fā)揮著更為關(guān)鍵和重要的作用.

針對(duì)當(dāng)前可視化圖形仿真技術(shù)在水利工程領(lǐng)域應(yīng)用要求的特點(diǎn),介紹了紫坪鋪水利樞紐三維可視化圖形仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā).首先,對(duì)紫坪鋪水利樞紐三維可視化圖形仿真系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析,然后采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行仿真計(jì)算,再將所得數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式保存并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行加工處理,將空間數(shù)據(jù)(矢量數(shù)據(jù)、形體數(shù)據(jù)等)和各種屬性信息集成在一起,在這些數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上建立紫坪鋪水利樞紐的三維可視化仿真模型.開(kāi)發(fā)了一個(gè)能科學(xué)、直觀、逼真地表現(xiàn)紫坪鋪水利樞紐施工總體布置三維可視化圖形仿真系統(tǒng),為工程施工管理決策提供依據(jù).

利用sqlserver2005為數(shù)據(jù)庫(kù),采用先進(jìn)的tin數(shù)字高程模型、vc++面向?qū)ο蠹夹g(shù)和多媒體建模方法作為前臺(tái)開(kāi)發(fā)工具,利用不規(guī)則三角網(wǎng)delaunay算法自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)的tin三角網(wǎng)地形,通過(guò)opengl強(qiáng)大的三維處理和顯示引擎,實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)生成各種礦井實(shí)體,再現(xiàn)井上下真實(shí)的三維場(chǎng)景,構(gòu)建三維可視化應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了煤礦三維可視化系統(tǒng)。

借助gis強(qiáng)大的三維建模及可視化分析功能,以湖北省崇陽(yáng)地區(qū)1:50000區(qū)域地質(zhì)成果為例,基于地理矢量數(shù)據(jù)、地質(zhì)矢量數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù),利用地形數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)字高程模型(dem),將dem與遙感圖像疊合生成三維影像圖,建立集地形、地質(zhì)、遙感等數(shù)據(jù)為一體的三維可視化模型,解決傳統(tǒng)二維地質(zhì)圖件用于表示三維地質(zhì)不直觀等問(wèn)題,提高地質(zhì)空間分析的能力。

三維地質(zhì)建模與可視化技術(shù)能夠形象表達(dá)地質(zhì)體的地層信息及空間構(gòu)造特征,對(duì)于工程設(shè)計(jì)和決策具有十分重要的意義。在綜合前人研究成果基礎(chǔ)上,提出一種基于二維地質(zhì)剖面構(gòu)建三維地質(zhì)模型的方法,該方法充分利用已有資料,并融入專(zhuān)家知識(shí)經(jīng)驗(yàn),具有用戶交互簡(jiǎn)單、對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)現(xiàn)象處理能力較強(qiáng)等特點(diǎn)。同時(shí),本文還分析了建模過(guò)程中的若干關(guān)鍵問(wèn)題,并設(shè)計(jì)給出了相應(yīng)的算法,最后通過(guò)一個(gè)具體的工程實(shí)例展示了該方法的實(shí)際建模效果。

建筑群可視化模擬通過(guò)三維可視化場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)建筑群景觀及信息的動(dòng)態(tài)交互管理以及瀏覽查詢,從而在時(shí)間和空間上延伸現(xiàn)實(shí)中的建筑群環(huán)境,常規(guī)規(guī)劃管理很難解決的一些問(wèn)題可以通過(guò)gis提供的空間管理和空間分析功能去解決,從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)規(guī)劃管理功能的不足,使規(guī)劃管理過(guò)程的全面信息化最終得以實(shí)現(xiàn),以提高科研、管理以及規(guī)劃質(zhì)量。該文運(yùn)用地理信息系統(tǒng)、可視化等相關(guān)理論,以某建筑群cad圖作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,運(yùn)用arcgis軟件建立空間數(shù)據(jù)庫(kù),并借助arcgis的3danalyst擴(kuò)展模塊創(chuàng)建表面模型(如tin),通過(guò)arcscene的空間功能、三維編輯及漫游模擬和分析三維景觀,構(gòu)建了某建筑群的三維場(chǎng)景和三維地物模型,實(shí)現(xiàn)了某建筑群的三維可視化。

利用skyline強(qiáng)大的模型顯示功能,結(jié)合c#和c++開(kāi)發(fā)模塊建立了鐵路路基地質(zhì)三維仿真可視化信息系統(tǒng).在項(xiàng)目規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域三維精細(xì)地理環(huán)境構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)數(shù)據(jù)的三維展示、管理,并具備查詢、量測(cè)和刨切等分析功能,為進(jìn)一步開(kāi)展三維設(shè)計(jì)、分析等奠定了三維框架基礎(chǔ).

隨著軟件技術(shù)的進(jìn)步,用三維模型來(lái)模擬空間的技術(shù)和手段越來(lái)越成熟和多樣.本文分析了室內(nèi)設(shè)計(jì)引入三維可視化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和必要性,并對(duì)三維可視化設(shè)計(jì)的應(yīng)用方法和流程進(jìn)行了總結(jié).

結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在水利工程三維可視化系統(tǒng)中的應(yīng)用,通過(guò)對(duì)流域地形仿真、洪水演進(jìn)模擬的三維可視化研究,以等高線數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),使用vpb及arcgis構(gòu)建地形模型,采用vc++結(jié)合osg的可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境建立了水利工程可視化模擬系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了三維場(chǎng)景漫游、空間信息查詢、洪水演進(jìn)模擬等功能。該系統(tǒng)能在pc機(jī)上流暢地運(yùn)行,圖形的生成速度和質(zhì)量較高。

本文提出了分塊區(qū)域三維地質(zhì)建模的組件開(kāi)發(fā)的具體開(kāi)發(fā)流程,探索了dem數(shù)據(jù)處理方法,從而實(shí)現(xiàn)了從二維數(shù)據(jù)到三維地質(zhì)建模.在此基礎(chǔ)上,嘗試了基于虛擬鉆孔的區(qū)域地形圖建模,以及帶狀地形圖建模的方法模型,最終通過(guò)三維建模的組件開(kāi)發(fā)得到了地質(zhì)體整體三維地質(zhì)模型,得到了地質(zhì)體整體可視化效果圖.

探討了如何在ｐｃ機(jī)上方便、快捷地實(shí)現(xiàn)化學(xué)分子三維結(jié)構(gòu)可視化。系統(tǒng)闡述了ｏｐｅｎｇｌ的編程方法，包括建模、變換等，并介紹了人機(jī)交互和立體化成像方法及其在計(jì)算機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)硬件，提出一種基于ｐｃ機(jī)開(kāi)發(fā)分子虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的方案。

可視化技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用方興未艾,結(jié)合作者的研究工作,對(duì)水利工程三維可視化仿真中涉及的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)進(jìn)行了分析和研究,給出了相應(yīng)的解決方法,并提出了一個(gè)面向水利工程的三維可視化仿真系統(tǒng)框架,展示了三維可視化仿真技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用前景.

為了實(shí)現(xiàn)虛擬圖書(shū)館的可視化仿真,綜合運(yùn)用實(shí)地測(cè)量、參考建筑圖紙、拍攝等方法獲取圖書(shū)館的外形輪廓,通過(guò)數(shù)學(xué)建模得到整個(gè)圖書(shū)館的數(shù)學(xué)建模,再借助基于c++的幾何庫(kù),將圖書(shū)館的數(shù)學(xué)建模轉(zhuǎn)化為圖形實(shí)例,最后結(jié)合opengl技術(shù),通過(guò)運(yùn)用光照、材質(zhì)和紋理,渲染出整個(gè)圖書(shū)館,使得圖書(shū)館仿真逼真、自然。仿真結(jié)果表明,構(gòu)建的虛擬圖書(shū)館逼真地展現(xiàn)了圖書(shū)館的形態(tài)特征,真實(shí)感較好,為虛擬建筑的模擬提供了技術(shù)參考。

三維軟件的使用是目前機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域一個(gè)重大突破,對(duì)零件快速設(shè)計(jì)具有重要作用。文章對(duì)目前使用較廣泛的幾款三維軟件做了介紹,闡述了軟件類(lèi)型、基本功能和應(yīng)用領(lǐng)域。針對(duì)每種軟件的設(shè)計(jì)特點(diǎn),文章基于pro/e的參數(shù)化建模設(shè)計(jì),對(duì)內(nèi)六角螺母進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),三維軟件學(xué)習(xí)及應(yīng)用提供參考。

從系統(tǒng)仿真和可視化的角度,對(duì)碾壓混凝土壩的施工過(guò)程進(jìn)行仿真研究,開(kāi)發(fā)出碾壓混凝土壩施工三維動(dòng)態(tài)可視化仿真系統(tǒng).該系統(tǒng)以vc++為開(kāi)發(fā)平臺(tái),結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),針對(duì)碾壓混凝土壩特有的混凝土分區(qū)、動(dòng)態(tài)合倉(cāng)等問(wèn)題,提出相應(yīng)的模擬假設(shè)后,實(shí)現(xiàn)了碾壓混凝土壩施工過(guò)程的仿真計(jì)算,并通過(guò)三維建模,借助地理信息系統(tǒng)平臺(tái)來(lái)演示大壩澆筑的三維動(dòng)態(tài)上升過(guò)程.系統(tǒng)在某工程實(shí)例中進(jìn)行了具體應(yīng)用,為該工程的施工和管理提供了決策依據(jù).

為了直觀、逼真地描述大型引水工程各環(huán)節(jié)之間復(fù)雜的動(dòng)態(tài)時(shí)空邏輯關(guān)系,提出了大型引水工程三維可視化圖形仿真系統(tǒng).首先,對(duì)引水工程三維可視化圖形仿真系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析,確定系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式,然后采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行仿真計(jì)算,再將所得數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式保存并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行加工處理,將空間數(shù)據(jù)(矢量數(shù)據(jù)、形體數(shù)據(jù)等)和各種屬性信息集成在一起,在這些數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上建立引水工程三維可視化仿真模型及模型庫(kù),以方便對(duì)模型進(jìn)行高效的管理.開(kāi)發(fā)了一個(gè)能科學(xué)、直觀、逼真地表現(xiàn)大型引水工程施工的三維可視化圖形仿真系統(tǒng),為工程施工管理決策提供依據(jù).

三維地質(zhì)模型是一個(gè)較為直觀、有效的研究地質(zhì)領(lǐng)域內(nèi)容的方法。文章將三維地質(zhì)模型分為面模型、體模型和混合模型三類(lèi),并從曲面插值法、三角網(wǎng)剖分法和地質(zhì)斷層建模法三個(gè)方面理論化地闡述了三維地質(zhì)模型的可視化方法,最后就典型的體模型和虛擬鉆孔模型進(jìn)行了分析,描述了三維地質(zhì)模型可視化的應(yīng)用。

復(fù)雜工程巖體結(jié)構(gòu)三維可視化構(gòu)造及其應(yīng)用——針對(duì)巖體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和無(wú)規(guī)律性，提出了一種新的基于nurbs算法的巖體結(jié)構(gòu)三維可視化構(gòu)造技術(shù)。根據(jù)實(shí)測(cè)的離散信息和交互解譯得到一系列二維剖面，以系統(tǒng)的思想實(shí)現(xiàn)了巖體結(jié)構(gòu)三維可視化模型，并能進(jìn)行與工程密切...

針對(duì)巖體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和無(wú)規(guī)律性,提出了一種新的基于nurbs算法的巖體結(jié)構(gòu)三維可視化構(gòu)造技術(shù)。根據(jù)實(shí)測(cè)的離散信息和交互解譯得到一系列二維剖面,以系統(tǒng)的思想實(shí)現(xiàn)了巖體結(jié)構(gòu)三維可視化模型,并能進(jìn)行與工程密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)可視化分析。最后將該技術(shù)成功應(yīng)用到糯扎渡水電站工程的三維巖體結(jié)構(gòu)模擬和可視化分析中,對(duì)工程設(shè)計(jì)有較大的指導(dǎo)意義。

系統(tǒng)建立了三維仿真框架,建立了三維空間屬性模型和非空間屬性模型,分別對(duì)空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和管理。并建立了hardy-cross迭代模型和離散反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型。并以c#語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。

為直觀準(zhǔn)確地描述施工總布置中各施工環(huán)節(jié)之間復(fù)雜的變化時(shí)空關(guān)系,以水利水電工程為基礎(chǔ),借助gis特有的空間數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和可視化表達(dá)功能,構(gòu)造了施工總布置三維可視化數(shù)字模型,其中包括施工場(chǎng)地地表三維數(shù)字模型(dtm)和施工總布置建筑物實(shí)體三維數(shù)字模型,并根據(jù)需要對(duì)地形數(shù)字模型進(jìn)行了填挖處理。在此模型基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了施工過(guò)程的三維動(dòng)態(tài)演示、三維場(chǎng)景沿河流巡航、施工總布置可視化信息查詢和局部觀察。工程實(shí)際中的應(yīng)用表明該模型可為工程施工組織設(shè)計(jì)提供一個(gè)科學(xué)有效的可視化分析和輔助決策手段。