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基于广义三棱柱体元的三维地层建模方法

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2006年第1期25卷 36-38页

作者：车德福陈学习吴立新徐磊中国矿业大学北京校区3S与沉陷工程研究所北京100083

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... 详细信息

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。

关键词：三维地层建模不规则三角网广义三棱柱知识推理规则断层建模

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基于DEM三维地层建模及一体化显示

地理与地理信息科学 2011年第2期27卷 34-37页

作者：乔金海潘懋金毅李兆亮赵增玉北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 河南理工大学资源与环境学院河南焦作454000

目前三维地层表面建模方法构建的三维地层模型上表面粗糙,与地形不一致。在分析当前建模方法缺陷的基础上,基于多层DEM建模思想,提出了利用DEM修正主TIN的建模方法;该方法可保证模型与地形的空间一致性,实现模型与地理数据的一体化显示... 详细信息

目前三维地层表面建模方法构建的三维地层模型上表面粗糙,与地形不一致。在分析当前建模方法缺陷的基础上,基于多层DEM建模思想,提出了利用DEM修正主TIN的建模方法;该方法可保证模型与地形的空间一致性,实现模型与地理数据的一体化显示。并提出了利用虚拟钻孔进行剖面图离散化处理,将建模数据源统一为钻孔数据,从而将剖面图融入实际建模流程,解决了单一钻孔数据导致建模结果不精确及模型无法修正的问题,也简化了多源数据导致建模方法复杂的问题。最后以合肥市某区为例,展示了该方法的实现过程及建模效果。

关键词： DEM 剖面图三维地层建模一体化显示

基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法研究

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地理与地理信息科学 2009年第2期25卷 23-26页

作者：郭艳军潘懋王喆王颖吴自兴屈红刚明镜北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 北京大学软件与微电子学院北京102600

提出基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法,解决了单纯基于钻孔数据建模方法中无法控制钻孔间复杂的地质现象等问题。在该方法中,还利用道格拉斯-普克(Douglas-Poiker)矢量曲线抽稀算法对交叉折剖面中的矢量地层曲线进行了处... 详细信息

提出基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法,解决了单纯基于钻孔数据建模方法中无法控制钻孔间复杂的地质现象等问题。在该方法中,还利用道格拉斯-普克(Douglas-Poiker)矢量曲线抽稀算法对交叉折剖面中的矢量地层曲线进行了处理,消去了光滑曲线上对模型质量无影响的密集顶点,避免了在剖面线处Delaunay三角剖分出现过多非正三角形,从而提高了整个模型的精度。在"杭州市城市地质信息管理与服务系统"中应用该方法取得较好的效果。

关键词：三维地层建模钻孔交叉折剖面道格拉斯-普克 Delaunay三角剖分

复杂三维地层建模及快速射线追踪的研究与实现

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大庆石油地质与开发 2007年第1期26卷 113-118页

作者：邓飞王瑞王美平周熙襄成都理工大学信息工程学院四川成都610059 河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454000

利用射线法进行三维正演模拟,需要建立三维地层模型,并进行三维射线追踪。然而三维地层建模,特别是复杂模型的构造通常比较困难,为此提出了一种利用二维地质剖面构建三维地层模型的算法,该方法以用户编辑的二维地质剖面作为原始资料,自... 详细信息

利用射线法进行三维正演模拟,需要建立三维地层模型,并进行三维射线追踪。然而三维地层建模,特别是复杂模型的构造通常比较困难,为此提出了一种利用二维地质剖面构建三维地层模型的算法,该方法以用户编辑的二维地质剖面作为原始资料,自动构造初始模型,经细化处理后输出光滑、细腻、合理的三角网格模型,有效地解决了复杂地层建模的问题。离散的三角网格可以描述复杂的地质构造,但是由于包含大量三角形,使得射线追踪效率比较低。因此介绍了利用空间包围盒在三角网模型上进行快速射线追踪的方法,利用该方法可以在复杂模型上快速完成上万条射线的射线追踪,追踪速度快而且精度高,具有很强的实用价值。

关键词：三维地层建模地层重构插值细分快速射线追踪空间包围盒

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基于剖面重构的三维地层建模

物探化探计算技术 2007年第1期29卷 19-22,92页

作者：邓飞周杲王美平周熙襄成都理工大学四川成都610059 西南交通大学四川成都610031

在石油物探、工程地质等领域通常需要建立复杂的三维地层模型,并利用模型进行模拟计算或地质研究。这里在分析三维地层建模特点的基础上,提出了一套完整的基于剖面重构的三维地层建模算法。该算法可辅助用户充分利用已有资料,进行交互... 详细信息

在石油物探、工程地质等领域通常需要建立复杂的三维地层模型,并利用模型进行模拟计算或地质研究。这里在分析三维地层建模特点的基础上,提出了一套完整的基于剖面重构的三维地层建模算法。该算法可辅助用户充分利用已有资料,进行交互式建模,简单、高效,并且可以构造出含有断层的复杂模型,因而具有较强的实用性。

关键词：三维地层建模地层重构插值细分求交缝合

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矿山钻孔数据三维地层建模与可视化

金属矿山 2015年第10期44卷 130-134页

作者：杨文环尹璐孙久运中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

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... 详细信息

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。

关键词：三维地层建模可视化钻孔数据四面体格网广义三棱柱不规则三角网可视化工具包

基于空间插值与置换贴图技术的三维地层建模方法研究

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基于空间插值与置换贴图技术的三维地层建模方法研究

作者：卢晓萌南京大学

学位级别：硕士

勘察成果的展示方式一般以柱状图或剖面图为主,配合一些必要的文字说明。而剖面图必须与剖面线配合使用才能够直观表达研究区域的地层状况。三维地层建模是一种直观描述三维地层分布的有效方法,它可以通过仿真的方式重现研究区的三维地... 详细信息

勘察成果的展示方式一般以柱状图或剖面图为主,配合一些必要的文字说明。而剖面图必须与剖面线配合使用才能够直观表达研究区域的地层状况。三维地层建模是一种直观描述三维地层分布的有效方法,它可以通过仿真的方式重现研究区的三维地层分布,对任何专业的人员都适用,可以有效实现规划、设计以及施工等众多方面的科学决策和优化。因此,三维地层建模及其可视化,已经成为岩土工程相关领域中的一项热门技术,得到了广泛关注和应用。虽然目前已经有专门进行三维地层建模的商用软件,但是这些软件对数据的前处理要求较高,或者价格昂贵。本文提出了一种基于空间插值和置换贴图技术的三维地层建模方法,该方法利用勘察钻孔揭示的地层界面标高数据,通过空间插值方法对地层界面标高进行插值,将插值结果保存为灰度图像,从而实现了界面标高到图像灰度的转换。在三维绘图软件中创建单个地层单元模型,地层单元的顶面和底面通过置换贴图技术将灰度值还原为真实标高值。依次创建工作区内的所有地层单元,可以形成工作区的三维地层模型。论文提出的三维地层建模方法与其他建模方法相比具有如下优势：(1)地层建模过程不依赖某一特定的软件平台,而是对不同软件的功能进行整合,围绕三维地层建模这一中心任务,利用不同软件在数据处理方面的优势功能,以数据文件作为媒介,最终实现三维地层过程;(2)不需要系统掌握每个数据处理和建模软件的全部功能,减少了学习大型软件的工作量。数据处理过程的分解,有利于建模过程的个性化功能和效果的实现,具有极强的适应性;(3)模型可以实现可以实现开挖、切割和动态显示等效果。建模过程简单易懂,实用性强,适合不同专业领域的人员应用。

关键词：三维地层建模空间插值置换贴图标高灰度

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基于MPI的三维地层建模和可视化方法研究

基于MPI的三维地层建模和可视化方法研究

作者：焦喜娟山东科技大学

学位级别：硕士

地层三维建模及可视化技术是三维地学模拟领域研究的重点与热点问题之一,它运用计算机技术,在三维环境下将空间数据管理、图形可视化和实体内容分析等工具结合起来,用于地层分析的技术。通过地层三维可视化,形象展现地质体及其形态构造... 详细信息

地层三维建模及可视化技术是三维地学模拟领域研究的重点与热点问题之一,它运用计算机技术,在三维环境下将空间数据管理、图形可视化和实体内容分析等工具结合起来,用于地层分析的技术。通过地层三维可视化,形象展现地质体及其形态构造,增强地层分析的准确性和直观性,从而减少地下工程设计施工面临的巨大风险。但在可视化绘制过程中,随着数据量的增加,存在计算和绘制时间过长的问题,因此采用并行体系结构对大规模地层数据进行处理可以较快速的完成复杂地层的建模,提高可视化绘制速度。本文在研究并行计算和三维地层可视化方法的基础上,采用数据划分并行可视化的方式,运用标准消息传递接口MPI与第四代可视化语言IDL实现可视化,即数据的并行通信由MPI完成,IDL完成绘制过程。实现方式为在MPI中调用IDL提供的共享库函数及数据结构的接口,直接对IDL底层的数据和函数进行操作。解决的关键问题包括以下几个方面：1.研究三维地层建模方法,采用钻孔数据,利用多层DEM模拟地层表面模型,不同地层DEM在数据组织时,采用分层管理,考虑到插值拟合的层面可能由于地层相交出现尖灭点的现象,提出采样点检测法,判断该点所属地层分界曲线的位置。实体建模是在多层DEM基础上,将曲面作为地层空间的分层面,为了区别显示地层情况,对于同种地层体赋予同种属性值。2.采用并行可视化解决可视化绘制过程存在计算和绘制时间过长的问题,提高可视化绘制速度。在综合比较并行计算实现方法的基础上,运用数据并行的方法,利用MPI在局域网内多台PC机搭建Windows XP系统下的并行计算环境,采用主从模式,完成数据的分发和接收,较快速的完成了钻孔数据的克里金插值过程。利用MPI调用IDL提供的数据和函数接口,实现三维地层可视化。为了测试并行效果,基于所构建的并行计算环境,分别以不同的网格数目和节点数目对插值过程进行效率测试,结果显示经过MPI并行后计算速度明显提高,且在更大的计算规模下效果越明显。但受到通信时间等因素的影响,在同一计算规模下,随着计算节点的增加,并行计算对计算机资源利用不高,导致并行效率有所下降。

关键词：三维地层建模 MPI 并行计算钻孔数据地层可视化

基于三维地层建模方法的城市活断层探测研究 ——以河北省邯郸市为例

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基于三维地层建模方法的城市活断层探测研究 ——以河北省邯郸市...

作者：富晓凇中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

论文的研究以中国地震局、邯郸市人民政府“十五”重点项目《邯郸市活断层探测与地震危险性评价及市区震害预测工程》项目的《跨断层钻孔探测》子专题为项目依托,通过在野外的考察与室内数据的整理,结合相关应用软件,以河北省邯郸市的... 详细信息

论文的研究以中国地震局、邯郸市人民政府“十五”重点项目《邯郸市活断层探测与地震危险性评价及市区震害预测工程》项目的《跨断层钻孔探测》子专题为项目依托,通过在野外的考察与室内数据的整理,结合相关应用软件,以河北省邯郸市的第四系地层为研究对象,建立其地层结构的三维可视化模型,对生成模型进行分析,并主要针对太行山山前断裂的活动性进行判断。获得主要结论如下:1、利用层序地层学的方法将收集的邯郸市钻孔以及论文所依托项目野外施工的钻孔进行了详细的地层划分与对比,建立了邯郸市第四系等时地层格架,将邯郸市第四系划分为全新统(Qh)、更新统上部欧庄组(Qp3O)、更新统中部杨柳青组(Qp2Y)和更新统下部固安组(Qp1G)。2、利用收集到的邯郸市水文、工勘钻孔以及所依托项目初勘和详勘两个阶段野外施工的钻孔数据,建立钻孔数据库,通过使用三维建模软件GOCAD和地理信息系统软件ArcGIS等进行模拟,得到邯郸市市区部分第四系地层三维可视化模型,并获得各个地层的底部构造图;3、通过对所生成模型和钻孔廊带对比剖面的分析,可以得到:全新世(Qh)和更新世晚期(Qp3)时期地形整体较平缓,整体上显示西高东低、南北差异不大的格局,断裂显示不明显;更新世中期(Qp2)时期沿南北向和北西向存在几个沉积中心,地层发育受几条断裂的控制,反映了研究区的构造活动在更新世中期较为活跃;4、邯郸市自第四系以来,主要构造运动均发生于更新世中期,到更新世晚期及全新世时期逐渐趋于稳定,进而使更新统上部和全新统地层沉积均一且完好。太行山山前断裂(F1)是形成邯郸市主要构造地貌的重要因素,以形成早、规模大且作用深著称,通过从三维建模和钻孔分析两个方面分析,认为其在更新世中期可能发生过构造运动,是地层发生过错断并有较大规模的改造,进入更新世晚期后趋于稳定。

关键词：三维地层建模活断层探测邯郸市