本文關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維建模與可視化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《長安大學(xué)》 2011年

水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維建模與可視化研究

張渭軍  

【摘要】：傳統(tǒng)的水文地質(zhì)分析方法以紙為介質(zhì),并以單個(gè)分散模型對地下水進(jìn)行分析、評價(jià)與管理,這些方法極大地推進(jìn)了地下水科學(xué)向定量化方向發(fā)展,但由于水文地質(zhì)信息的表達(dá)和處理都是基于二維的,通常是將垂直方向的信息抽象為一個(gè)屬性值,其實(shí)質(zhì)就是將三維水文地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)現(xiàn)象投影到某一平面上進(jìn)行表達(dá),稱2.5維或假三維,它描述的水文地質(zhì)構(gòu)造的起伏變化直觀性差,往往不能揭示其空間變化規(guī)律,難以使人們直接、完整、準(zhǔn)確地理解水文地質(zhì)情況,因此真三維處理顯得越來越迫切,迫切需要建立以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),以三維建模為支撐進(jìn)行水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維可視化顯示與分析為目標(biāo)的空間信息系統(tǒng),以解決不同層次用戶所面臨的復(fù)雜地下水系統(tǒng)信息管理問題�？臻g三維水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)建模與可視化技術(shù)的研究是計(jì)算機(jī)在水文地質(zhì)領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)必然趨勢,并且已成為工程地質(zhì)學(xué)、數(shù)字地質(zhì)學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科交叉研究的前沿和熱點(diǎn)問題。如何由水文地質(zhì)信息通過三維地質(zhì)構(gòu)模而生成地下水三維體數(shù)據(jù)并以圖形圖象的方式表達(dá)出來,對于增強(qiáng)水文地質(zhì)工作者對地學(xué)數(shù)據(jù)的理解、深入研究和揭示地下水運(yùn)動內(nèi)在規(guī)律,具有十分重要意義。 本文以水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域?yàn)檠芯勘尘?對水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)建模中關(guān)鍵工作,例如,三維數(shù)據(jù)模型、建模方法、拓?fù)潢P(guān)系及模型操作算法等從理論上進(jìn)行研究,并作了初步試驗(yàn),本文的研究工作在技術(shù)方法和有關(guān)理論方面得了以下進(jìn)展和成果： 1、闡述了GIS空間數(shù)據(jù)模型的相關(guān)概念,對三維空間數(shù)據(jù)模型的研究現(xiàn)狀進(jìn)行的回顧和分類,歸納了各類數(shù)據(jù)模型的特點(diǎn)和適應(yīng)性,論述了構(gòu)建三維空間數(shù)據(jù)模型所涉及到的問題,為水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維空間數(shù)據(jù)的研究奠定了理論基礎(chǔ)。 2、水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維可視化與分析系統(tǒng)采用多層DEM-廣義三棱柱為基本體元,基于一種改進(jìn)生長算法實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜條件下DEM建模,可以處理地層缺失、尖滅等情況,并提出虛擬鉆孔的生成算法。 3、研究了三棱柱體元切割的各種情況,為了保證切割后體元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一致性,在此采用三角形自分解來解決這類問題,一條線段與三角形相交,根據(jù)其余三角形的頂點(diǎn)和邊相交點(diǎn)的個(gè)數(shù)共有5種情況,不考慮線段與三角形某一條邊重合的情況。 4、顧及斷層水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)體復(fù)雜性及地質(zhì)勘探手段直接獲取控制邊界特征點(diǎn)數(shù)據(jù)稀少的特點(diǎn),提出一種含斷層水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)體三維建模新方法,該方法在地層劃分的基礎(chǔ)上,通過對斷層面方程的構(gòu)建以及斷層面附近地層面的趨勢擬合,可求得斷層面與地層面的交線段,按一定間距對該線段離散化,位于相鄰兩層離散點(diǎn)依次相連,獲取虛擬鉆孔,將虛擬鉆孔和實(shí)際鉆孔以相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲、建模。 5、著重討論基于鉆孔數(shù)據(jù)的等值線圖的自動生成方法,主要包括等值點(diǎn)的判斷、跟蹤和連接,為了使等值線跟蹤唯一,本文提出一個(gè)新的等值線追蹤的判別算法,實(shí)踐表明在“跟蹤—連接”中確定等值線的走向時(shí),可以避免追蹤的不確定性。 6、為驗(yàn)證本文所提出三維數(shù)據(jù)模型與算法的正確性,以ARCGIS9.2為技術(shù)平臺,采用面向?qū)ο蠼Y(jié)合OpenGL為應(yīng)用技術(shù)開發(fā)模式,開發(fā)三維水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息系統(tǒng),并進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：P641
【目錄】：

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8 本報(bào)記者 徐紅　實(shí)習(xí)生 辛忠;[N];經(jīng)濟(jì)日報(bào);2010年

9 陜西記者站 楊利娜;[N];中國旅游報(bào);2006年

10 本報(bào)記者 雷隆隆　本報(bào)通訊員 劉立志;[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張渭軍;水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維建模與可視化研究[D];長安大學(xué);2011年

2 楊利容;復(fù)雜礦體結(jié)構(gòu)三維建模與儲量計(jì)算方法研究[D];成都理工大學(xué);2013年

3 王寶山;煤礦虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)三維數(shù)據(jù)模型和可視化技術(shù)與算法研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2006年

4 劉振平;工程地質(zhì)三維建模與計(jì)算的可視化方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2010年

5 劉帥;面向陸地邊界場景的三維建模方法研究[D];中南大學(xué);2011年

6 熊祖強(qiáng);工程地質(zhì)三維建模及可視化技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2007年

7 王茹;古建筑數(shù)字化及三維建模關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西北大學(xué);2010年

8 孫立雙;礦體三維建模及儲量計(jì)算關(guān)鍵問題研究[D];東北大學(xué);2008年

9 李贛華;基于攝像機(jī)和二維激光測距儀的三維建模關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

10 劉慧;醫(yī)學(xué)圖像處理中的分割與檢索關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任勇;泥巴山隧道水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征及涌水量預(yù)測分析[D];西南交通大學(xué);2012年

2 高山;三維城市模型若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];武漢大學(xué);2004年

3 吳慧欣;三維建模技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];西安建筑科技大學(xué);2004年

4 田榮華;基于B/S的工裝網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年

5 母天石;基于VRML虛擬現(xiàn)實(shí)漫游技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];武漢理工大學(xué);2005年

6 陳海貝;小區(qū)園林及樓盤之展示方法的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2005年

7 翟麗平;基于MultiGen的虛擬現(xiàn)實(shí)三維建模技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D];重慶大學(xué);2005年

8 趙鵬飛;基于GA的雙圓弧齒輪嚙合特性及應(yīng)力的有限元分析[D];蘭州理工大學(xué);2008年

9 王麗;內(nèi)河集裝箱碼頭三維可視化仿真技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2009年

10 王莉莉;虛擬演播室原型系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東科技大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維建模與可視化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：148565