一种三维地质模型的构建及其可视化技术

摘要

地质构造三维可视化可以将地质勘探数据用直观的图形方式显示，是正确认识地质构造的重要手段，从而为地层描述提供科学的依据。 现有的地理信息系统都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息，要扩展到三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距。一个大型地质工程项目从可行性研究阶段、初步设计阶段到详细设计阶段，乃至到工程施工与运行阶段，往往积累了大量的地质资料，用三维模型图形图像来表达和解释如此庞大的资料，比光靠数据库和图表图纸等传统手段来得有效的多。建立工程地质体的三维模型，形象反映地下主要地质结构全貌，将为工程地质工作者分析研究工程地质现象和发现掌握地层结构规律，提供一种崭新的研究手段和研究方法。 该文首先介绍了科学计算可视化中三维地质结构可视化的重要性及其特点。然后给出了课题的来源及要达到的要求。紧接着文章给出了建立三维数学地质模型需要的一些基本数学知识和原理，以及现在国内外对三维地质建模的研究主要成果和研究的主流方向，根据所需要完成的任务采用了TIN法和DEM法相结和的手段，对层结构进行建模。建模过程主要是包括：对已知钻孔数据的地面坐标进行Delaunay三角剖分，然后根据三角剖分结果形成各地层面的线性三维模型，接着对各层面进行数据插值加密，形成均匀密度的数据网格，在此基础上再进行剖面图和柱状图研究与显示。软件采用人机交互的方式进行，给用户提供了整体的把握和局部的理解，从而帮助人们更加快速、准确、形象地掌握地质构造。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1引言

1.2研究背景、目标和意义

1.3本文的内容安排

2基本知识与理论准备

2.1 Voronoi图的基本概念

2.2三角剖分

2.3数据场可视化中的插值

2.4数据可视化对插值方法的要求

2.5本章小结

3三维地质建模的实现

3.1三维地质建模国内外研究现状

3.2地质体的基本特征

3.3地质体的表示方法

3.4地质三维可视化实现方法

3.5本章小结

4三维地质图的绘制

4.1三维地质图的绘制的基本流程

4.2地质数据库的建立

4.3地层拓扑结构分析

4.4曲面的数学拟合与三维地质立体图的绘制

4.5地质图件的绘制

4.6本章小结

5结论与展望

致谢

参考文献