基于AutoCAD图形的三维地表地质建模方法研究

摘要

随着计算机技术和信息产业的不断发展，三维地质模型在工程设计领域发挥着越来越重要的作用。三维地表建模是三维地质建模系统中的一个重要模块，其算法速度直接影响到整个系统的运行效率。本文着重对地表建模中大规模散乱数据的拟合方法进行了研究。另外，还研究了一种有效的追踪2D地质分块的方法，将地形与地质分界线等要素结合起来，构成三维地表地质模型。概括来说，本文主要研究工作体现在以下几方面： 针对获取地表数据的需要，讨论了AutoCAD图形数据的两种提取方式，并给出了利用ObjectARX编程实现AutoCAD图形数据提取的基本思路和流程。应用该方法可以快速、有效地提取三维地表建模所需的大量数据。 总结了数字地形建模的基本原理与方法，包括不规则三角网地形模型与规则格网地形模型，并介绍了约束Delaunay三角化的基本思路。着重研究了多层次B样条方法，采用该方法对大规模散乱数据进行拟合，运算速度快，能够产生C<'2>连续的曲面，并且拟合误差小，可以有效地解决地形模型的拟合问题。 研究了一种有效的根据地质界线进行2D块体追踪的方法。采用该方法可以实现地质分块信息的表达，从而构成三维地表地质模型，比纯粹的地形模型更加形象、直观。同时，这也是建立三维地质体的基础。 最后，利用OpenGL技术实现了三维地表地质模型的可视化。

目录

文摘

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第1章引言

1.1选题依据及研究意义

1.2地表地质建模概述

1.3三维地形建模研究现状

1.4散乱数据拟合技术发展现状

1.5本文的研究内容和组织结构

第2章三维地表地质建模基础

2.1地形数据的表达

2.1.1 DTM与DEM概述

2.1.2 DEM的表示方法

2.2地形数据获取来源

2.3数字地形建模方法

2.3.1不规则三角网地形模型

2.3.2规则格网地形模型

2.3.3规则格网与不规则三角网比较

2.4散乱数据插值方法

2.5 OpenGL在地形三维可视化的应用

2.5.1 OpenGL简介

2.5.2 OpenGL的工作流程

2.5.3 OpenGL中的图形变换

2.5.4本文利用OpenGL实现模型显示的步骤

第3章AutoCAD图形数据提取方法

3.1 AutoCAD图形数据库

3.1.1图形数据库结构

3.1.2对象的ID号和句柄

3.2 AutoCAD二次开发工具

3.3 ObjectARX开发基础

3.3.1 ObjectARX主要类库

3.3.2常用选择集函数

3.4 AutoCAD图形数据提取方法

3.5 AutoCAD图形数据提取过程

第4章地表拟合与地质分块追踪方法研究

4.1 B样条曲线曲面基础

4.1.1 B样条曲线基本理论

4.1.2 B样条曲面基本理论

4.2均匀双三次B样条曲面逼近

4.2.1 B样条曲面逼近基本思想

4.2.2 B样条曲面逼近算法

4.2.3控制网格密度对逼近曲面的影响

4.3多层次B样条曲面逼近方法

4.3.1多层次B样条曲面逼近基本思想

4.3.2多层次B样条曲面逼近算法

4.3.3初始行列数与层数的选择

4.4地质分块追踪方法研究

第5章三维地表地质建模的实现

5.1建模的基本过程

5.2地表数据的获取

5.3多层次B样条拟合

5.4地质界线Z坐标计算

5.5地表数据分区

5.6地表地质建模

5.7三维地表地质模型显示

5.7.1三角面剖分

5.7.2顶点法向量计算

5.7.3地表地质模型的绘制

结论

致谢

参考文献