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对于三维地质目标而言,由于受长期的地质作用影响其内部结构和空间形态异常复杂,致使描述这些地质目标的空间数据获取比较困难,只能通过钻探、遥感、物化探等手段获得地质对象的一部分特征信息,如何从现有少量数据基础上建立真三维矿体模型,能够使用户在二维屏幕上对三维矿体模型进行交互式的操作,提高三维矿体模型空间表达的精细程度和实用性,是论文的研究重点。
论文从当前三维矿体建模技术的理论出发,针对其中的不足,主要完成了如下研究:
首先对传统的轮廓线拼接方法进行了改进,添加了基于OBB投影转换的方法,针对拼接较为复杂的情形,如交叉分支的处理,采用添加控制线约束和交互拼接的方法,有效的提高了模型拼接的准确度;
其次对矿体模型进行逻辑性检查,包括去除重复点、面,进行开口、自相交检查等,建立模型的拓扑关系(半边结构),然后对模型进行细分和光滑处理,提高模型的显示效果,并采取基于顶点平坦度的自适应细分方法,控制模型数据量的增长,将细分和模型的光滑方法结合起来,共同提高构建模型的精细程度,使所创建模型能更加接近真实的矿体边缘分布特征;
最后实现了模型的自由变形方法,模型经过细分和光滑处理后,形态会发生改变,有些情况下和实际资料揭露的信息刚好相反,需要对模型进行编辑,保证建立的模型必须是真实数据的反映,因此着重介绍了基于任意网格约束的矿体模型变形方法,此方法将初始矿体模型作为控制网格,以细分和光滑后的模型为变形网格,建立顶点之间的对应关系,选择相应的变形方法对模型进行局部编辑,在能够较好的保证模型的连续性的基础上,调节控制网格直到变形模型符合要求为止。
针对上述研究,论文的主要创新点为:
(1)将三维网格的细分和光滑方法结合起来应用到矿体数据模型的处理,在矿体模型顶点较少的情况下,也可以达到比较好的曲面拟合效果。
(2)提出以初始拼接模型为变形控制网格,以细分和光滑处理后的模型为变形网格,建立顶点对应关系,根据不同的变形函数,修改模型,提高局部建模的精度。