论文部分内容阅读
地质体三维建模是当前地学研究的前沿领域,也是计算机科学中的一个热点问题。对它的研究可以补充和完善虚拟现实技术的理论基础,拓展其应用领域。地质体三维建模软件能够满足地学工作者更加有效地从三维空间去研究地质问题的需求,具有相当大的实用价值。
不同的模型描述方法决定了不同的建模算法以及模型操作算法,本文分析了面模型和体模型两类常用的地质体建模方法的优缺点,结合两者的优点,提出了一种基于b-rep的闭合表面模型的地层重构方案,在建模过程中采用体模型作为中间辅助模型提高建模效率,而建模后采用面模型表达则具有数据冗余度低、易操作、渲染效率高等优点。该方案在研究了Delaunay三角剖分算法、地层尖灭处理策略等关键算法基础上,提出了一种基于迭代的层叠式构建算法用以构建地层模型。
插值加密是三维地质建模过程中影响模型精确性、真实性的关键步骤,本文在综合前人研究成果的基础上,提出了一种可适应各种地质条件的插值加密方案。该方案结合设计模式的思想,把传统的插值功能分解为加密级别控制、构网、插值三个组件,解决了以往插值相关功能耦合度过高,难以修改的问题,组件中的策略可以灵活修改或替换。并提出了一种自适应的构网策略,引进加密级别控制,解决了加密尺度难以控制的问题。
地质体模型的剖切等操作,对地质学研究及相关工作具有重要的指导意义和实用价值。结合地质体模型的特殊性,在研究了闭合TIN的切割算法以及多边形区域的三角剖分算法后,本文提出了基于b-rep闭合表面三维地质体模型的剖切方案,实现了平面切割、剖面获取、隧道漫游以及断层模拟等各种地质体模型的高级操作。
最后,在对上述研究内容进行算法详细设计的基础上,实现了“地质体三维模型系统”,建模及各种模型操作效果良好,验证了本文所涉研究算法的实用性。