资源信息系统中参数化图形设计方法研究

来源 :中国地质大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hua3287226
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在国土资源勘查图件计算机辅助设计领域,人们一直在追求一种更加自由的境界。系统功能从纯粹的机助制图走向真正的辅助设计,能够充分体现设计人员的设计思想,图形建模和处理走向智能化和自动化。本文引入新的参数化设计技术和方法,针对资源图件设计自身的特点展开了这方面的研究和探索。 虽然目前CAD技术逐渐得到普及应用,但是传统资源图件计算机辅助设计环境存在着明显的不足,主要在于:(1)图件模型的适应性不强。(2)不能支持设计过程的完整阶段。(3)无法支持快速的设计修改和有效地利用以前的设计结果。(4)无法很好地支持设计的一致性维护工作。(5)不符合工程设计人员的习惯。传统CAD系统面向具体的几何形状,使工程设计人员过多地局限于某些设计细节,而工程设计人员往往是先定义一个结构草图作为原型,然后通过对原型的不断定义和调整,逐步细化达到最佳设计结果的。 总结起来,这些问题主要出现在资源图件的模型建立和应用操作环境方面,到目前为止还没有得到解决。具体表现在系统常常会因为用户对象的改变、图件格式的变化而显得无能为力,或后期图形修改十分繁琐不便,或在图形输出时无法保持图案花纹、线型的标准化等现象。针对这些问题,本文提出引进参数化图形设计的理论和方法,试图给出一个新的解决方案。 参数化设计技术是20世纪90年代发展起来的一项新兴CAD技术。所谓参数化设计是指用一组参数定义几何图形(或体素)尺寸数值并约定拓扑关系,提供给设计者进行几何建模和造型使用。其中,参数与设计对象的控制尺寸有显式的对应关系,设计结果的修改受到尺寸驱动(Dimension Driven)。其主要技术特征是(1)是基于约束的设计方法。约束是参数化设计中一个重要的基本概念,它是利用一些法则或限制条件来规定构成实体的元素之间的关系。约束可分为尺寸约束和几何拓扑约束等。(2)实体数据关联尺寸驱动。通过约束推理确定需要修改某一尺寸参数时,系统自动检索出此尺寸参数对应的数据结构,找出相关参数计算的方程组并计算出参数,驱动几何图形形状的改变。尺寸驱动在行为特征上是容易理解的,尤其对那些习惯看图纸,以尺寸来描述图形的设计者来说是十分符合操作习惯的。(3)基于特征的设计。将某些具有代表性的平面几何形状定义为特征,并将其所有的尺寸存为可调参数,进而形成实体,以此为基础来进行更为复杂的几何形体的构造。 可以看到,参数驱动的方式便于用户进行图形的设计和修改。参数化设计极大地改善了图形的修改手段,提高了设计的柔性,在概念设计、动态设计、实体造型及优化设计等领域可以发挥很大的作用。然而,在资源图件计算机辅助设计领域实现参数化设计方法,必须从资源图件自身特点、设计方法和实际需求出发,研究相应的系统模型和功能模型,并展开对参数化设计系统实现途径的探索。 本文的研究严格按照系统工程的方法展开。系统整体设计思想上遵循了地质矿产点源信
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