矢量結構的三維地質(zhì)體可視化系統(tǒng)研究與設計

\"三維建模\"是水文地質(zhì)結構分析的重要平臺,對其進行優(yōu)化設計實現(xiàn)了資源數(shù)據(jù)的綜合利用,為地質(zhì)分析及工程改造創(chuàng)造了有利條件.據(jù)此,本文結合水文地質(zhì)勘察信息化趨勢,介紹了三維建模與可視化特點,提出切實可行的勘察作業(yè)方案.

隨著當前地質(zhì)研究工作的持續(xù)深入開展,地質(zhì)研究和分析技術也應迎來了更多的創(chuàng)新和突破,其中為了更好的探測和研究是水位條件下的地質(zhì)結構形態(tài)而研發(fā)的三維建模研究形式,為當前的地質(zhì)研究工作提供了更為高效和可靠的技術手段和方法,其可視化的優(yōu)勢功能大大提高了地質(zhì)研究的效率,而且三維的建模研究模式目前已經(jīng)被更廣泛的應用于多個領域之中,發(fā)揮著更為關鍵和重要的作用.

針對當前可視化圖形仿真技術在水利工程領域應用要求的特點,介紹了紫坪鋪水利樞紐三維可視化圖形仿真系統(tǒng)的開發(fā).首先,對紫坪鋪水利樞紐三維可視化圖形仿真系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析,然后采集數(shù)據(jù)并進行仿真計算,再將所得數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫的形式保存并對數(shù)據(jù)庫進行加工處理,將空間數(shù)據(jù)(矢量數(shù)據(jù)、形體數(shù)據(jù)等)和各種屬性信息集成在一起,在這些數(shù)據(jù)庫的基礎上建立紫坪鋪水利樞紐的三維可視化仿真模型.開發(fā)了一個能科學、直觀、逼真地表現(xiàn)紫坪鋪水利樞紐施工總體布置三維可視化圖形仿真系統(tǒng),為工程施工管理決策提供依據(jù).

利用sqlserver2005為數(shù)據(jù)庫,采用先進的tin數(shù)字高程模型、vc++面向?qū)ο蠹夹g和多媒體建模方法作為前臺開發(fā)工具,利用不規(guī)則三角網(wǎng)delaunay算法自動生成標準的tin三角網(wǎng)地形,通過opengl強大的三維處理和顯示引擎,實時、動態(tài)生成各種礦井實體,再現(xiàn)井上下真實的三維場景,構建三維可視化應用,實現(xiàn)了煤礦三維可視化系統(tǒng)。

借助gis強大的三維建模及可視化分析功能,以湖北省崇陽地區(qū)1:50000區(qū)域地質(zhì)成果為例,基于地理矢量數(shù)據(jù)、地質(zhì)矢量數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù),利用地形數(shù)據(jù)構建數(shù)字高程模型(dem),將dem與遙感圖像疊合生成三維影像圖,建立集地形、地質(zhì)、遙感等數(shù)據(jù)為一體的三維可視化模型,解決傳統(tǒng)二維地質(zhì)圖件用于表示三維地質(zhì)不直觀等問題,提高地質(zhì)空間分析的能力。

三維地質(zhì)建模與可視化技術能夠形象表達地質(zhì)體的地層信息及空間構造特征,對于工程設計和決策具有十分重要的意義。在綜合前人研究成果基礎上,提出一種基于二維地質(zhì)剖面構建三維地質(zhì)模型的方法,該方法充分利用已有資料,并融入專家知識經(jīng)驗,具有用戶交互簡單、對于復雜地質(zhì)現(xiàn)象處理能力較強等特點。同時,本文還分析了建模過程中的若干關鍵問題,并設計給出了相應的算法,最后通過一個具體的工程實例展示了該方法的實際建模效果。

建筑群可視化模擬通過三維可視化場景實現(xiàn)建筑群景觀及信息的動態(tài)交互管理以及瀏覽查詢,從而在時間和空間上延伸現(xiàn)實中的建筑群環(huán)境,常規(guī)規(guī)劃管理很難解決的一些問題可以通過gis提供的空間管理和空間分析功能去解決,從而彌補傳統(tǒng)規(guī)劃管理功能的不足,使規(guī)劃管理過程的全面信息化最終得以實現(xiàn),以提高科研、管理以及規(guī)劃質(zhì)量。該文運用地理信息系統(tǒng)、可視化等相關理論,以某建筑群cad圖作為基礎數(shù)據(jù)源,運用arcgis軟件建立空間數(shù)據(jù)庫,并借助arcgis的3danalyst擴展模塊創(chuàng)建表面模型(如tin),通過arcscene的空間功能、三維編輯及漫游模擬和分析三維景觀,構建了某建筑群的三維場景和三維地物模型,實現(xiàn)了某建筑群的三維可視化。

利用skyline強大的模型顯示功能,結合c#和c++開發(fā)模塊建立了鐵路路基地質(zhì)三維仿真可視化信息系統(tǒng).在項目規(guī)定時間內(nèi)完成了地質(zhì)災害區(qū)域三維精細地理環(huán)境構建,實現(xiàn)了地質(zhì)數(shù)據(jù)的三維展示、管理,并具備查詢、量測和刨切等分析功能,為進一步開展三維設計、分析等奠定了三維框架基礎.

隨著軟件技術的進步,用三維模型來模擬空間的技術和手段越來越成熟和多樣.本文分析了室內(nèi)設計引入三維可視化技術的優(yōu)勢和必要性,并對三維可視化設計的應用方法和流程進行了總結.

結合虛擬現(xiàn)實技術在水利工程三維可視化系統(tǒng)中的應用,通過對流域地形仿真、洪水演進模擬的三維可視化研究,以等高線數(shù)據(jù)為基礎,使用vpb及arcgis構建地形模型,采用vc++結合osg的可視化開發(fā)環(huán)境建立了水利工程可視化模擬系統(tǒng),實現(xiàn)了三維場景漫游、空間信息查詢、洪水演進模擬等功能。該系統(tǒng)能在pc機上流暢地運行,圖形的生成速度和質(zhì)量較高。

本文提出了分塊區(qū)域三維地質(zhì)建模的組件開發(fā)的具體開發(fā)流程,探索了dem數(shù)據(jù)處理方法,從而實現(xiàn)了從二維數(shù)據(jù)到三維地質(zhì)建模.在此基礎上,嘗試了基于虛擬鉆孔的區(qū)域地形圖建模,以及帶狀地形圖建模的方法模型,最終通過三維建模的組件開發(fā)得到了地質(zhì)體整體三維地質(zhì)模型,得到了地質(zhì)體整體可視化效果圖.

探討了如何在ｐｃ機上方便、快捷地實現(xiàn)化學分子三維結構可視化。系統(tǒng)闡述了ｏｐｅｎｇｌ的編程方法，包括建模、變換等，并介紹了人機交互和立體化成像方法及其在計算機化學領域的應用。結合虛擬現(xiàn)實硬件，提出一種基于ｐｃ機開發(fā)分子虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的方案。

可視化技術在水利工程中的應用方興未艾,結合作者的研究工作,對水利工程三維可視化仿真中涉及的關鍵技術和難點進行了分析和研究,給出了相應的解決方法,并提出了一個面向水利工程的三維可視化仿真系統(tǒng)框架,展示了三維可視化仿真技術在水利工程中的應用前景.

為了實現(xiàn)虛擬圖書館的可視化仿真,綜合運用實地測量、參考建筑圖紙、拍攝等方法獲取圖書館的外形輪廓,通過數(shù)學建模得到整個圖書館的數(shù)學建模,再借助基于c++的幾何庫,將圖書館的數(shù)學建模轉化為圖形實例,最后結合opengl技術,通過運用光照、材質(zhì)和紋理,渲染出整個圖書館,使得圖書館仿真逼真、自然。仿真結果表明,構建的虛擬圖書館逼真地展現(xiàn)了圖書館的形態(tài)特征,真實感較好,為虛擬建筑的模擬提供了技術參考。

三維軟件的使用是目前機械設計領域一個重大突破,對零件快速設計具有重要作用。文章對目前使用較廣泛的幾款三維軟件做了介紹,闡述了軟件類型、基本功能和應用領域。針對每種軟件的設計特點,文章基于pro/e的參數(shù)化建模設計,對內(nèi)六角螺母進行參數(shù)化設計,三維軟件學習及應用提供參考。

從系統(tǒng)仿真和可視化的角度,對碾壓混凝土壩的施工過程進行仿真研究,開發(fā)出碾壓混凝土壩施工三維動態(tài)可視化仿真系統(tǒng).該系統(tǒng)以vc++為開發(fā)平臺,結合數(shù)據(jù)庫技術,針對碾壓混凝土壩特有的混凝土分區(qū)、動態(tài)合倉等問題,提出相應的模擬假設后,實現(xiàn)了碾壓混凝土壩施工過程的仿真計算,并通過三維建模,借助地理信息系統(tǒng)平臺來演示大壩澆筑的三維動態(tài)上升過程.系統(tǒng)在某工程實例中進行了具體應用,為該工程的施工和管理提供了決策依據(jù).

為了直觀、逼真地描述大型引水工程各環(huán)節(jié)之間復雜的動態(tài)時空邏輯關系,提出了大型引水工程三維可視化圖形仿真系統(tǒng).首先,對引水工程三維可視化圖形仿真系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析,確定系統(tǒng)的開發(fā)模式,然后采集數(shù)據(jù)并進行仿真計算,再將所得數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫的形式保存并對數(shù)據(jù)庫進行加工處理,將空間數(shù)據(jù)(矢量數(shù)據(jù)、形體數(shù)據(jù)等)和各種屬性信息集成在一起,在這些數(shù)據(jù)庫的基礎上建立引水工程三維可視化仿真模型及模型庫,以方便對模型進行高效的管理.開發(fā)了一個能科學、直觀、逼真地表現(xiàn)大型引水工程施工的三維可視化圖形仿真系統(tǒng),為工程施工管理決策提供依據(jù).

三維地質(zhì)模型是一個較為直觀、有效的研究地質(zhì)領域內(nèi)容的方法。文章將三維地質(zhì)模型分為面模型、體模型和混合模型三類,并從曲面插值法、三角網(wǎng)剖分法和地質(zhì)斷層建模法三個方面理論化地闡述了三維地質(zhì)模型的可視化方法,最后就典型的體模型和虛擬鉆孔模型進行了分析,描述了三維地質(zhì)模型可視化的應用。

復雜工程巖體結構三維可視化構造及其應用——針對巖體結構的復雜性和無規(guī)律性，提出了一種新的基于nurbs算法的巖體結構三維可視化構造技術。根據(jù)實測的離散信息和交互解譯得到一系列二維剖面，以系統(tǒng)的思想實現(xiàn)了巖體結構三維可視化模型，并能進行與工程密切...

針對巖體結構的復雜性和無規(guī)律性,提出了一種新的基于nurbs算法的巖體結構三維可視化構造技術。根據(jù)實測的離散信息和交互解譯得到一系列二維剖面,以系統(tǒng)的思想實現(xiàn)了巖體結構三維可視化模型,并能進行與工程密切相關的結構可視化分析。最后將該技術成功應用到糯扎渡水電站工程的三維巖體結構模擬和可視化分析中,對工程設計有較大的指導意義。

系統(tǒng)建立了三維仿真框架,建立了三維空間屬性模型和非空間屬性模型,分別對空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)進行儲存和管理。并建立了hardy-cross迭代模型和離散反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡模型優(yōu)化通風網(wǎng)絡模型。并以c#語言來實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。

為直觀準確地描述施工總布置中各施工環(huán)節(jié)之間復雜的變化時空關系,以水利水電工程為基礎,借助gis特有的空間數(shù)據(jù)組織結構和可視化表達功能,構造了施工總布置三維可視化數(shù)字模型,其中包括施工場地地表三維數(shù)字模型(dtm)和施工總布置建筑物實體三維數(shù)字模型,并根據(jù)需要對地形數(shù)字模型進行了填挖處理。在此模型基礎上實現(xiàn)了施工過程的三維動態(tài)演示、三維場景沿河流巡航、施工總布置可視化信息查詢和局部觀察。工程實際中的應用表明該模型可為工程施工組織設計提供一個科學有效的可視化分析和輔助決策手段。