地学空间三维模型可视化研究及原型系统实现

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1、摘要摘要本论文所研究的内容“地学空间信息三维可视化”是由中国地质科学院矿产资源研究所承担的m家孩科技计划(8b3)项R"地学空间信息三维智能分折与可视化技术.(2002AA135160)的子课题。本课题研究三维空间地学信息的空间V关结构、空间地质统计学估值、条件模拟及三维图形计算机可视化表达等关键技术，开发我国自主产权的、实用先进的地学空间信息三维计算机地质统计学棋拟与可视化训算机软件系统原型。地学空间信息三维可视化不仅要管理图形戮据，更主要是能够偏助完成三维地质建模分析工作。三维地质模型理论的研究目的是为了最终的开发出三维地学棋拟软件。本课题着蓄研究三维空阁地质体的编辑，投

2、举变换、三维空间投影图的随线隐面处理、对三维圈形进行裁剪处理以、地承实体的光照模型来遥其的显示地质体三维空间形态、任愈鹅面图豹获取、三雄制瀚留示留躺库及敬字化制图等。三维GIs新增加的一雄空间徽急使它具有了描述地下10息即地质信息豹能力。这种推述包括对地下已有地质借息的裘达和对未知俏息的预洲，闻时这种衰达和预侧要以三维&l形的方式进行三维地质接息的表达是通过建立三维地质模型来完成的，所以建立三维地质模型是3DGIS的重要组成部分。地学空间三维模型的研究主要集中在三维地质摸型上、它同时也是三维地理信息系统(3DOI5)理论研究的核心问题。因此，作者广泛的查阅了三维GIs和三维地

3、质模型的论文，井研究现状进进行了总绘，在三绍:地质模型方面介绍了主要fm研究目标:断层，盐丘和透镜体等，简要介绍了目前取得的成果;另外还总结了三维地质模型的矢盘摸型和拥格模型，以及在三维建摸中使用的主要技术。插值算法及构模技术即三角例分技术，在进行地质建模之NXI于数据资料的处理大致经过三个步龚:数据莱集，数据相关性分析，和数据集成。地质统计学的观点认为任何的地学数据要与其所处在的空间数据相结合，才能进行检索，可视化，分析和操作。从地质勘察中获取的数据资料只要悬以钻孔iz录或者潇井记录形式保存的。一些属性变矍:的采样数据(如:矿物的A位，废石含量)以及一些观测特征C如岩性等)

4、，都是沿着钻孔的探棺岩心取样分析的结果。另外一类数据是定性的描逮地层边界t—.—一公些途些巡些擎可视化方法研究及wm系统实现或上下底限的数据资料，这种资料包括在地质普查中获得的地质图，剖面图和构造线和地层结构面资料等，他们主要是辅助地质工n师做决策的。三维模型的建模研究的主要任务是确定一种在工程生产中可行的建模方法，并进行准确的描述为进一步的分析建模提供依据。三维模型的数据模型对于模型的建立起着至关重要的作用，因此作者首先从原始数据的分析入手(这里主要是对钻孔资料的结构分析，为数据结构的设计提供一个实际生产中的依据)，将真三维采用关系数据库的二维表的方式进行组织。最后描述了一

5、个可行的建模方案，并讨论个别的算法问题。无论是开发怎么样的一个系统软件的分析和设计都是计算机工作者主要工作内容，在这个项目中，作者从工程应用角度上使用UML语言从需求、分析、设计和实现几个方面描述了面向对象软件工程的应用过程，并且将一些应用的经验也一同进行说明。系统这对以后的研究者有所帮助。开发一个实用的三维可视化系统无疑是一个对研究成果的最好证明。作者和其小组成员一起研发了一个三维的模型编辑原型系统，它已经可以显示复杂钻孔和处理简单钻孔建模的情况，但这个系统仅仅是个原型离实用还需要以后的进一步开发.此外，在基层单位进行研究的同时也发现，由于从事三维建模的大多数工作者是出生非

6、计算机专业，缺乏计算机专业知识的培养，在模型的建立和实现中使用的软件技术十分陈旧，这不仅不利于三维模型研究的长期积果过程，也不利于三维软件的产业化发展，因此作者采用先进的软件方法和技术，为三维可视化研究的可持续化发展典定一个好的技术荃础。在软件的分析设计方面全面的采用面向对象的设计方法，设计过程和结果以Rational公司的ROSE为工具采用UML标准建模语言进行表达。实现方面基于VisualC+{平台采用三维显示的工业标准OPENGL，为了脱离徽软的MFC限制在底层类的开发上使用STL标准模板库。综上所述，本论文建立一个可行的三维建模的方法，并实现了原型系统，为继续开发一个

7、实用的地学兰维可视化系统莫定了良好的基础。关键词:科学计算可视化，地质体可视化，三维可视化，面向对象摘要TheresearchcontextsofthispaperIspartoftheproject"ResearchofIntelligentAnalysisandvisualizationin‘印ltigicalSpatiah丫‘(202AAI3S16像whichisstudiedbyChineseAcademyofGeologicalScienceforMinistryofScienceandTec