论文摘要
随着计算机技术和信息产业的不断发展，三维地质模型在工程设计领域发挥着越来越重要的作用。三维地表建模是三维地质建模系统中的一个重要模块，其算法速度直接影响到整个系统的运行效率。本文着重对地表建模中大规模散乱数据的拟合方法进行了研究。另外，还研究了一种有效的追踪2D地质分块的方法，将地形与地质分界线等要素结合起来，构成三维地表地质模型。概括来说，本文主要研究工作体现在以下几方面：针对获取地表数据的需要，讨论了AutoCAD图形数据的两种提取方式，并给出了利用ObjectARX编程实现AutoCAD图形数据提取的基本思路和流程。应用该方法可以快速、有效地提取三维地表建模所需的大量数据。总结了数字地形建模的基本原理与方法，包括不规则三角网地形模型与规则格网地形模型，并介绍了约束Delaunay三角化的基本思路。着重研究了多层次B样条方法，采用该方法对大规模散乱数据进行拟合，运算速度快，能够产生C~2连续的曲面，并且拟合误差小，可以有效地解决地形模型的拟合问题。研究了一种有效的根据地质界线进行2D块体追踪的方法。采用该方法可以实现地质分块信息的表达，从而构成三维地表地质模型，比纯粹的地形模型更加形象、直观。同时，这也是建立三维地质体的基础。最后，利用OpenGL技术实现了三维地表地质模型的可视化。
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摘要ABSTRACT第1章 引言1.1 选题依据及研究意义1.2 地表地质建模概述1.3 三维地形建模研究现状1.4 散乱数据拟合技术发展现状1.5 本文的研究内容和组织结构第2章 三维地表地质建模基础2.1 地形数据的表达2.1.1 DTM与 DEM概述2.1.2 DEM的表示方法2.2 地形数据获取来源2.3 数字地形建模方法2.3.1 不规则三角网地形模型2.3.2 规则格网地形模型2.3.3 规则格网与不规则三角网比较2.4 散乱数据插值方法2.5 OpenGL在地形三维可视化的应用2.5.1 OpenGL简介2.5.2 OpenGL的工作流程2.5.3 OpenGL中的图形变换2.5.4 本文利用OpenGL实现模型显示的步骤第3章 AutoCAD图形数据提取方法3.1 AutoCAD图形数据库3.1.1 图形数据库结构3.1.2 对象的 ID号和句柄3.2 AutoCAD二次开发工具3.3 ObjectARX开发基础3.3.1 ObjectARX主要类库3.3.2 常用选择集函数3.4 AutoCAD图形数据提取方法3.5 AutoCAD图形数据提取过程第4章 地表拟合与地质分块追踪方法研究4.1 B样条曲线曲面基础4.1.1 B样条曲线基本理论4.1.2 B样条曲面基本理论4.2 均匀双三次 B样条曲面逼近4.2.1 B样条曲面逼近基本思想4.2.2 B样条曲面逼近算法4.2.3 控制网格密度对逼近曲面的影响4.3 多层次 B样条曲面逼近方法4.3.1 多层次 B样条曲面逼近基本思想4.3.2 多层次 B样条曲面逼近算法4.3.3 初始行列数与层数的选择4.4 地质分块追踪方法研究第5章 三维地表地质建模的实现5.1 建模的基本过程5.2 地表数据的获取5.3 多层次 B样条拟合5.4 地质界线Z坐标计算5.5 地表数据分区5.6 地表地质建模5.7 三维地表地质模型显示5.7.1 三角面剖分5.7.2 顶点法向量计算5.7.3 地表地质模型的绘制结论致谢参考文献
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