地质体三维可视化应用研究

论文摘要

随着计算机技术在地学领域的快速发展,地质体三维可视化应用已经成为当前国内外研究的热点。地质体三维可视化技术为地质工作者在三维空间中观察地质结构、把握地质信息、分析地质特征提供了新的有效方法与手段,并可在石油、地质、矿藏等多个领域中为决策提供科学依据。本文通过钻孔数据获取地质体结构信息,运用地理信息三维建模技术,将地质体结构以三维可视化形式,形象直观的展现出来。本文首先介绍了地质体三维可视化实现的技术基础与相关原理,并阐述了三维建模方法与流程。在此基础上,提出了基于不规则三角网（TIN）的地质体三维建模思路,实现了三维地质体的生成与可视化显示。本文在研究过程中取得了如下成果和收获：1.初步实现了基于C#.NET+ArcEngine+ArcScene的部分地质体的三维可视化。2.使用钻孔数据、采用TIN建模技术及克里格插值方法实现了地表曲面及大套地层曲面的模拟,并使用MultiPatch方法成功实现了对地层的三维建模与显示。3.使用TIN技术拟合生成了地裂缝空间连续曲面。4.实现了钻孔数据三维显示和信息查询。5.基于所生成的三维地层模型,实现了三维环境下任意位置、方向上地层剖面的剖切。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与现状
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究现状
• 1.2 研究意义
• 1.2.1 研究必要性
• 1.2.2 研究可行性
• 1.3 研究内容与技术路线
• 第二章 地质体三维可视化原理
• 2.1 可视化技术与地学可视化
• 2.1.1 数据可视化
• 2.1.2 科学计算可视化
• 2.1.3 信息可视化
• 2.1.4 地学可视化技术
• 2.2 虚拟现实技术
• 2.2.1 虚拟现实技术的定义
• 2.2.2 虚拟现实技术的特征
• 2.2.3 虚拟现实技术的应用
• 2.3 三维建模平台
• 2.3.1. NET平台介绍
• 2.3.2 ArcGIS Engine平台介绍
• 2.3.3 Arcscene介绍
• 2.4 插值方法概述
• 2.5 地质体三维建模方法
• 2.5.1 基于体的建模方法
• 2.5.2 基于面的建模方法
• 2.5.3 混合建模方法
• 第三章 地质体三维可视化实现技术与方法
• 3.1 三维地层建模
• 3.1.1 三维地层建模概述
• 3.1.2 三维地层划分
• 3.2 钻孔数据预处理
• 3.2.1 钻孔概况
• 3.2.2 钻孔数据的处理
• 3.3 克里格插值
• 3.3.1 克里格插值方法概述
• 3.3.2 克里格插值方法的分类
• 3.3.3 克里格插值方法的具体步骤
• 3.3.4 克里格插值方法的优缺点
• 3.4 TIN模型
• 3.4.1 TIN模型概述
• 3.4.2 Delaunay三角网的基本概念
• 3.4.3 Delaunay三角网构建算法
• 3.5 ArcGIS三维建模方法
• 3.5.1 MultiPath介绍
• 3.5.2 三维建模方法
• 第四章 具体功能的设计与实现
• 4.1 三维地层生成
• 4.1.1 读取钻孔数据
• 4.1.2 克里格插值
• 4.1.3 生成TIN面
• 4.1.4 生成三维地质体模型
• 4.2 地裂缝显示
• 4.2.1 地裂缝数据预处理
• 4.2.2 生成方法
• 4.2.3 生成算法实现
• 4.3 钻孔显示
• 4.3.1 生成三维钻孔图层
• 4.3.2 虚拟三维钻孔
• 4.4 剖面图绘制
• 4.4.1 生成方法
• 4.4.2 生成算法实现
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢