基于IDL的地质体三维可视化实现与研究

论文摘要

目前地矿信息获取手段多样化、地矿数据的时空性以及多源化,造成了矿产资源勘查和评价难度日益增大,从单一的找矿手段获取单方面的矿化信息已远远不能满足现代找矿工作的需要。综合使用各种有效的找矿方法、获取多源地学信息,并通过一定的技术手段和途径进行信息的合成,从而获取深层次的隐蔽信息,已成为当前矿化信息研究的一种必然发展趋势。对矿区地下矿体进行三维可视化不失为经济找矿的一条捷径。地质体的三维可视化是在充分利用矿山大量原始数据的前提下,在摸清矿体、地层岩性、地质构造的空间构架及其相互关系基础上,对多源地学信息与矿产信息进行相关性处理和复合处理,建立多源地学信息与矿体或矿脉的相关物理模型及数学模型,最终有效地实现相对复杂而且分布不规则地质体的三维可视化和重建。通过观察地质体三维模型,进行矿体群空间展布规律的分析,进而对矿床进行地质分析和找矿预测以及对矿山的采矿设计、日常生产管理和生产进度管理提供依据,为有效地提高矿山的现代化管理水平奠定基础。IDL(Interactive Data Language)作为面向矩阵、语法简单的第四代可视化语言,是进行二维及多维数据可视化分析及应用开发的理想软件工具。从其语法简单、内嵌各种丰富的算法库、对三维真体数据的支持、面向对象的编程方式等特点来看,是一种进行地质三维建模的理想开发语言。本文在数字化、可视化思想主导下,以云南省广南县老寨湾金矿区数字矿山的空间信息为研究对象,运用IDL可视化语言建立地质体三维可视化模型系统,从原始数据的导入到建立地质体三维模型及基于模型的空间分析,始终是以可视化技术为手段,以地学问题为核心的。在三维地质建模技术和现状的基础上,从系统和应用的角度出发,实现地质体的三维立体可视化,从而更全面的了解地质体的空间展布规律,指导对矿山的深边部预测找矿。既要真实地模拟地质体,又要充分利用原始数据是本文的主要目的。本文在分析矿山地质概念模型基础上,结合矿山地质特有的各种地质现象提出一种表面与实体相混合的空间数据模型并设计了数据结构。在这种混合数据模型中,可以通过选择一个或多个合适的数据模型对矿山地质各种空间目标进行描述,从而较为完整地表示空间目标的几何和拓扑关系,基本达到了简单实用的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 地质体三维可视化研究的意义
• 1.3 地质体三维可视化的国内外研究现状
• 1.3.1 地质体三维可视化的发展与现状
• 1.3.2 地质体三维可视化技术的应用
• 1.3.3 地质体三维可视化存在的问题
• 1.4 论文的研究内容
• 1.4.1 论文的研究目标和研究内容
• 1.4.2 论文的研究方法和技术路线
• 第2章 地质体的三维可视化技术
• 2.1 地质体三维空间数据
• 2.1.1 原始数据的来源
• 2.1.2 原始数据的特征
• 2.1.3 原始数据的类型
• 2.2 地质体三维可视化模型的建立
• 2.2.1 地质体三维可视化模型建立的影响因素
• 2.2.2 地质体三维可视化模型建立的基本方法
• 2.3 地质体三维可视化开发平台的选取
• 2.3.1 常见三维可视化开发方案的研究对比
• 2.3.2 专业三维可视化开发平台的选取
• 第3章 IDL语言及相关理论简介
• 3.1 IDL语言简介
• 3.1.1 IDL交互式数据语言
• 3.1.2 IDL组成和特点
• 3.1.3 IDL的应用
• 3.2 IDL语言可视化基本方法
• 3.2.1 基本图形显示
• 3.2.2 数据输入与输出
• 3.3 IDL编程基础
• 3.3.1 IDL编程语法规则
• 3.3.2 用户界面设计
• 3.3.3 交互式系统设计思路
• 第4章 基于IDL的地质体三维可视化模块
• 4.1 模块的体系结构
• 4.1.1 三维地质数据的预处理
• 4.1.2 三维地质数据的显示
• 4.1.3 三维地质数据的分析
• 4.2 模块的模型建立
• 4.2.1 外壳建模
• 4.2.2 体建模
• 4.3 模块开发语言和运行环境
• 第5章 实例分析——云南省广南县老寨湾金矿区数字矿山
• 5.1 矿山简介
• 5.1.1 矿床成因及地质概况
• 5.1.2 矿体特征
• 5.1.3 矿区数据源
• 5.2 需求分析
• 5.3 系统设计
• 5.4 系统实现
• 5.5 模块测试
• 5.6 功能模块开发实例
• 5.6.1 数据导入模块
• 5.6.2 比例缩放模块
• 5.6.3 逐层显示模块
• 5.6.4 剖面显示模块与切割处理模块
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文和科研情况
• 致谢