基于激光扫描的三维数字露头表征技术在现代岩溶研究的应用

由于当代地质学发展趋向精细化、定量化,研究的地质目标尺度越来越小,已有的地质体表征技术亟待改进.现代岩溶现象在地下发育的溶洞系统具有更为复杂的三维空间结构和多变的环境特征,传统的地质考察方法已无法满足其研究需要.现利用三维激光扫描的技术特点,提出基于激光扫描的三维数字露头表征技术,利用三维激光扫描仪采集现代岩溶的溶洞三维模型进行岩溶现象的观察和分析.研究表明,传统野外地质考察具有一定局限性,利用三维激光扫描技术的特点,实现了湖南龙王洞的数据采集、数据处理及三维数据模型建立,采集处理后的模型精度较高、完整度和系统性较好.三维激光扫描技术实现了数字露头的建立和定量化程度的提高,是辅助地质研究者野外考察的有力工具.     

基于WebGIS的河南省地质信息系统开发及其实现

讨论了WebGIS接术,并且通过ASP.NET、组件技术在国产WebGIS平台SuperMap IS.NET基础之上开发了河南省地质信息系统.系统采用三层体系结构,完成了全省地质信息基于互联网的编辑、检索、查询、分析、数据下载、地图打印等功能.     

基于空间位置的测绘资料档案信息管理研究

测绘资料档案具有明显的地理分布特征,用户通常需要通过图形了解与地理位置有关的资料及档案信息。当前大多数的测绘资料档案是无空间化位置信息的。因此为了实现基于图形空间位置的测绘资料档案管理、定位、检索,需要对原始的各种档案资料进行数字化。该文探讨了基于空间位置的测绘资料档案信息管理方法,给出了具体的设计方案,并在此基础上,探讨了查询方法。     

GIS技术在牵引供电管理信息系统中的应用研究

地理信息系统(GIS)运用地理模型对地理空间数据进行集成管理,可以进行综合分析、预测及虚拟现实等.牵引供电系统包含大量基于空间位置的数据、及相关的图形图像、设备信息、设计资料等.本文应用地理信息系统,有效地组织、管理牵引供电系统的信息资源,包括地理空间数据和其他非空间数据,研发基于GIS的牵引供电信息管理系统.使牵引供电信息管理系统实现可视化,具有更多分析功能.     

基于BIM与3D GIS的大学数字校园系统设计与研究

作为建筑行业的发展方向,建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）技术已然成为实现建筑信息化发展目标的关键技术。在数字校园建设过程中,若能够将地理信息系统与建筑信息模型相融合,则可实现校园全场景的三维可视化与建筑设施精细化管理。从场景搭建、数字校园建模以及BIM与三维地理信息系统（3D Geographic Information System,3D GIS）结合应用角度出发,阐述了大学数字校园系统设计要点,为数字化校园持续发展奠定基础。     

基于ArcGIS的建筑群三维可视化研究

建筑群可视化模拟通过三维可视化场景实现建筑群景观及信息的动态交互管理以及浏览查询,从而在时间和空间上延伸现实中的建筑群环境,常规规划管理很难解决的一些问题可以通过GIS提供的空间管理和空间分析功能去解决,从而弥补传统规划管理功能的不足,使规划管理过程的全面信息化最终得以实现,以提高科研、管理以及规划质量。该文运用地理信息系统、可视化等相关理论,以某建筑群CAD图作为基础数据源,运用ArcGIS软件建立空间数据库,并借助ArcGIS的3D Analyst扩展模块创建表面模型(如TIN),通过ArcScene的空间功能、三维编辑及漫游模拟和分析三维景观,构建了某建筑群的三维场景和三维地物模型,实现了某建筑群的三维可视化。     

三维地质界面曲面建模关键算法

采用露头,钻孔以及地震等数据进行三维复杂地质界面建模,关键问题包括三维地质界面模型确定方法、地质界面接触关系处理方法。根据区块地质数据建立地质界面三角网格模型,处理地质界面之间复杂位置关系,为三维地质体建模提供约束面,清晰地描述并恢复地下构造。就三维复杂地质界面建模中的关键问题,提出基于几何拓扑关系的地质界面三角网格模型生成算法、地质界面空间位置判断算法。在算法中引入几何拓扑关系,降低算法实现的复杂性,增加算法实现效率。     

三维地质界面建模关键算法研究

采用露头,钻孔以及地震等数据进行三维复杂地质界面建模,关键问题包括三维地质界面模型确定方法,地质界面接触关系处理方法。根据区块地质数据建立地质界面三角网格模型,处理地质界面之间复杂位置关系,为三维地质体建模提供约束面,清晰地描述并恢复地下构造。本文就三维复杂地质界面建模中的关键问题,提出基于几何拓扑关系的地质界面三角网格模型生成算法,地质界面空间位置判断算法。在算法中引入几何拓扑关系,降低算法实现的复杂性,增加算法实现效率。     

基于注意力U-Net模型的露头裂缝自动识别方法

应新疆塔里木油田深层两大类复杂油藏项目的要求,采用多传感器联合的野外地质露头采集技术与多尺度数字露头构建技术,建立了基于多尺度-多信息三维数字露头的综合地质知识库,其中一项重要的工作是深度学习在岩性、缝洞等方面的自动识别与研究。基于无人机拍摄的裂缝图像分辨率高且复杂的特点,在图像预处理阶段,首先对原始图像进行了切割,并做了灰度化处理以降低计算量。采用在医学领域内识别图像效果显著的U-Net网络模型,同时在传统U-Net模型的跳跃连接阶段引入注意力机制以提高目标特征的关注能力,带来模型性能的提升。使用处理过的真实岩石裂缝图像,完成了模型的训练和测试。实验结果表明：改进之后的网络模型裂缝识别效果良好,精确率可以达到88%,较原始网络提高了2.37%,损失在0.110左右,F₁分数能够达到85以上。     

基于WebGIS的宁夏大学虚拟校园系统

宁夏大学虚拟校园系统是基于SuperMap IS.NET和Visual C#.NET的集成环境下设计和实现的, 该系统实现了宁夏大学虚拟三维场景的在线可视化表达、属性查询和公交分析等多种功能.本文对虚拟校园系统的需求分析、总体设计、系统实现等进行详细说明.     

矿区地上下三维信息模型构建算法与系统开发

研究了地上三维场景模型与地下三维矿体模型的构建方法,提出了基于散点构网的地质实体充填算法模型.结合地理信息系统的建设方法,以辽宁某铁矿为原型,开发了其地上下三维可视化信息系统,实现了各类三维模型的创建、三维显示与浏览、空间属性查询、交互操作、测量与空间分析等功能.系统既实现了地上下三维模型的快速建立,又解决了以往三维模型中只能显示,不能查询、量测、编辑等问题,可以宏观地把握、微观地洞察矿区地上下整体地形地质特征和地理信息空间分布,更客观全面地表达矿山三维地理信息实体,可作为数字矿山、智能采矿的基础.     

空间四面体剖分及可视化系统设计

地质体真三维建模是地学信息系统的核心问题之一。针对三维建模时模型属性表达缺失和无法进行空间分析的问题,提出了一种TetGen结合WebGL来构建三维模型的新方法。该方法使用TetGen构建模型,既保留细节特征又能高效率完成地质体三维建模及模型的优化。同时,借助WebGL构建了三维模型的3D可视化系统,实现了细节层次模型的展示,并利用js完成模型的空间分析基本参数计算。提出的三维建模方法结合可视化空间表达的方式,不仅实现了三维模型快速准确的四面体剖分,还完成模型数据的组织与管理,强化了模型的空间分析能力,拓宽了模型在地学领域的研究与应用。     

城市三维地质信息系统的目标、功能与架构

利用现代信息技术构建一个集城市地表、地上、地下多雏、动态空间信息于一体的大型综合性三维地质信息系统是解决当前我国城市发展所面临的一系列地质问题的关键，该系统集信息输入、数据库管理和三维地质数据可视化分析功能于一体，并在此基础上实现城市地质环境常规分析评价、动态监测功能以及城市地质信息的Web发布和增值信息服务．在具体实现时，采用多层体系结构建立系统的总体架构，充分利用C／S、B／S结构各自的特点和优势，实现对海量空问地质信息的高效处理。     

基于WebGL的数字露头可视化表征与识别系统: 以无人机倾斜摄影依奇克里克剖面为例

为满足地质工作者对野外露头表征数据分析的需求,针对现有的软件在三维可视化、跨设备、跨平台性及易操作性等方面的不足。本文基于WebGL(Web Graphics Library)开发了地质三维数字露头可视化平台。首先设计了平台的开发框架及实现路线,以Cesium为框架为基础,通过无人机倾斜摄影进行数据采集,结合U-net算法对地质数据进行分割和分析,实现了数据在跨平台、跨设备上的可视化展示和交互。具体应用中,U-net算法可自动识别和标记地质露头的地层特征和结构,可视化平台则针对识别出的特征提供丰富的测量和标绘工具,更加直观地展示露头信息,有助于地质勘探者更快捷、更全面地理解野外地质条件,提高露头表征数据的分析效率和易用性。仿真分析实例表明,验证了基于U-net算法的分割结果在露头表征和地层分析方面取得了较高的精度和可靠性,该可视化平台将会极大提升野外露头表征的分析效率与易用性,对加快数字中国、智慧地质的建设具有极高的应用价值。     

园林文化遗产三维数字化测绘与信息管理研究进展

为了解三维数字化测绘和信息管理技术应用于园林文化遗产对象的研究进展,通过梳理三维数字化测绘和信息技术应用于园林文化遗产及其相关对象的中、英文文献,从近景摄影测量、三维激光扫描和多技术综合测绘等三维数字化测绘技术与三维地理信息系统和信息模型等三维信息管理技术等方面,分析了三维数字化测绘和信息管理技术应用于园林文化遗产对象的技术特点、应用情况和相关案例。笔者认为,文化遗产保护工作至关重要,三维数字化测绘和信息技术的应用在古建筑、古遗址等对象上收获颇丰,园林文化遗产研究成果相对较少,但足以证明其应用具优势,且将成为必然趋势。三维数字化测绘方法上,近景摄影测量和三维激光扫描技术各有千秋,利用多传感器的综合测绘方法能够克服单一技术和仪器的局限,是园林文化遗产数据获取的理想方法;三维信息管理方法上,三维地理信息系统的应用和园林信息模型等概念将成为园林文化遗产信息管理的研究热点。园林文化遗产保护,乃至风景园林学科,将向基于三维数字化、信息化技术的方向发展。利用现代三维数字化测绘和信息技术进行数据采集、处理、储存和信息管理、维护、更新、分析,对园林文化遗产的保护、研究和可持续利用具有重大的历史和现实意义。     

基于区域性椭球面的三维GIS可视化模型

在椭球面数字地面模型 (DTM)的基础上 ,结合道路设计领域的特点 ,将空间实体划分为独立点状实体、线实体、紧贴于地面的面实体和体实体等类型 ,通过空间现象与椭球面DTM的叠加 ,首次提出了一种直接基于椭球面的三维GIS可视化模型 ,具体实现了道路、河流、湖泊、建筑物等实体模型 ,并进一步探讨了基于椭球面上测地坐标系统的三维可视化方法 ,从而真正实现了在一个统一的真三维坐标系中表达和处理空间现象 .     

三维地质建模技术在北京地铁建设工程中的应用研究—以车公庄西站为例

随着北京地铁建设的飞速发展,对于地质情况、地面建筑及地铁结构的资料的合理利用和整合成为地铁建设领域的一个热点问题。三维地质建模技术以其强大的实时建模功能及展示功能成为解决这一难题的重要手段。利用北京大学信息地质研究实验室开发的小场景建模系统(Creatar Project Explorer)对在建的北京地铁六号线车公庄西站工程进行了地质体、地铁结构及地面建筑物的建模,并进行了三种模型的联合展示,展示的结果表明,小场景三维地质建模技术能准确直观地反映地面建筑、地铁结构及地层的空间关系,方便建设人员对地铁信息、结构信息实现高效的管理。这些研究成果也为三维地质建模技术在地铁建设过程中的应用提供了借鉴。     

基于3DS MAX的火山地质景观三维建模与动态模拟研究

阐明了地质景观三维建模和成因动态模拟的研究意义,分析了国内外常用三维地质建模和模拟软件用于定性地质建模和模拟的不足之处,提出了利用3DS MAX多种建模和动态模拟工具,以定性、半定量、定量地质资料和数据作为数据源,进行地质景观三维建模和成因动态模拟。以吉林省伊通国家火山地质公园为例,介绍了火山地质景观自身及其地质背景的时、空信息组织和耦合方法;阐述了火山地质景观三维建模过程中空间尺度上的大、中、小层次结构及动态模拟过程中时间段的划分方法,建立起相互联系的空间三维可视化和时间动态模型。剖析了基于3DS MAX的火山地质景观定性-半定量模型和地质演化动态模拟的可靠性、精确性及适用性。     

ON PROBLEMS OF THE SPATIAL STATISTICAL ANALYSIS OF QUALITATIVE VARIABLES IN GEOLOGY

ＯＮＰＲＯＢＬＥＭＳＯＦＴＨＥＳＰＡＴＩＡＬＳＴＡＴＩＳＴＩＣＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＱＵＡＬＩＴＡＴＩＶＥＶＡＲＩＡＢＬＥＳＩＮＧＥＯＬＯＧＹＬｕｏＪｕｎｆｅｎｇ（ＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲ...     

胜利农场网络地理信息系统设计与实现

本系统根据黑龙江省农垦总局胜利农场地理特征,进行了系统需求分析,将系统分析技术、信息处理技术、系统集成技术和数据库技术相结合,使用.NET与WebGIS二次开发的技术设计了胜利农场网络地理信息系统。系统通过空间数据引擎Arc SDE访问存储在SQL Server数据库中的空间和属性数据,实现了基本地图操作、信息查询、统计分析、数据更新、结果输出等功能以及空间信息的互联网发布,用户可以通浏览器查询相信关信息,为科学合理地经营和管理农场地理信息提供了新方法。