基于实测边界线的地下巷道三维建模方法

根据实测边界线和断面参数,提出地下巷道三维实体的分层建模解决方案:采用图论的树结构表达边界线划分的复杂区域(简称区域树),并采用约束三角剖分的方法对区域网格三角化;提取所有三角形中表示巷道的断面底边和“出口位置”的边,根据断面参数,拟合生成断面轮廓线;均匀离散化断面轮廓线,生成左右对称点列,这些点构成三维巷道实体的特征点;分层提取断面轮廓线上的特征点,生成分层轮廓线;最后对相邻分层轮廓线和顶、底轮廓线分别实现巷道体网格三角化.研究结果表明:该算法充分利用区域树表达的空间拓扑关系和断面参数信息,实现简单,适用于同一中段边界线在任意复杂情况下的连通巷道实体三维建模.     

一种实用的任意形状平面的三角封闭算法

基于三维实体与剖切平面求交得到的任意形状平面,提出一种实用的三角封闭算法.首先,确定环属性,将普通环划分为内环或外环;其次,将相关的内、外环合并为一系列填充区域;最后,利用前沿推进法实现填充区域的三角化.大量算例表明,该算法简明、实用,且稳定可靠.     

矿井通风系统三维可视化及网络解算优化

 针对目前通风软件功能存在局限性的现状,结合矿山开采深度增加和通风网络越来越复杂的实际,开展了新型矿井通风系统三维可视化研究。基于回路风量法和节点风压法提出了新的改进解算算法,使其能够解决复杂的通风网络解算问题;根据新的矿井通风系统双线巷道自动生成算法逐层生成闭合轮廓线,将各层轮廓线三角化并将所有的三角化网格合并,生成封闭的三维联通实体巷道;采用“层次式平台+插件”的方法进行系统开发。最终实现了通风系统三维可视化模拟、网络解算优化、通风管理信息化;与矿山数字化软件相结合,可有效集成监控监测系统,实现数据管理一体化和矿山安全管理。     

三维文物数字化重构技术

针对三维文物的重构,提出一种基于笛卡尔网格的三维重构技术. 该重构技术以六面体网格作为最基本单元,采用对实体进行逐层切割获得截面域轮廓线的剖分算法,并借助计算机图形学的扫描线填充算法对文物进行三维成像重构. 同时,为实现对文物的快速显示以及美观效果,将描述文物的网格单元公共面进行删除,大大缩短了计算时间和减少了存储空间. 通过鼓凳和藤条花瓶的数值算例验证了该技术的可行性.      

三维布尔运算的降维算法

实体间的交、并、差布尔运算是三雏实体造型中一种非常重要的造型方法.在时经典布尔算法进行分析的基础上,提出降维算法,该算法通过平面切割,把三雏实体问题转化为二雏平面问题,避免了求交的盲目性,提高了运算速度.     

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。     

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。     

一种新的多轮廓线重构三维形体算法:切开-缝合法

综合评述了目前通过多轮廓线重构三维形体表面的算法研究现状,提出了一种新的多轮廓线重构三维形体算法切开-缝合法(CS).该法通过引入控制点对作为切口,将轮廓线对进行坐标转换和轮廓对应后,切开并铺展成两条平行直线段,通过寻求轮廓线对顶点的对应关系,生成了符合Delaunay法则的三维形体表面三角面片,解决了形状和顶点数目差异较大的相邻轮廓线重构问题,并将其应用到基于剖面的三维地质建模中.实践证明,该算法行之有效,且对解决相似问题具有一定启发性.     

基于树形结构的Web信息抽取

提出了一种基于树形结构的Web结构化数据抽取算法.该算法基于HTML的树形层次结构,包括HTML树构造算法,数据区域挖掘算法,数据记录挖掘算法以及数据记录模式生成算法.算法引入了页面元素布局位置等信息用于清洗页面,采用层次划分思想实现页面数据区域的挖掘,并通过树匹配生成记录模式,实现最终数据项抽取.实验表明,该方法可以有效地实现Web结构化数据抽取.     

基于SQL Server平台复杂地质体FLAC3D模型的构建

由于FLAC3D软件建立复杂三维地质体模型难度大、易出错,提出一种新的建模方法,即提取三维地质体建模数据并进行编辑成相应的表,把表导入SQL Server软件中,通过SQL查询语言生成FLAC3D可直接读取模型数据文件,从而实现在FLAC3D软件中准确、快速和自动化建立复杂三维地质模型的目的.通过云南某矿山的三维建模实例检验了该方法的可行性和高效性.结果表明:该方法在FLAC3D中建立复杂地质体模型具有一定的参考价值.     

地质体的三维形态分析方法与应用

针对隐伏矿体立体定量预测中复杂形态地质体的空间分析问题,利用数学形态学和欧氏距离变换理论,提出基于三维栅格模型的地质体三维形态定量分析的方法.利用开闭滤波或闭开滤波的数学形态学变换,构建地质体表面形态趋势的提取算法;将形态滤波、欧氏距离变换、全局集合运算结合起来,建立地质体形态起伏定量分析及分级提取模型;采用基于欧氏距离场的计算模型,提出地质体表面与趋势面夹角的提取方法.在建立地质体三维栅格模型的基础上,将地质体三维形态定量分析方法应用于安徽铜陵凤凰山矿田的新屋里岩体分析,实现地质控矿因素指标的定量提取.研究结果表明:采用该方法对地质体进行形态分析,可计算出地质体的各种形态参数,并提取出地质控矿因素量化指标,能有效地应用于隐伏矿体立体定量预测.     

大型水电工程地质信息三维可视化分析理论与应用

地质信息可视化是大型水电工程可视化设计的基础，同时也是工程地质和数学地质领域的研究热点和难点。在深入研究复杂地质构造和可视化理论的基础上，针对无规律变化的地质体形态，引入NURBS技术，并结合地质交互解译、TIN算法和地质趋势面分析等理论方法，实现了三维地质模型的重建．基于模型进行了任意剖切、岩体质量分级、等值线自动生成和地质填挖计算等一系列可视化分析，并完成了模型地质信息的可视化管理与查询．根据上述理论与方法集成的Visual Geo系统已在锦屏一级、溪洛渡、糯扎渡和龙滩等大型水电工程设计中得到应用。     

基于摄影测量技术的岩体结构面参数的获取

为了更高效、全面、安全的获得岩体结构面参数,建立了两种从三维模型中获取结构面参数的算法：ply2parameter算法和scanline算法。Ply2parameter算法在三维模型上对表现形式为平面的面状结构面采样,根据采样得到的结构面顶点集合,使用主成分分析计算结构面的法向量,计算岩体结构面参数。sancline算法计算出在三维模型上沿着虚拟测线标记出的面状结构面和表现形式为迹线的线状结构面的参数。最后对结构面进行优势分组;以甘肃北山的一个岩石露头为例应用上述两个算法。将得到的结果和野外实测的结果对比,显示出了良好了相关性。     

冰雪颗粒3D打印的材料填充算法

根据所提出的冰雪3D打印机器人的课题研究需求,针对冰的物理特性,提出颗粒材料的3D打印方法。采用六方紧密堆积的规律,对颗粒的填充规划算法进行了研究。读取STL模型文件数据,研究了三角面片和切平面的匹配方法,提出采用黄金分割的匹配计算方法。针对分层后轮廓的颗粒填充问题,提出采用平面颗粒填充网格模板与轮廓曲线进行比较筛选的规划方法。计算实例证明,黄金分割查找实现三角面片与切平面匹配比二分法具有更高的效率;这种颗粒材料填充规划算法对复杂的实体造型均有效。     

三维地质模拟中断层的处理

断层是地质构造中最常见的一种,断层的建模将关系到能否正确形象地显示地层的构造。针对计算机三维地质模拟需要对断层信息进行详细分类的特点,设计了利用5个变量描述断层面的数据结构,利用该结构可以方便地表现地质构造中的各种断层,同时利用该断层面结构可较为简单地实现剖面线生成算法。     

三维地质模型信息可视化与工程应用

大型水利水电工程所处地区地质构造复杂，涉及的地质信息众多且时间跨度长，给工程设计带来很大的困难．基于锦屏一级水电站工程实例，通过对地质勘探数据的整理和对地质解译结果的分析，采用新的方法和数据结构建立了满足要求的三维地质模型．进而以三维地质模型为中心，从点、面、体3个层次将空间图形与其信息进行有机链接，同时也建立了相关的综合地质信息数据库，实现了三维地质模型信息的可视化管理与查询，突破了传统的纯文本方式，使工程人员能够全方位、动态地分析和利用地质信息，提高设计水平．     

基于Levenberg-Marquardt算法的非量测数码相机影像纠正

根据物方空间的三维直线中心投影到像片平面上也应该是一条直线这一约束条件,首先提取出原始图像中的畸变直线;然后利用畸变模型对其进行畸变纠正,使其满足直线约束条件;最后采用Levenberg-Marquardt算法对非线性方程组进行求解,解出约束优化条件的最佳畸变参数和像主点坐标,并完成对原始影像的纠正。实验结果证明该方法简单快捷,具有较强的实用性。