三维地层构模研究现状及发展趋势

介绍了国内外三维地层建模中的三维空间数据模型、三维地层构模方法以及三维地层模型软件开发应用三方面的研究现状,并初步分析了三维地层构模的发展趋势。     

地学三维可视化建模技术研究现状

介绍了三维可视化建模技术在地学领域的应用优势,总结了国内外地学领域三维可视化技术的发展现状,从技术理论、软件开发和实际应用等方面对国内外地学三维可视化技术进行了比较.在分析了国内外发展现状的基础上,对地学三维可视化技术的发展趋势进行了展望.     

三维地质界面模型交互式选择方法研究与实现

三维空间中地质界面的直接交互式操作是三维地理信息系统研究的一个热点问题。在基于屏幕坐标映射、OpenGL中视口设置和空间点投影变换前后坐标关系的基础上,重点研究并解决了利用鼠标在屏幕上进行三维地质界面的交互式选择与查询问题,分别就空间点、线段和三角面片的交互式选择问题进行了研究和探讨,并作了对应的测试,研究成果在一定程度上对三维地质界面建模和三维地学模拟提供了强有力的技术和方法支持。     

矿山三维GIS似三棱柱地学建模

根据煤矿生产的实际情况,分析了建立煤矿三维GIS的必要性,从三维地学建模3DGM(3dimensional geoscience modeling)与虚拟矿山系统VMS(virtual mine system)耦合的角度出发,提出了一种3DGM方法:似三棱柱(Analogic TriPrism,简称ATP),设计了其数据结构。     

城市地下空间信息三维数据模型研究

系统分析了现有的三维空间数据模型的形式和特点,为城市地下空间信息基础平台空间数据模型的选择提供了甄别的依据.针对城市地下空间信息三维建模和可视化分析的特点和要求,设计了面向空间结构信息和空间属性信息建模与可视化的三维空间数据模型.对于城市地下空间几何结构信息（包括三维地质体几何结构、地下构筑物和地下管线）的建模与可视化,设计了一种基于边界表示,面向地下空间实体并兼顾拓扑关系的三维矢量数据模型;对于地下空间属性信息的建模与可视化,采用三维栅格数据结构来组织表征地质体内部物理和化学属性参数的规则体数据;并根据地质属性建模与地质结构建模的关系和要求,实现了由三维矢量模型向三维栅格模型的转换.     

面向真三维地学建模的海量虚拟八叉树模型研究

高分辨率和海量数据是真三维地学属性建模所面临的关键问题,传统的指针八叉树、线形八叉树及其变种模型在这方面存在不足,存储空间大、处理效率低。作者提出一种多级线性结构、无指针/无位置码的海量虚拟八叉树模型,采用基于规则分块的多级压缩机制实现了海量属性数据的高效压缩和组织,采用基于快速Morton码分解和数组访问的多级索引方式实现了属性数据的高效查询。新模型在内存和外存中具有统一的压缩原理、索引结构和查询机制,以数据块为基本单位进行数据交换,给出了具体的实现方法。应用实例表明,新模型能够有效处理海量属性数据,对于大范围、高精度的真三维地学属性建模及其分析具有重要的应用价值。     

我国地学基础性研究队伍年龄结构发展变化的模拟分析

本文分析了我国地学基础性研究队伍年龄结构不合理的现状,用系统动力学(SD)方法模拟仿真了今后若干年我国地学基础性研究队伍年龄结构的变化趋势,由仿真结果分析得出了我国地学基础性研究队伍年龄结构达到正常化的时间并提出相应的政策建议。     

三维空间拓扑关系研究

论文研究了三维空间拓扑关系和拓扑推理,详细地研究三维空间对象之间拓扑关系成立的条件与结论,得到了三维空间对象之间拓扑关系的准则与描述判定的框架,利用这些准则和框架,可以全面地得到三维空间对象之间可能存在的所有拓扑关系。     

面向真三维地学建模的海量虚拟八叉树模型研究

高分辨率和海量数据是真三维地学属性建模所面临的关键问题,传统的指针八叉树、线形八叉树及其变种模型在这方面存在不足,存储空间大、处理效率低.作者提出一种多级线性结构、无指针/无位置码的海量虚拟八叉树模型,采用基于规则分块的多级压缩机制实现了海量属性数据的高效压缩和组织,采用基于快速Morton码分解和数组访问的多级索引方式实现了属性数据的高效查询.新模型在内存和外存中具有统一的压缩原理、索引结构和查询机制,以数据块为基本单位进行数据交换,给出了具体的实现方法.应用实例表明,新模型能够有效处理海量属性数据,对于大范围、高精度的真三维地学属性建模及其分析具有重要的应用价值.     

建立三维矢量数据模型拓扑关系的关键算法

讨论了如何判断基本几何对象之间的拓扑关系，从分析曲线与曲面相交3种可能情况出发，将该3种情况转化为一种情况，通过以曲线与曲面的交点是否在曲面内为判断是否相交的依据，使建立3维矢量数据模型拓扑关系的关键问题，曲线与曲面想相交问题得以实现．     

基于Surpac和Phase^2耦合的采空区稳定性模拟分析

为了解决数值模拟计算中复杂建模和单元剖分等前处理难度大的问题,采用三维地学模拟与数值模拟耦合的方法,研究了Surpac和Phase2耦合采空区围岩稳定性模拟.结合某矿山复杂空区群的实际情况,应用Surpac建立了矿山地学三维模型,将数据转换后导入Phase2软件构建了数值分析模型,进行了数值模拟计算,并根据模拟计算结果对采空区的围岩稳定性进行了分析.结果表明,采用数据转换方法将Surpac和Phase2两者的优势充分结合起来,为岩土工程的稳定性数值模拟研究提供了一条新的有效途径.     

焊接夹具三维动态模拟的研究

对动态模拟原理和手动杠杆－铰链焊接工装夹具配图装配过程进行了分析,提出了基于“画－擦－画”显示方式的三种模拟方案,通过对三种不同方案在实现焊接夹具三维动态模拟时的比较,得出第二种方案比较合适．并介绍了运用 ＡＲＸ技术实现焊接夹具装配三维图的动态模拟．     

地下水流数值模拟的研究现状和发展趋势

数值模拟方法是评价地下水资源量、模拟自然界一些水文地质过程发生和发展的主要方法和手段之一.作者着重论述了三维流模型开发、流速场与流线的计算方法、非均质参数的区域概化、繁杂数据的优化处理等热点问题以及MODFLOW等软件在三维流中的应用.提出三维水流模拟软件(如MODFLOW)与遥感、地理信息系统及全球定位系统结合起来是地下水流数值模拟的未来发展趋势.     

泵站枢纽三维湍流数值模拟研究

采用雷诺平均纳维斯托克斯方程(RANS)和标准κ-ε湍流模型,运用SIMPLEC算法,对无锡市仙蠡桥泵站枢纽6种运行组合工况进行了三维数值模拟,预测了回流区及旋涡发生的位置和形态,计算得出了泵站枢纽流速分布规律以及泵站出水河道与京杭大运河交汇处的最大横向流速,计算结果与水工模型试验结果吻合.该研究不仅为仙蠡桥泵站枢纽优化设计、合理布局提供了理论指导,而且研究方法可应用于其他泵站枢纽水流流态数值模拟.     

三维舞台灯光效果中的动画效果模拟

在目前舞台灯光效果的三维实时模拟中,舞台灯光设计师除了定制静态的舞台灯光场景效果外,也需要能够定制一些动态的灯光和场景特效,于是需要对三维舞台灯光效果中的场景灯光特效进行动画模拟。本文提出了如何将先进的渲染引擎技术应用于舞台灯光效果模拟以及动画模拟中,并从用户定制以及动画效果呈现角度进行效果展示。     

VRML语言在分布式地学虚拟环境的应用研究

随着地理科学技术的发展,地理现象的表达从二维世界向三维世界发展.互联网的发展以及虚拟现实模拟语言(VRML)的产生,使得基于互联网(万维网)的分布式地学虚拟环境的研究蓬勃发展起来.文章介绍了VRML语言的概念、特征,并阐述了VRML语言在分布式地学虚拟环境的应用,对其今后的发展作了展望.     

三维地学实体多粒度栅格剖分与布尔运算的并行算法

 三维栅格是空间单元属性插值与实体内部特征精细表达的理想模型,但海量栅格单元的快速剖分与数据压缩成为其应用瓶颈。本文分析了三维地学实体模型三维栅格剖分的研究现状,针对矢栅转换与数据存储的时间效率及空间节约问题,面向多核CPU与计算集群新型硬件架构,采用MPI并行技术,设计了一种基于八叉树的地矿实体多粒度并行三重轴向扫描剖分算法(P-TAS)。并面向矿山及地下工程开挖模拟与动态仿真需求,设计并实现了基于多粒度栅格的三维模型布尔运算算法。测试表明,该剖分算法的并行效率达50%—60%,数据压缩率达80%以上,具有推广和应用价值。     

计算机模拟模型自动生成方法的研究

模型自动生成技术的研究是目前国内外模型工作者努力的目标之一，若能实现这个目标，不仅可以节省大量的建模时间和资金，而且可以使模型具有更大的实用性．本文提出了一种行之有效的方法－利用数据库技术实现模型的自动生成．     

深基坑开挖变形的三维数值模拟研究

采用三维快速拉格朗日差分分析方法(Fast Lagranian Analysis of Continua 3D)将南京A、B大厦支护结构(悬臂支护结构、单层支点混合支护结构、钻孔灌注桩连拱支护结构)与一定范围内的土体(长、宽、高)作为一个整体,结合基坑实际开挖降水及施工工序,模拟和反映支护结构体的空间受力特征和变形,周围土体的位移、沉降及其相关关系,并将模拟结果与实测资料进行对比分析,得出了一些有益的结论,为三维数值模拟研究在深基坑工程中的应用作了有益的尝试。