基于层面结构的地质块体拓扑关系的自动构建

基于MapGIS-K9软件的城市三维地质建模方法探讨——以武汉市为例

基于MapGIS-K9软件的城市三维地质建模方法探讨——以武汉市为例许珂;徐亚杏【摘要】随着我国城市化的快速发展,城市地上地下一体化规划和建设的需求逐渐增大,城市三维地质建模的作用日益重要.以武汉市为例,针对该城市地质条件复杂的情况,运用一种分区交互式建模方法.该方法通过地层剖面数据与水平方向的中断面或地质图所形成的网格作为最小单位,结合断层等特殊地质情况,手动构建地质体,并最终完成整个区域的三维地质模型建立.论文罗列了在模型建立过程中出现的问题,并给出了具体建议.所建三维地质模型已通过野外验证,表明本方法能够很好地应用于城市三维地质建模.【期刊名称】《华南地质与矿产》【年(卷),期】2018(034)003【总页数】9页(P244-252)【关键词】三维模型;城市地质;分区交互式建模;MapGIS-K9【作者】许珂;徐亚杏【作者单位】中国地质调查局武汉地质调查中心,武汉430205;武汉工程大学,武汉430205【正文语种】中文【中图分类】P285随着GIS 技术的大力发展，国内外越来越多地将三维建模技术用于城市地质、矿产、油气、水利水电工程、城市规划等领域。

三维模型的建立带给人们的不仅是直观的视觉感受，更重要的三维建模软件强大的三维分析功能可以直击模型内部，可为国土、规划等行业提供直观、便捷的决策工具[1]。

2010年以来，北京、天津、广州、济南、杭州、厦门、重庆等大城市也陆陆续续建立城市三维模型并将其服务于城市规划、地铁隧道选线施工、新城建设、重点工程选址、资源开发等方面[2-8]。

目前国内外已有的建模方法按照建模所使用的数据源大体可分为基于钻孔数据建模、基于剖面数据建模、基于三维地震资料建模以及基于多源数据建模四类[9]。

钻孔数据建模是将标准化后的钻孔数据入库，建立钻孔模型，继而通过分层信息计算机自动建立模型的过程。

该方法自动化程度较高，但是建模精度较低，只适用于地质现象非常简单的地区。

自重构机器人模块结构及其拓扑关系研究

为；（ｉｉ）动作自主性．每个模块有能力在没有外界ｉ
干预的情况下执行其自身的功能；（ｖｉ）结构自主
维普资讯
白蓝井手越屉第１卷第１萌２６６２０生１胃ｃ２
性．每个模块是可扩展的开放式结构，
构建了一种新颖的、点阵晶格型自重构机器人的基本模块，它由１个中心体及６个旋转
面组成，中心体内由相互正交的六个锥形齿轮组成机械传动结构，完成１个电机驱动６个旋转面转动的功能，并给出了电机及模块结构性能参数；研究了该类自重构机器人模块间的空间运动原
性．自重构机器人是靠自身的变形来改变功能的，
具有一般固定形状机器人不可比拟的优越性，在制造上更加易于批量化，降低成本．由于具有自主变形能力，该类变形机器人的功能远远超过常规的固定形状的机器人，可用在非结构环境中的搜寻营
维普资讯
自监科乎遗展第１卷第１期２０年１月６２０６２
自重构机器人模块结构及其拓扑关系研究＊
费燕琼赵锡芳
上海交通大学机
一
便模块进
步完善，埘本３模块化结拘的外型采用握手结构完Ｄ
成模块的对接．内部传动是通过调速带将运动传递到ｌ传动轴，每一对轴都靠近基体的角落安装．２个虽然有其可取之处．但是空间机构比较复杂并且多采用带传动．结构不够紧凑空间占用大、且需

地震成像块体建模技术研究

收稿日期：０９１１修订日期：０９１—６２０ —２０；２０－２１作者简介：孟祥宾，，男高级工程师，９６年毕业于哈尔滨工程大学白控系，１９并获自动控制理论与应用工科硕士学位，攻读于中国海洋大学信现息科学与工程学院博士学位，主要从事物探方法研究和处理软件开发与设计工作。联系电话：０４）７６３， — ａ：ｅｇｂｊｏｅｍ；（５６８９６１Ｅｍｉｍｎｘ￣ｓ￣ｏｌｌｍｅｇｂ６＠ｓａｏ通讯地址：２７２）１ｎｘ８ｉ．ｍ，ｎｃ（５０２１东省东营市北一路２０号物探研究院物探方法室。１１
＿
油气地球物理
２１年１００月
限定条件下的ＤＬＵＡ四面体剖分㈣，方法可ＥＡＮＹ该
求的限定条件外部部分，达到实体建模结果与限定
以应用于复杂地质体模型的三角网格建立。北京航空航天大学的孟宪海提出了一种基于三角网格的整体建模过程，在地质体层面三角网格基础上，出并提
Ｄｅｕａｌｎｙ剖分算法，ａ解决了地质层位和断层等面构造几何建模问题，保证了地质层位在空间几何拓扑的一致性；研
究了层面求交、割、分缝合、统一输出和３限定Ｄｌｎｙ剖分算法，Ｄｅａａｕ实现了块体几何表面建模和复杂地质体三维实体建模，解决了复杂构造块体建模的技术难题；利用块体实体模型和速度控制点实现了地震成像三维速度深度块体
型（。

FLAC3D三维模型自动构建

的几何参数和属性，然后，按照式（１）～（３）转换
ＦＬＡＣ３Ｄ单元的三维坐标，并对其分组，分组的名称
为相应ＳＵＲＰＡＣ单元的属性．
转换后的数据可通过ＦＬＡＣ３Ｄ中的ｃａｌｌ命令
重新建立模型［３］，但是对于大量的单元数据，这种
方法建立模型将耗费大量的机时，而ＦＬＡＣ３０中内
置的ｉｍｐｇｒｉｄ命令可一次性导入所有数据，略去
Ｔｅｌ：１３７８７０１６９４１
万方数据
３４０
中国矿业大学学报
第３７卷
Ｂａｓｉｃ语言编写了ＦＬＡＣ３Ｄ—ＡＮＳＹＳ接口程序，实现了ＦＬＡＣ３Ｄ软件建模的直观、快速和自动化．胡斌Ｈ］采用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编写了ＦＬＡＣ３Ｄ的前处理程序，对于地表形态复杂、岩层和地质结构较单一的地质体实现了快速、便捷的建模．徐能雄Ｌ５３借鉴基于剖面的建模技术，形成了适合于六面体剖分的三维地质建模方法；并利用多重映射网格，实现了复杂构造岩体六面体网格剖分．王明华哺１在对层状岩体三维可视化网格与数值模拟网格的特点进行剖析的基础上，提出了基于松散模式的三维规则格网与ＦＬＡＣ３Ｄ基本元素之间的转化方法，从理论上实现了“可视”与“可算”的结合．
ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｅｌｂｕｉｌｔｗｉｔｈＳＵＲＰＡＣｃａｎｂｅｔｒａｎｓｌａｔｅｄｉｎｔｏａＦＬＡＣ３Ｄｍｏｄｅｌ．Ｔｈｉｓ
ａｌｌｏｗｓｔｈｅｇｒｅａｔｅｒｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｏｆＦＬＡＣ３Ｄｔｏｂｅｕｓｅｄａｎｄｅｘｔｅｎｄｓｔｈｅｕｔｉｌｉｔｙｏｆｂｏｔｈ
ｍｅｔｈｏｄｔｏａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｐｅｒｆｏｒｍｔｈｅｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎｆｒｏｍｏｎｅｔｏｔｈｅｏｔｈｅｒｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｍｏｄｅｌ

三维地质建模

前言GMS（Groundwater Modeling System）是种综合性的图形界面软件，是一个各种软件于一体的，能够从钻孔到地层结构、从平面到空间、从单元到系统的综合性、系统性、全面性的软件。

不仅具有地下水模拟、地下水溶质运移模拟的功能，其在实现地质结构可视化方面功能亦同样突出。

经过10多年的发展，GMS软件的功能越来越完善，并在各个领域中取得广泛应用。

本文重点介绍了GSM软件在工程地质方面的应用情况，与其他三维地质建模软件对比。

对比显示GMS软件在当前广泛应用的三维建模软件软件中，如：GIS、FEFLOW、MOFDFLOW、FFMWATER、MT3DMS、RT3D、SEAM3D、MODPATH、SFFP2D，以其强大的功能明显优于其他三维地质建模软件。

在本文最后的工程实例中对3D GMS软件在三维地质建模中的应用有更详尽的阐述。

1三维地质建模基本问题概述1.1三维地质建模概述三维地质建模技术在上世纪60年代被国外学者提出，在国外，地质建模已经发展了几十年，中国自上世纪80年代末开始引入EsrthVision以来，也已经发展了快二十年。

近10年来，地学领域将其理解为地理Geography、地质Geology、地球物理Geophysics和大地测量Geodesy等地学相关学科的统称,因其英文名称之前缀均（Geo-)关于三维空间信息的研究与日俱增,形成了两大并行发展的支流:一是三维地理信息系统(3D GIS),二是三维地学模拟系统(3D Geosciences Modeling System,3D GMS)。

真3D地学模拟、地面与地下空间的统一表达、陆地海洋的统一建模、三维拓扑描述、三维空间分析、三维动态地学过程模拟等问题,已成为地学与信息科学的交叉技术前沿和攻关热点。

三维地质建模(3D Geological Modeling)又称为三维地学建模(3D Geoscience Modeling)、三维地质数字化建模等，一般对其过程进行了概括：三维地质建模是指在原始的地质勘探数据基础上，在地质工程师的专家知识和经验指导下经过一系列的解译、修改后，以适当的数据结构建立地质特征的数学模型，通过对实际地质实体对象的几何形态、拓扑信息(地质对象间的关系)和物性三个方面的计算机模拟，由这些对象的各种信息综合形成的一个复杂整体三维模型的过程[1]。

三维地质建模及其可视化研究与实现

摘要摘要本文针对三维地质建模及可视化研究发展现状，在系统分析当前各种建模方法，并综合计算机辅助设计、科学计算可视化、计算机图形学、地质学等学科理论的基础上，提出了表面、体元混合建模的方法，并根据该方法设计了一套可行的三维地质建模及可视化技术方案，开发实现了一套三维地质建模及其可视化软件系统。

本文首先分别以ＮＵＲＢＳ曲面拟合和二维Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分方法为２条线索，使用表面建模法建立了三维地质构造模型：（１）研究了基于ＮＵＲＢＳ曲面的三维地质面重构方法，探讨了该方法的优劣及其应用场合。

（２）研究了基于交线识别及数据预处理的二维Ｄｅｌａｕｎａｙ三角形逐层剖分方法，有效的解决了二维剖分方法产生的层位与断层作用处的几何不一致与拓扑不一致的问题。

在使用表面建模法建立三维地质构造模型后，本文研究了三维Ｄｅｌａｕｎａｙ四面体剖分方法并将它应用到地质建模中：以四面体为体元建立空间四面体模型来表达地质体内部拓扑结构，并基于四面体模型，实现了构造模型、块体模型以及它们间的相互转换。

在以上建模方法研究和试验的基础上，本文以ＯｐｅｎＧＬ为三维图形开发包，Ｍｏｔｉｆ作为用户界面开发工具，在Ｓｕｎ工作站的Ｓｏｌａｒｉｓ平台下，使用Ｃ／Ｃ＋＋语言开发了‘套三维地质建模与可视化软件系统，并使用该系统对胜利油田的实际地质数据建立了一个三维地质模型的应用实例。

关键字：三维地质建模，可视化，Ｄｅｌａｕｎａｙ剖分，ＮＵＲＢＳ曲面拟合，ＯｐｅｎＧＬＡｂｓｔｒａｃＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓａｎａｌｙｚｅｓｓｙｓｔｅｍｉｃａｌｌｙｔｈｅｍａｔｕｒｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｅｘｉｓｔｅｎｃｅ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｓｕｒｆａｃｅ／ｂｏｄｙ—ｃｅｌｌｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃｂａｓｉｓｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ，ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓ，ＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＣｏｍｐｕｔｉｎｇａｎｄｏｉｌｆｉｅｌｄｄｅｐｉｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ａｎｄｉｎｒｅｇａｒｄｔｏｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｓａｃｏｍｐｌｅｔｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｃｈｅｍｅ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓｔｈｅ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍ．Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｅｌｉｎｇａｓｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ＮＵＲＢＳｓｕｒｆａｃｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎａｎｄ２－ＤＤｅｌａｕｎａｙＴｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎａｓｔｈｅｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓ，３一Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇｉｓｂｕｉｌｔｆｌｒｓｔｌｙ：（１）ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＮＵＲＢＳｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃｓｕｒｆａｃｅｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．（２）Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆ２－ＤＤｅｌａｕｎａｙＴｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｄａｔａｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｇａｐｐｏｉｎｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅｆａｕｌｔａｇｅｓｕｒｆａｃｅｄｏｅｓｎ’ｔｍａｔｃｈｔｈｅｔｉｅｒｓｕｒｆａｃｅｗｈｅｒｅｔｈｅｆａｕｌｔａｇｅｓｕｒｆａｃｅｉｎｔｅｒｓｅｃｔｓｔｈｅｔｉｅｒｓｕｒｆａｃｅｉｓｓｏｌｖｅｄ．Ａｆｔｅｒ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇｉｓｂｕｉｌｔ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆ３－ＤＤｅｌａｕｎａｙＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＤｉｓｓｅｃｔｉｏｎｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｏ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ：Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎａｓｔｈｅｂｏｄｙｃｅｌｌ，ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇｉｓｂｕｉｌｔａｎｄｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｉｓｒｅｆｌｅｃｔｅｄ．ＢａｓｅｄｏｎＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇ，ＧｅｏｌｏｇｉｃＳｔｒｕｃｔｕｒｅＭｏｄｅｌｉｎｇ、ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＢｏｄｙＭｏｄｅｌｉｎｇＣａｌｌｂｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｅａｃｈｏｔｈｅｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｎｔｉｏｎｅｄａｂｏｖｅ，ｉｎｖｉｅｗｏｆｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｕｓｅｓｓｔａｎｄａｒｄＣ＋＋ａｓｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｌａｎｇｕａｇｅ．ＯｐｅｎＧＬａｓ３－ＤｇｒａｐｈｉｃｓｌｉｂａｒａｙａｎｄＭｏｔｉｆａｓＧＵＩｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｏｏｌｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅＴｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｏｎＳｕｎＳｏｌａｒｉｓｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｎｄｂｕｉｌｄｅｓａ３－ＤｇｅｏｌｏｇｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃｄａｔａｆｏｒｍＳｈｅｎｇｌｉＯｉｌＦｉｅｌｄａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：Ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＭｏｄｅｌｉｎｇ，ＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＣｏｍｐｕｔｉｎｇ，ＤｅｌａｕｎａｙＴｒｉａｎｇｌｅ，ＮＵＲＢＳＳｕｒｆａｃｅ，ＯｐｅｎＧＬ声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博士／硕士学位论文＝！三缍地厦建撞丛墓互塑丝婴窥墨塞班＝：。

基于Surpac系统的地质勘查自动化制图应用研究

难。
据库中增加记录，保存每一段样品取样位置的起始和终止高度以及为了达到交替填色效果而增加的识别符号，然后
本文的解决方案是，首先采用工具软件如Ａａｈｈｔ，按国内规范制作实例金属矿床中的所有岩性ｃ
通过管理．ｆ：１－件来映射数据库，使样ｐ￣沟作为独立列出现，交替填色效果则１ｐ花纹图，然后将一系列花纹文件导人Ｓｒａ系统使用大密度斜线填充实现。与此同时，由于．玟件ｕｐｃ的图案库中。实例岩性花纹示例见图１。的特性，钻孔柱状图中所有的内容必须单独成列，将会出现样号和标志面一岩心中轴角不能共享一列的情况，本文的解决方案是，将样号在．ｆＣ中单独１３件ｐ
ＡｔＣＤｕｏＡ系统中的处理是利用其镜像功能，使得钻量化功能首先对上述复杂地质体进行预处理，快速孔结构双侧对称，而符合国内地质勘查规范。实例形成地质体曲线后对其进行拓扑重建，然后再导入Ｓｒａ系统的三维图形工作区进行后续绘制（Ｓ，ｕｐｃＳＩ钻孑结构示例见图２Ｌ。其对后续的矿体储量计算至关重要。实例勘探线剖，矿体示例见图样沟右侧标注样号、样号和标志面．岩心中轴面夹角面图地层、断层、脉岩示例见图３同列等要求，但是Ｓｒａ系统无法直接满足这一绘制４ｕｃｐ
４５４５５－６．
张爱印，印国．ＧｏｄｎＳｒｒ任ｌｅｕｆ软件绘制地质图件的技巧ｅ
［］中国煤田地质，０６１（１：～９Ｊ．２０，８Ｚ）７８．８李军，高光大，芳，基于ＡｃＳ台的地质制图的实王等．ｒＧＩ平

三维矿体模型建设方案

三维矿体模型建设方案构建三维矿体模型，实现矿井掘进区域的地层结构、地质构造、煤层，顶板和底板岩性，厚度、水富集区等的三维可视化。

以三维地质静态模型为基础，不断融入矿企生产过程中的实时、动态、高精度地质信息，实现三维地质模型的动态更新、规划切割、交互漫游、属性查询等。

1、矿区地质体建模1.1 矿区钻孔三维建模钻孔模型的构建采用钻孔自动建模的方法，将原始数据进行标准地层编辑与钻孔标准化后，利用建模工具进行自动建模。

通过选择钻孔数据，利用钻孔基础地理位置、标高等基础信息、钻孔分层信息，设置截面半径、标准分层版本、模型名称、颜色或纹理样式等参数，利用三角化技术，在场景中构建三维钻孔模型。

同时可以利用测井数据进行测井曲线的三维建模。

图钻孔模型和测井曲线1.2 矿区地质体结构建模（1）多源数据耦合层状地质体快速建模对于简单层状地质体，系统将采用“钻孔-剖面/等值线-地层实体”构模的整体建模思路，采用所有地层界面共用的网格模板来构建各个地层面，再根据建模范围和精度（网格间距）要求生成地形网格基础上，从基础数据库中可提取钻孔点位和分层信息叠加等值线数据生成地层面强约束点，从剖面中提取有关地层边界线信息，基于地形网格应用这两类数据进行插值计算构造各地层面模型，最后根据地层之间的叠覆关系等地质信息生成地层实体模型，同时，对于地表模型可添加地形约束，构建出真实地形地貌单元的地质模型。

对建立完的地质模型，可以不断的添加各种约束数据，指定约束数据的影响范围，对地质模型进行反复的重构更新，从而更精确的去表现真实的地质形态。

这种建模方法需在建模范围内整理出一套一致的、宏观上的、具有固定层序的地层划分方案。

采用这一方法一般可通过钻孔数据直接建立三维地层模型，对于地质情况比较复杂的区域，如包含夹层、尖灭、透镜体等特殊地质现象的区域，可通过补充剖面、地层平面分布图（用于确定地层边界和地层面起伏变化情况）和设置参数等方式干预建模。

实际应用时对于特定的建模区域，可能会有数目众多的钻孔，这些钻孔能够提供的信息包括各个钻孔的位置（地理坐标）、钻孔的类型以及地层的分层信息等。

地理信息系统简答

3）数据存贮误差：数字存贮有效位不能满足（由计算机字长引起，单精度、双精度类型）；4）数据操作误差：类别间的不明确、边界误差（不规则数据分类方法引起）；多层数据叠加误差，多边形叠加产生的裂缝（无意义多边形），各种内插引起的误差；
5）数据输出误差：比例尺误差、输出设备误差、媒质不稳定（如图纸伸缩）；
2、找出与每个离散点相邻的所有三角形的编号，并记录下来。这只要在已构建的三角网中找出具有一个相同顶点的所有三角形即可。
3、对与每个离散点相邻的三角形按顺时针或逆时针方向排序，以便下一步连接生成泰森多边形。
4、计算每个三角形的外接圆圆心，并记录之。
5、根据每个离散点的相邻三角形，连接这些相邻三角形的外接圆圆心，即得到泰森多边形。对于三角网边缘的泰森多边形，可作垂直平分线与图廓相交，与图廓一起构成泰森多边形。
2）把不可能被光标捕捉到的线，用简单算法去除。
3）对于线段也采用类似的方法处理。
4）简化距离公式：
点S(x,y)到直线段(x1,y1),(x2,y2)的距离d的计算公式：
6、GIS与其它信息系统的关系和区别。（10分）
答：GIS属于信息系统中的空间信息系统（SIS）中的一类，包括专题GIS和综合信息系统。
一般采用几何坐标 GIS采用地理坐标系
GIS与CAM共同点 GIS与CAM不同点
都有地图输出、空间查询、分析和检索功能 CAM侧重于数据查询、分类及自动符号化，具有地图辅助设计和产生高质量矢量地图的输出机制； CAM是GIS的重要组成部分
CAM强调数据显示而不是数据分析，地理数据往往缺乏拓扑关系； GIS综合图形和属性数据进行深层次的空间分析，提供辅助决策信息。
4、数据源的分类？
1》按表现形式，数字化数据、多媒体数据、文本资料数据。

教学论文：硕士地理教学论文范文十篇

教学论文：硕士地理教学论文范文十篇本文是一篇地理教学论文，地理学家研究众多现象、过程、特征以及人类和自然环境的相互关系在空间及时间上的分布。

因为空间及时间影响了多种主题例如经济、健康、气候、植物及动物，所以地理学是一个高度跨学科性的学科。

（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇地理教学论文，供大家参考。

硕士地理教学论文范文篇一1 绪论1.1 研究背景及意义近年来，我国矿业迅猛发展，中规模以上的矿山企业达到1.7 万个，就业人员776万人，随着开采深度、开采强度、开采速度、开采规模的增加和扩大，由矿井突水引发的事故频繁发生。

矿井一旦突水，将淹没井巷和矿山设备，造成大量的人员伤亡和严重的财产损失，基于矿井涌水量研究的矿井防治水是矿井生产与科研中的一项重大课题。

随着采矿业的发展，矿井水文地质条件复杂程度逐渐提高，开采条件也变得越来越复杂困难，矿井涌水量的预测结果常与开采的实际值存在较大偏差。

预测错误的矿井涌水量不仅会影响生产，甚至会造成淹井等重大安全事故和经济损失。

2001 年7 月17 日发生在广西南丹的“7.17”特大透水事故，淹及拉甲坡矿3 个工作面、龙山矿2 个工作面、田角锌矿1 个工作面，共致81 人死亡，经济损失高达8000 余万元。

2001 年山东省章丘市琅沟煤矿11.17 突水事故、2003 年山东省滕州市木石煤矿7.26 特大溃水事故和2007 年山东华源矿业公司8.17 溃水事故分别造成13 人、35 人和172 人遇难并损失巨额经济，因此，准确地预测矿坑涌水量并了解地下水动态变化规律是矿井开采的首要工作，在矿井建设生产的不同阶段，动态预测评价矿井涌水量在不同空间和时间上的变化趋势显得尤其重要。

1.1.2 意义预测矿井涌水量是矿井建设生产过程中制定采掘方案、疏干措施、防止突水灾害以及充分利用地下水资源提供重要依据，科学地分析预测矿井涌水量，对矿井安全生产具有极其重要的现实意义。

本文从纱岭勘查区地质条件、水文地质条件、矿区充水因素以及周边勘查区的矿井涌水规律等方面入手，以地下水数值模拟软件GMS 建立的模型为核心，把预测的结果与水文地质比拟法和大井法分析的结果作对比，最终确定涌水量，在保证金矿安全生产的前提下提高经济效益。

基于剖面的含拓扑三维地质建模技术

基于剖面的含拓扑三维地质建模技术
1.基本地质数据的组织方法
地质数据是三维地质建模的基础，只有将地质数据在计算机中合理地组织和管理起来以后，才能进行三维地质建模。

因此，要根据基于剖面的含拓扑三维地质建模的需要，对常用的基本地质数据在计算机中的组织方法进行研究。

2.基于剖面的含拓扑三维地质建模的数据模型和数据结构
数据模型是三维地质建模的关键，数据结构是数据模型的具体化，在系统软件实现上占有重要地位。

因此，要根据基于剖面的含拓扑三维地质建模的需要，研究提出一种新的数据模型，并对其对应的数据结构加以设计。

3.基于剖面的含拓扑三维地质建模方法
有了合理的数据模型和数据结构，并不等于能够建立起三维地质模型和进行必要的空间分析。

因此，要对基于剖面的含拓扑三维地质建模的方法进行系统研究。

4.基于剖面的含拓扑三维地质建模系统的初步设计与开发
开发出计算机软件是三维地质建模研究的最终目标，也是对数据模型、数据结构和建模方法的检验。

因此，要对基于剖面的含拓扑三维地质建模系统进行初步设计与开发。

应用情况及前景
成果中的原型软件还可独立应用于地质科研、矿产资源
勘探、工程地质勘察、矿井地质和地质灾害评价等地质科研、生产领域，从而促进地质行业的信息化，降低地质工作者的作业强度，节省工作时间，提高工作效率。

信息化是当前我省乃至我国各行各业的重要发展目标。

本项目的预期成果作为一个地质信息化成果，对于实现当前利用信息技术改造传统地质、采矿行业的战略目标具有很大意义。

浅覆盖区第四系三维地质结构模型快速构建--以运漕幅为例

浅覆盖区第四系三维地质结构模型快速构建--以运漕幅为例陈忠良;童劲松;包海玲【摘要】During geological survey in a shallow overburden area,drilling and geophysical methods are usually used for unveiling 3D spatial distribution of a geological body. This paper,by aid of 3D visualization method,based on drilling data and interpreted geological maps,quickly builds 3D geo-structure model of the Quaternary system in the Yuncao map area to display the macro stratigraphic framework of the study area. The data source and process for model build-ing are described in detail in this paper. Finally,with the virtual exploration line profile result model as a reference,a try was made to display regional stratigraphic distribution in the form of 3D. The constructed Quaternary system model can be seen as a 3D geological map,the value of which is to visually show the spatial extension of a geological body.% 在浅覆盖区地质调查中，钻探和物探等方法常用于揭示地质体三维空间分布。

地震勘探中的地质模型构建技术研究与优化

地震勘探中的地质模型构建技术研究与优化地震勘探是地质勘探领域一项非常重要的技术，主要是利用地下岩石的属性和地震波的传播规律，来获取地下结构和物质分布的信息。

在地震勘探中，地质模型构建是实现高精度成像的关键技术之一。

本文就地震勘探中的地质模型构建技术研究与优化进行探讨。

一、地震勘探中的地质模型构建地震勘探中的地质模型构建是指以地震波勘探数据和地质资料为基础，通过建立地质模型来反演地下岩石的特征和分布情况。

该技术的关键在于建立准确的地质模型，从而获得高精度的成像结果。

建立地质模型的主要方法有两种：基于物理模型的反演和基于数学模型的反演。

其中，基于物理模型的反演依赖于岩石地球物理特性的实验测量数据和实际地质样品，在此基础上通过逆向求解，建立地质模型。

这种方法的优势在于可以逼真地反映地质构造和物性分布，因此尤其适用于地球物理参数分布较复杂、变化较快的场合，例如断层区域等。

而基于数学模型的反演则是以数学模型作为基础，从勘探数据本身入手，利用各种优化算法，反演出地质模型。

相对于基于物理模型的反演，基于数学模型的反演更加简便、快捷，但对勘探数据质量的要求较高。

在实际应用中，地震勘探中的地质模型构建是一个多学科、多领域、多阶段联合作业的综合技术。

因此，在实际应用地震勘探技术时，对储层勘探、地层地貌分析等多方面进行合理的评估和分析，是确保地质模型构建的关键。

二、现有技术中存在的问题尽管地震勘探的发展已经有了长足的进步，但是随着勘探领域的不断发展，目前的地震勘探技术还存在一定的局限性和问题。

首先，地震勘探中存在解释和建模不一致的问题。

在地震图像分析中，地震分析师往往需要对勘探数据进行重新解释，以直观地呈现地下结构，但是这种解释方式并不总能与建立的地质模型一致。

这种情况通常是由于地震数据的平滑处理等原因导致的，但却会对勘探结果造成很大的影响。

其次，当前的反演方法存在计算负担大、不适用于大规模建模等问题。

目前，基于物理模型的反演方法需要进行大量的计算和模拟，计算量十分庞大，反演结果也需要经过多次验证和修正。

三维地学建模与可视化-三维模型的建立

地面三维景观模型的建立
• 在构建数字城市的过程中,城市三维景观建模是一个重要的组成部分，城市三维景观的建立,将以全新的方式表达和处理地理空间信息，在城市规划、房地产开发、交通管理、旅游等领域起着重要的作用。城市地面景观模型包括地形与地物模型，可细分为地表、建筑物、道路、园林绿化等模型。
地面三维景观模型的建立
基于Skline的地面三维景观模型建立
4）地物建模- Skyline自带的三维模型库其他的地物，也可以使用Skyline自带的三维模型库中的模型。在TerraExplorer的安装目录下有一个 Data-Library，里面有Skyline自带的三维模型，比如汽车模型和垃圾桶模型；在菜单栏TOOLS目录下，里面的urban design可以创建城市道路，在创建道路的同时可以选择道路两边的树木和路灯模型，通过复制可以得到树木和路灯模型；也可在几何建模基础上，通过对其赋予不同的纹理贴图来得到不同的模型
体模型
体模型侧重于三维空间的体元分割，可完成实体的内部属性描述和实体的真三维表达，便于进行空间操作和空间分析，其缺点数据为存储量过大，占用过多计算机存储空间。
混合模型
混合数据模型综合了面模型和体模型的优点，以及综合规则体元与非规则体元的优点。但因模型更复杂，实现起来难度更大，尤其在当前3D GIS的三维建模理论和技术还不成熟的情况下。
面模型
• 基于面表示的模型是用3D空间实体的表面来表示的，如地形表面、地质层面、构筑物(建筑物)及地下工程的轮廓与空间框架。所模拟的表面可能是封闭的，也可能是非封闭的。
面模型
• 不规则三角网TIN • 格网模型Grid • 边界表示B-Rep：通过面、环、边、点来定义形体的位置和形状,详细记录了构成形体的所有几何元素的几何信息及其相互连接关系，有利于以面、边、点为基础的各种几何运算和操作 • 线框模型WireFrame：把目标空间轮廓上两两相邻的采样点或特征点用直线连接起来，形成一系列多边形，然后把这些多边形面拼接起来形成一个多边形网格来模拟三维物体的表面 • 序列断面模型Serial Sections：通过平面图或剖面图来描述矿床，记录地质信息

拓扑多边形自动构建的一种改进算法

拓扑多边形自动构建的一种改进算法
拓扑多边形自动构建算法是一种用于地理信息系统（GIS）和计算机辅助设计（CAD）等领域的重要工具，它可以自动构建多边形地物覆盖区域的拓扑关系。

近年来，随着地理信息技术的发展和应用需求的增加，该算法已被广泛应用于电力、交通、环境等领域。

然而，传统的拓扑多边形自动构建算法存在一些问题，比如计算复杂度高、构建时间长等。

为此，研究者提出了一种改进算法，主要分为以下几个步骤：
1. 建立多边形地物覆盖区域的拓扑关系模型，采用图论和组合数学的方法确定多边形之间的拓扑关系，包括邻接关系、包含关系、相离关系等。

2. 利用几何计算方法，确定多边形的几何属性，包括面积、重心、边界等。

3. 根据多边形的几何属性和拓扑关系，构建地物覆盖区域的邻接矩阵，并初始化辅助数据结构。

4. 利用基于深度优先搜索（DFS）的算法，在图的遍历过程中，更新辅助数据结构，并维护多边形的拓扑关系。

5. 对于特殊情况，比如多边形相交、孔洞等，采用简单的几何转换方法和DFS算法进行处理。

改进算法在算法复杂度和构建时间上有很大提升，而且具有较好的错误处理能力和鲁棒性。

它为地理信息系统和计算机辅助设计领域提供了更加高效和准确的拓扑多边形自动构建算法。

基于近似平行剖面数据的地质体表面构建方法

ｍｅｈｄｄｓｒｅｎｔｉａｔｌａｏｄａａｔｂｌｙａｄｓａａｉｔ．ｔｏｅｃｉｄｉｓｒｉｅｈｓｇｏｄｐａｉｔｎｅｂｌｙｂｈｃｉｌｉ
Ｋｅｒｓａｐｏｉｔｐｒｎｆｏｔｒｉｅｙｗｏｄ：ｒｘｅａａｅｃｏｓｓｔｎ；ｐｌａｒａｏ；ｏｒｐｎｉｇｏｃｎｏｎｓｐｍａｌｅｉｏｇｌｅｔｎｉｅｕｌ
信阳师范学院学报：自然科学版第２３卷第２期２１４月００年
ＪｕａｆＸｉｙｎｒｌＵｎｖｒｉｏｒｌｎａｇＮｏｍａｉｅｓｙｎｏｔ
Ｎａｕａｃｅｃｉｏｏ．３Ｎｏ２Ａｒ２１ｔｒｌＳｉｎｅＥｄｔｎＶ１２．ｐ．００ｉ
对应．针对简单及复杂地质条件，分别叙述了轮廓线的对应方法．简单情况通过计算机自动实现对应，而复杂情
况通过交互式对应．实践证明，所述的方法具有较好的适应性和可扩展性．关键词：近似平行剖面；扑关系；拓轮廓线对应
中图分类号：２８Ｐ０文献标志码：Ａ文章编号：０３０７（０００－２７３１０－９２２１）２０５－０
ＴｅＣｏｓｒｃｉｎＭｅｈｄｏｏｏｉａｄＳＳｒａｅＢａｅｈｎｔｕｔｏｔｏｆＧｅｌｇｃｌＢｏｙ’ ｕｆｃｓｄ
ｏｈｎｔｅＡｐｐｏｉａｅＰａａｌｌＣｒｓ－ｅｔｏｓＤａａｒｘｍｔｒｌｅｏｓｓｃｉｎｔ

面向地质图的知识图谱构建及智能问答应用

面向地质图的知识图谱构建及智能问答应用段雨希;邱芹军;田苗;马凯;谢忠;陶留锋;刘俊杰【期刊名称】《地质科学》【年(卷),期】2024(59)2【摘要】海量地质图件蕴含着丰富的地学基础知识及专家经验知识。

地质图主要表达了通过区域地质调查、矿产地质调查所获取的地球表面的地质知识(如地层单元、岩体、断裂等)。

如何快速地从矢量地质图件中抽取地质知识并形成知识服务是目前地学知识图谱及知识服务研究的前沿。

由于传统的地质图知识抽取主要依赖人工方式进行综合分析,本文聚焦于矢量地质图件知识表达与抽取研究,提出了一种地质图知识表达框架,提取地质图中所包含的地质实体及关系,将地质图信息以知识图谱的形式表达,并开展了基于地质矢量知识图谱的智能问答应用。

最后以江西省于都县银坑幅矢量数据集为例开展实验验证分析,结果表明,本文方法能够较为全面地获取地质图中各个地质对象的信息,提高了地质图语义表达的效果,同时也可以提高地质学习人员对地质图的理解和认识,让计算机能够大规模获取地质图的知识内容。

【总页数】15页(P588-602)【作者】段雨希;邱芹军;田苗;马凯;谢忠;陶留锋;刘俊杰【作者单位】国家地理信息系统工程技术研究中心;中国地质大学(武汉)计算机与信息学院;地理信息系统国家地方联合工程实验室;中国地质大学(武汉)地质探测与评估教育部重点实验室;三峡大学;湖北省水电工程智能视觉监测重点实验室【正文语种】中文【中图分类】P628.4;TP391【相关文献】1.面向变压器智能运检的知识图谱构建和智能问答技术研究2.面向智能搜索应用的水利知识图谱构建3.面向电网调控信息智能检索的知识图谱构建及应用4.陶瓷与教育领域的知识图谱构建和智能问答应用研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

方位角算法在CAD中的应用

方位角算法在 CAD中的应用摘要：自动构建封闭区域多边形是CAD平台中的重要功能。

CAD中的边界命令在复杂图形情况下会忽略细小拐角。

基于方位角变化趋势的多边形搜索算法可以有效避免该问题，结合图形拓扑关系可以处理“岛”图形以及断头路径造成的图形自相交。

算法逻辑清晰，易于代码实现。

关键词：方位角；拓扑关系；多边形1.引言CAD应用中面积量算是一个常用功能，一般使用对象类型为多段线，因此快速生成多段线是一个重要功能。

封闭区域较大时，通过CAD的BOUNDARY命令生成多段线，会忽略部分细节。

如下图（图1，图2）所示：（图1 – boundary命令结果）（图2 - boundary命令结果，偏移显示）蓝线为底图，黑线为boundary结果，在需要精确面积量算时这个多段线会产生面积误差。

因此需要一个方法，能够精确构建封闭区域的多边形。

2.方位角计算坐标方位角是测量学中的一个基本概念，从直角坐标北方向起，顺时针旋转到某一射线间的角度；这里我们引用测量坐标方位角概念，定义方位角为从平面直角坐标系X轴正半轴开始，逆时针旋转到某一射线的角度，其值为 0~2π[1]。

CAD内坐标系角度也是按照这个规则定义。

如线段AB，起始点A(x1，y1)，结束点B(x2,y2)，则AB方位角θ为：D x = x2 - x1; D y = y2 - y1;(1) 如果 D x = 0, D y > 0, 则θ = π/ 2(2) 如果 D x = 0, D y < 0, 则θ = 3π/ 2(3) 如果 D x > 0, D y≥0, 则θ = arctan ( Dy / Dx )(4) 如果 D x > 0, D y < 0, 则θ = arctan ( Dy / Dx ) + 2π(5) 如果 D x < 0, 则θ = arctan ( Dy / Dx ) + π/ 2（注: D x = 0，D y = 0 时方位角不存在，这种情况不参与计算）拓扑邻接的两弧段间的夹角是指从它们的公共端点出发的两条射线所夹的有向角，夹角的取值范围为 0~2π[2]。