基于DEM的三维地质建模方法描述与土方量的计算

本文总结了现有三维地质建模的方法,重点探讨了基于DEM的三维地质构模模型,对其各种模型进行了精度分析,在其基出上给出了基于DEM土方量的理由,最合通CASS软件进行对比实验,得出基于DEM土方量计算在计算土方量的合理性,通过此方法能提土方量计算的精度。     

土方计算中的DEM法和方格网法的精度分析

土方计算的基本方法有断面法、方格网法、等高线法及基于数字高程模型（DEM）法。在实际生产应用中,不同的方法计算的同一场地土方量不同有时候数量相差还较大,因此分析确定土方计算方法的适用范围和精度就显得十分重要。本文探讨了工程土方计算量中常用的方格网法及基于数字高程模型（OEM）法的基本原理、方法和优缺点。从理论上和实际工程应用中讨论总结它们的适用范围、条件及精度,为确定在不同条件下选用较高的精度的土方量计算方法提供依据。     

三维可视化土石方计算在核岛负挖中的应用探讨

本文以某核电站核岛负挖工程为例,运用CASS和AutoCAD软件相结合的方式,实现了二维设计图纸与实测离散高程点数据基于实体建模和布尔运算的三维可视化土方量计算方法。以及如何运用该方法控制负挖精度、指导工程施工和减少超挖方量,最后,分别利用CASS软件中DTM法两期土方量计算功能和三维可视化土石方计算方法,对竣工实际开挖方量的计算精度进行了比较,验证了三维可视化土石方量计算方法的可行性。     

基于GPU的杆系离散元并行算法在大型工程结构中的应用

杆系DEM(离散元,discrete element method)是求解结构强非线性问题的有效方法,但随着结构数值计算规模的扩大,杆系DEM所需要的计算时间也随之急剧膨胀。为了提高杆系DEM的计算效率,该研究提出单元级并行、节点级并行的计算方法,基于CPU-GPU异构平台,建构了杆系DEM并行计算框架,编制了相应的几何非线性计算程序,实现了杆系DEM的GPU多线程并行计算。对杆系DEM并行算法的设计主要包括数据存储方式、GPU线程计算模式、节点物理量集成方式以及数据传输优化。最后采用大型三维框架、球壳结构模型分别验证了杆系DEM并行算法的计算精度,并对杆系DEM并行算法进行了计算性能测试,测试结果表明杆系DEM并行算法加速比最高可达12.7倍。     

基于AutoCAD平台的土方量计算程序设计

土方量计算是施工前期设计最重要的内容之一,在场地平整、断面设计等方面都有着广泛应用。土方量计算的精度是影响建设工期、经济效益的重要指标。本文首先阐述了土石方量计算的相关知识、计算原理和几种不同的计算方法。通过对现有工程土方量计算方法的研究,本文基于断面法与格网法土方量计算原理,以AutoCAD为平台以VBA宏语言为开发工具,开发了土方量计算的程序。程序包括格网法与断面法两种计算方式,将土方测量文本数据录入到软件内存,程序可以对错误数据进行检查,并给出正确提示。     

一种基于遥感影像的道路损毁评估方法

针对目前道路损毁评估不够形象直观的问题,提出了一种基于高分辨率遥感影像的道路损毁评估方法,通过对遥感影像进行影像增强等预处理使遥感影像更加地容易判读。同时,利用损毁前后的DEM数据构建损毁前后道路模型,通过此模型来对道路损毁进行评估,实验表明:这种方法更加地形象逼真,在此基础上,计算损毁地区的土方量,可以为工程设计部门和决策部门提供参考依据。     

基于体素的体积计算在地质领域中的应用

根据水文地质钻孔数据建立地下水三维数据场模型,进而研究地下标量场和矢量场特征,是一种新的研究方法。体积计算是地质领域的一项基础性工作,针对地质体数据的特点,研究了两种基于体素的体积计算方法——1/8 体素和移动立方体体积计算方法,并将其与种子填充算法结合,用于遍历整个数据场。最后将计算结果与传统方法进行了对比,实验证明具有较好的精度。     

南方CASS软件土方量计算方法的探讨

南方CASS软件土方量计算方法在我国应用广泛，具有操作便捷、计算准确、计算速度快的优点，CASS软件在针对于不同的地形的土方量计算时，所使用的方法也是有区别的，常用的计算方法有方格网测量法、DTM测量法、等高线法、断面法等，为了更好的做好土方量计算工作，本文通过对土方量计算方法和基于南方CASS软件的土方量计算方法的归结，对土方量计算方法进行探究和分析。     

ArcGIS在土地整治项目土方量计算中的应用

ArcGIS作为一个可伸缩的平台,其能够在桌面、服务器、野外及Web等方面为用户提供GIS功能,同时其还能够建设完整的GIS软件集合,将其在土地整治土方量计算中进行应用,不仅操作简单,而且计算速度快和精度高,可以实现三维可视化,具有较好的实效性。该文分析了土方工程量计算的原理和方法,并进一步对ArcGIS在土地整治项目土方量计算中的应用进行了具体的阐述。     

地面三维激光扫描技术在工程测量中的应用

该文先对地面三维激光扫描技术的分类、使用原理以及应用优势进行简单说明,结合工程实例,落实项目实施前各项测绘准备工作后,分别从地形图测绘、土方量计算、道路竣工以及三维模型的建立4项测量作业,分析地面三维激光扫描技术的具体应用,以期充分发挥其技术性能优势与实际测量价值。     

弹性DEM方法在杆系结构中的应用研究

基于颗粒离散元方法（DEM）,结合杆系结构的特点,提出了一种适于杆系结构问题分析的DEM模型。对颗粒元相应的质量和转动惯量计算公式进行了修正;通过能量等效原理推导了杆系DEM模型分析时弹簧接触刚度系数表达式;将瑞利阻尼引入到DEM方法之中,给出了阻尼常数计算公式并用算例进行了验证。将该方法应用于杆系结构弹性分析,包括静动力与几何非线性大变形问题的空间框架结构和网壳结构等多个算例,计算结果与有限元方法结果吻合良好。DEM方法的特点是将动力分析和几何非线性分析自动包含在运动方程的计算之中,不用组集刚度矩阵,无需迭代求解。杆系DEM模型非常适宜处理杆系结构大变形及动力非线性问题,尤其是在结构进入强非线性之后的模拟分析。     

土方量的计算方法和精度分析

本文主要介绍了土方量的计算方法和基本原理以及精度的分析比较,并从理论上探讨了它们的适用范围。     

基于RBF神经网络集成的三维模型分类和检索

针对单个神经网络难以对复杂的三维模型特征空间有足够的优化能力和泛化能力的问题,用Boosting方法变种和基于粒子群训练的RBF神经网络,形成特征空间对应的多个神经网络,然后将神经网络集成,给出三维模型的分类信息。在三维模型检索时,将神经网络集成输出的分类信息和特征空间上的距离信息进行加权计算,得到三维模型之间的相似度。实验结果表明,基于RBF神经网络集成的分类方法能有效提高三维模型的分类准确率;同时,考虑特征空间上模型间的距离和语义分类层次上模型间的距离,能够大大提高三维模型的检索精度。     

基于地形数据的三维模型的建立

数字高程模型不仅作为一种基础数据,更作为一种应用方法,在地学领域发挥越来越重要的作用。内容包括:首先介绍DEM的含义,其次叙述DEM的数据的获取,然后又对数字高程模型表面建模进行说明,再次详细的描述DEM三维可视化方法和步骤,最后对DEM精度的主要影响因素及其质量控制进行概述。     

土地整理项目中土方量计算方法探讨

土地平整是土地开发整理的主要内容,土方量的大小与土地平整的投资直接相关,也是项目审查、资金审批的重点。计算土方量的方法不同,则计算的结果就有区别,因此,根据项目的实际情况选择不同的土方量计算方法是非常有必要的。本文对土地平整工程中常用土方量计算方法进行了初步分析,总结出各种土方量计算方法的适用范围。     

基于节段模型测振试验的大跨度桥梁抖振响应预测

传统大跨度桥梁抖振响应计算是基于颤抖振理论,并借助节段模型测压或测力试验进行,目前鲜有通过节段模型测振试验实现桥梁抖振响应预测的报道。基于抖振分析理论推导了考虑三维效应的两波数抖振力,并根据综合传递函数的概念提出了基于节段模型测振试验的大跨度桥梁抖振响应预测方法。以某流线型箱梁悬索桥为例,通过节段模型及全桥气弹模型试验研究了该预测方法的精度及可行性。结果表明:结构展宽比对综合传递函数识别精度存在影响,展宽比越大,识别精度越高。即使在湍流积分尺度并未远大于结构宽度的前提下,增大模型展宽比可有效减弱三维效应的影响。基于节段模型测振试验识别综合传递函数的方法可用于大跨度桥梁抖振响应的预测,该方法预测结果偏于保守。     

基于无限元的2.5维方法预测轨道交通混凝土桥梁低频噪声

提出了一种基于无限元的2.5维方法,可以快速预测桥梁结构噪声且不失精度。首先,建立沿桥梁纵向截面均匀的二维无限元模型,进行声传递向量计算。然后,联合桥梁三维模态分析结果,通过空间波数变换获得三维桥梁模型的模态声传递向量,并采用三维直接边界元的计算结果验证了所提出的2.5维方法的正确性。最后,进行车轨桥耦合振动计算,将获得的桥梁模态坐标与声模态传递向量结合起来预测桥梁振动辐射噪声。以上海某轨道交通为背景进行噪声现场测试,将现场实测结果与计算结果对比。分析表明,计算结果在近场与实测值吻合较好,但是由于忽略了相邻跨桥梁的影响,在远场数值计算结果小于实测值。     

基于多视角区域生长的复杂点云模型分割

为提高三维点云模型在特征模糊区域的分割精度,提出了一种借助多视角区域生长的分割方法。基于网格法向量方向相异性原则,初次将模型划分为不同类别的子区域,在相应区域建立点云与多视角距离图像的一一映射关系。利用Canny算子对灰度的敏锐性获取独立连通域并计算其重心坐标,根据对应关系在三维点云中提取对应点作为种子点,然后引入网格法向量的偏移角度分离邻接面,同时对剩余彼此独立的分割面按照迭代搜索最近点的原则进行提取,并利用KNN算法去除离群点实现分割优化。在选取的模型数据集上进行实验,结果表明该方法能够实现复杂点云模型的合理划分,分割精度不低于80%。     

石墨烯纳米复合材料的降阶均匀化方法及其数值实现

对石墨烯纳米复合材料进行三维有限元建模通常需极其精细的网格。在考虑塑性演变的情况下,细观代表性单元体模型的计算效率极其低下。为此,基于非均匀变换场分析理论,提出了石墨烯纳米复合材料的降阶均匀化方法。首先,针对不同加载路径进行预分析,提取细观塑性应变场信息;然后对这些信息进行本征正交分解,从而得到若干个塑性模态,用作降阶模型的基函数;基于宏、细观耗散功的等效原理,导出降阶变量的本构模型。该方法的离线分析部分通过MATLAB编程实现。为了便于工程计算,在线分析部分则由商业有限元软件ABAQUS的UMAT用户子程序接口实现。基于三维算例分析,验证了所提方法的有效性。结果显示,在保证较高精度的前提下,针对三维代表性单元体计算的加速率可达103~104量级。      

近景摄影测量技术在台阶爆破可视化中的应用

爆破可视化是爆破设计结果三维可视化显示和爆破施工过程的仿真模拟.基于爆破可视化技术的研究现状,分析了其关键技术三维地质建模的方法和特点,针对该技术存在的获取资料难、建模周期长、精度差等问题,引入近景摄影测量技术.分析了近景摄影测量建模高效、操作简单的优势,介绍了利用该技术获取地形地质资料的步骤,讨论了其在爆破可视化中的应用.