月球资源探测信息的管理与可视化探讨

在中国未来的月球探测计划中,可能获取的月球表层数据包括地形、地貌、岩层、土壤、资源、环境以及各种相关的结构、物质成分数据。这些数据既有空间数据,也有属性数据。为了实现月球资源探测工作信息化,可以借鉴“数字地球”的理念并采用“多S”结合与集成化技术,对所获取的海量月球表层数据进行一体化存贮管理,构建一个“数字月球”并实现其空间数据和属性数据之间的双向查询检索,以及对表层复杂结构信息分析的可视化。     

“玻璃油田”建设与油气勘探开发信息化

探讨了“玻璃油田”与“数字油田”的关系,针对油田勘探开发及其信息化方法和技术的特殊性,详细阐述了“玻璃油田”
建设的思路和若干关键技术问题:深部探测技术、三维地震数据智能解释技术、四维“数字油藏”表征与分析技术、四维数字油气成
藏模拟技术、三维可视化技术、虚拟现实技术、增强现实技术等;最后指出了“玻璃油田”建设将为油田勘探开发信息化带来的发展
前景。      

构造应力场三维数值模拟的有限单元法

目前构造应力场的研究主要是基于平面的二维分析,随着油气成藏过程三维模拟的发展,应力场的三维数值模拟显得越来越重要.从三维空间角度出发,分析了应力场的有限元模拟与求解的整个过程.基于不规则六面体单元的角点网格数据模型,对有限元求解法进行了分析与研究并提出计算方法.基于不规则角点网格数据模型的三维构造应力场有限元计算方法是本文的创新点.最后用上述方法对东营凹陷的牛庄-王家岗区域三维应力场进行了实际模拟计算,计算结果相比于其他数据模型更符合实际情况.      

基于ACE的海量三维空间数据通信研究

三维可视化已成GIS发展的潮流,这必然会导致空间数据量的激增,通过集群系统和并行数据库系统可以很方便地解决海量数据的存储管理问题。但是,在海量环境下,一般数据库管理系统提供的查询接口,仍然难以满足实时三维场景可视化的速度需求。因此研究C/S模式下海量三维空间数据的高效调度成为三维GIS发展亟须突破的难点。在数据库服务器端和客户端之间加上应用服务器端,提供数据缓存、预调度等功能,减少服务器端磁盘I/O所带来的时间消耗,可以明显加速数据调度。本文系统分析了这种客户端/应用服务器端/数据服务器端模式下三维空间数据通信的难点和主要设计挑战,并针对三维GIS的数据访问特征,设计了一套能满足三维GIS实时调度的通信应用层协议。以ACE中前摄器框架为基础,结合线程池技术提出分层策略,搭建了海量三维空间数据的通信架构,它是一种面向对象的构架,可以方便地进行功能的定制和扩展。     

地质大数据可视化关键技术探讨

详述了地质大数据可视化的研究内容,从应用角度可将其分为:表达三维可视化、分析三维可视化、过程三维可视化、设计三维可视化和决策三维可视化5类。针对地质大数据这5类可视化中涉及到的几方面关键技术进行了深入探讨,包括:地质体三维可视化动态精细建模技术;基于CUDA+GPU集群的地质体属性场数据并行可视化技术;针对地质大数据的可视化分析技术;基于地质大数据的虚拟现实和增强现实技术等。对这几方面关键技术的现状、技术路线以及实现效果进行了论述和展示。      

基于地质大数据与构造语义约束的断层建模

断层作为一种重要的地质构造,在自然界中普遍存在。在地质体三维建模中,断层处理的难点主要在于数据获取不易。如今,在地质大数据条件下,可以利用不同地质语义约束来推测断层的产状。但由于断层构造往往十分复杂,要利用地质大数据对断层构造进行约束建模,需厘清断层的形态分类及其数据模型。通过研究断层的分类,提取出影响断层产状的要素,将这些要素作为断层数据模型的组成部分,在地质大数据挖掘中作为挖掘目标,形成断层地质语义信息表,为后续断层建模提供数据支撑。在此基础上,提出一种新的断层建模思路,即将断层看成一个整体,通过Apriori算法对断层地质语义信息表进行分类,找到每个断层的标准模型。然后,利用断层地质语义信息表对该断层模型进行几何形态约束,形成符合特定地质语义的断层模型。最后,通过断层牵引构造的平滑过渡,将断层镶嵌在已经建好的地层格架模型中,完成断层的三维建模。      

基于等角度变比例投影的矿体轮廓线自动匹配方法研究

详细讨论了基于矿体轮廓线的三维建模方法中涉及的匹配对应、分支和构面建模等主要问题.针对轮廓线匹配问题提出了一种以矿体整体走向为投影方向,以相邻剖面中轮廓线总面积之比为缩放比例的等角度变比例投影算法,将不共面的轮廓线投影到同一平面中以完成共面轮廓线的匹配拓扑分析,从而解决轮廓线的对应问题.为了解决轮廓线的分支问题,设计了一种距离反比加权平均和样条函数相结合的自适应插值算法.最后通过采用实际矿山数据建模,对本文所提出的方法进行了有效性验证.     

论地质信息科学

地质信息科学是关于地质信息本质特征及其运动规律和应用方法的一个综合性学科领域.其发生和发展,是地球信息科学与地质科学相结合的产物,内部条件是地质学定量化和地矿勘查信息化的自身需要,外部条件是计算机科学和地球空间信息科学兴起和发展的促进.其研究对象是岩石圈的地质信息,其理论框架的核心是地质信息机理,包括地质信息的本质、运动规律、传输机制和信息流的形成机理等.其方法论体系包含着主题信息管理法、信息分析综合法、行为功能模拟法和系统整体优化法.其技术体系由地质数据采集、地质数据管理、地质数据处理、地质图件编绘、地质过程模拟、地质资源评价、地质信息传播及其多S集成化技术所组成.     

盆地三维构造-地层格架的矢量剪切原理及方法

三维矢量剪切功能的强弱, 是衡量所建立的盆地三维数字体质量的重要标志.在阐述了基于B-Rep模型的盆地三维数字体矢量剪切原理之后, 探讨了在计算机上实现矢量剪切的技术途径与方法.以线条、填充多边形、曲面和注释4种图元的剪切为基础, 建立了一个较为完善的盆地三维数字构造-地层体的矢量剪切模型, 并且编制了相应的软件.使用这一技术方法和软件系统, 对珠三凹陷进行了实际的矢量剪切分析, 取得了良好的效果.      

地质空间认知与多维动态建模结构研究

地质空间建模本质上是通过有限的地质空间数据,重构地质空间对象和格局,以恢复或模拟特定地质空间相关特征供人感知的过程和工具。从空间认识的角度分析讨论了地质空间的本质特征,提出了三维地质建模的5个技术层次结构、对应的模型层次划分和三维地质建模生命周期。实际应用表明,该体系结构能够有效支持地上地下一体化三维地质建模。这将有助于多维地质空间建模理论体系的建立与完善。