一种地质体三维建模与可视化的方法研究

地质结构是在时间维内地质过程演变的产物,以三维形态存在自然界中,但是很多地质学家仍然依靠二维或一维的形式来记录和发布地质数据,丧失了很多空间信息,原因之一是现存方法在表达地下三维地质体有很大的局限性．为了分析和解译地质地图模型,基于现有的建模理论,提出了结点．层数据模型组织不同实体类型的地质数据,实现地质观测数据和几何模型的一体化表达与存储．在此基础上,通过快速构建多分辨率三维地质模型,实现大规模地质数据集的可视化方法,满足地质学家操作、分析和解译三维地质体的需要．实验证明,本文的方法能很好的实现大规模三维地质数据建模和自适应可视化,同时为实现空间数据的集成和共享提供了一条很好的解决途径．     

矿产资源信息系统(MRIS)的设计原理与关键技术

矿产资源数字化管理是地学信息工程的重要组成部分.矿产资源信息系统是以区域矿产资源空间数据集成与应用为目标的行业计算机系统.本文研究的内容是在作者参加MRIS系统研制过程中就系统的设计原理与结构优化方案进行探讨,主要包括资源空间数据库、空间数据多方式查询与量算、空间数据互操作及可逆转换等开发技术中的关键问题,提出并设计了...     

三维地质建模与可视化方法研究

设计了超体元实体模型、断层数学模型及褶皱几何模型, 以表达复杂地质构造的空间几何形态; 建立了面向应用的三维地质建模的体系结构, 提出以空间数据处理为基础、以实体建模技术为核心、以模型应用为目的的设计理念, 丰富和发展了三维地质建模的理论与方法. 根据这一理论方法, 提出基于特征的驾驭式可视化设计思路, 通过将数据库、图形库、知识库与三维动态模拟的系统集成, 直观、形象、准确地把握空间地质数据的局部特征与整体构架.     

CSAMT数据三维可视化的方法

CSAMT(可控源音频大地电磁法)是地球物理勘探中电法勘探的一种经济且有效的方法,传统的方式是通过手动或自动的方法绘制剖面图、等值线图等来展示其探测的数据,这些方式往往具有数据展示不全面、效果不直观等缺点.为了克服这些缺点,本文利用计算机三维可视化技术,以甘肃玉门某地区的数据为例,探索并实现了CSAMT数据三维可视化构模的方法.文中首先分析了CSAMT数据的存储方式与空间分布,提出了一种高性能的数据读取与组织算法;接着文章根据原始的数据信息,提出了基于探测方向数据点生成TIN的方法,建立了测线模型;为了更好地预测勘探范围内的三维空间情形,文章实现了一种高效的CSAMT数据快速局部插值算法,进而实现了数据场模型的建立.本研究表明,通过三维可视化技术将CSAMT数据建立并绘制成三维虚拟模型,能更加直观、更加全面地展示该数据,可为地质解释与规划决策服务,具有较好的推广前景.     

用可视化技术分析虚拟现实环境下三维地震数据场的研究

目的 用可视化方法分析三维地震数据，直接观察数据中隐藏的地质现象。方法：将第每个反射子波用一个粒子模型表示，来自同一反射面的子波粒子相互叠合成一个同相面。为加快显示速度，将一个三维地震数据体转换为三维二值图像，用有序扩展算法追踪同相面所在的三维连通域，细化后得到反射面的坐标数据。再在虚拟现实系统下的对反射面进行立体显示，直观地分析地下地层的结构。结果 实际数据试验得到了反射面的三维形态及断层的分布规律，立体显示更深刻地揭示了复杂地质现象及其规律。结论 只有在虚拟现实系统中进行三维地震数据的可视化，才能直观地看到地下地层的真实场景，真正实现三维数据的全三维解释，所提出的方法是有效。     

强人文干扰环境的电磁数据小波去噪方法研究

大地电磁法（MT）以成本低廉,探测深度大、水平方向分辨能力高等优点,在矿产资源勘探方面得到广泛应用.然而,在老矿区或者矿区周围进行二次探矿时,强人文干扰严重影响观测数据的质量,导致反演结果出现偏差,甚至出现错误的解释结果.因此,需要对观测数据进行降噪处理.结合多分辨率分析算法和小波阈值算法的特点,本文提出了综合小波算法：采用db3小波基;基于多分辨率分析算法,去除长周期噪声;基于小波阈值算法,将Bayes估计配合改进型阈值函数去除短周期噪声干扰.对实测数据的处理结果显示,处理后的数据的时间序列以及视电阻率曲线质量都有了明显的改善,近源效应得到有效的抑制.     

基于小波方法的多自由度体系地震动输入能量研究

对多自由度体系应用小波分解的地震激励,将地震动总输入能量表示为不同频段地震动输入能量的叠加.与单自由度体系相比,多自由度体系应用小波分解会产生较大的误差,这并不影响研究小波分解后各频段对单一固有振型输入能量的贡献.这样可以从频率的角度分析多自由度体系的地震动输入能量.     

低植被覆盖环境下BDS双频多星组合反演土壤水分研究

土壤水分是构成陆地生态系统的重要组成部分,高效、准确的监测其变化具有重要作用.利用全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)反射信号反演土壤水分已成为一种新型的遥感监测方法.目前,已有研究多倾向于在裸土环境下通过全球定位系统(Global Positioning System, GPS)数据反演土壤水分,同时在引入小波分析分离卫星反射信号时,缺乏对分解层数的探讨.为此,基于北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS),提出一种基于小波分析和最小二乘支持向量机的土壤水分双频多星组合反演方法.探讨不同卫星高度角下小波分解层数对卫星信号的分离效果,并对比分析不同双频卫星组合反演土壤水分的可行性和有效性.以低植被覆盖环境为例,实验表明：(1)由于观测数据受多种因素影响,不同卫星最佳的高度角范围和小波分解层数均不同.(2)采用最小二乘支持向量机能够有效综合各卫星不同频率信号包含的土壤水分信息,反演结果更准确;当双频组合为四星时,反演结果与参考值之间的相关系数为0.977,较单星单频提高...     

基于模型空间压缩的大地电磁三维反演研究

本文提出了一种基于模型空间压缩技术的大地电磁三维反演方法.该方法在传统大地电磁三维反演理论的基础上,通过小波变换将待反演的空间域模型参数映射到小波域进行反演,获得小波域更新模型后再通过小波逆变换得到空间域反演模型.由于小波变换具有压缩特性和多尺度分辨能力,本文反演方法可在一定程度上提高反演分辨率.为了提高反演效率,我们针对基于L1范数的模型约束求解不易收敛的反演问题,提出了一种基于模型粗糙度的简单有效的预条件处理技术.为验证本文算法的有效性,本文首先对经典的"棋盘"模型进行三维反演测试.反演结果表明本文算法的反演效率与传统方法相当,但对于深部异常体具有更好的分辨能力.最后,我们通过对实测数据反演进一步验证本文算法的有效性.     

三维数据的二维可视化方法综述

等高线图、晕渲图和分层设色图等作为传统的三维数据的二维可视化方法,有各自的优点并被广泛地应用于屏幕显示和平面制图中。随着三维数据分辨率的不断提高,传统可视化方法已不能完全满足显示、挖掘隐含信息的要求。一种新的地形参数(openness)以及由此而产生的新的可视化方法(RRIM)被提出,这在很大程度上增强了二维显示的立体感和直观性。同时,在构造地貌研究的应用中,对细微构造的识别有着其他可视化方法无法比拟的优越性。良好的室内地貌解译工作不仅能够提高工作效率而且能够在一定程度上减少野外工作量。同时,对于森林覆盖严重、自然条件恶劣、不易到达而又具有研究价值的区域,RRIM提供了一种更好的工作方法,有着非常重要的实用价值。     

基于Kriging方法的三维地质可视化系统构建

针对传统三维地质建模方法存在的诸多问题,对基于Kriging方法的三维地质体构建进行研究。选取某地震工程项目钻孔数据为主要研究对象,在Arc GIS平台上通过地统计分析,实现了复杂三维地质体的快速、准确建立。在此基础上,采用Arc Engine作为二次开发组件,完成该地质体三维展示系统的开发,实现三维展示、专题图出图、三维分析等功能。     

中国三维固体地球可视化网站的规划与设计

建立固体地球结构可视化网站是当今全球地球科学研究的迫切要求．在国家自然科学基金委的资助下．中国三维固体地球结构网站紧跟国际潮流,应运而生．该网站利用三维可视化成像技术和计算技术,综合我国现有地球物理观测资料,为研究者提供了一个可方便获取数据和交互处理图像的平台．在技术上．该网站采用交互式开放结构,用户可以按自己的需要和研究目的,下载或上传数据．实时处理数据和显示图像结果．并对计算过程进行交互控制和引导,充分提高地学数据的利用效率．     

基于单质点体系的多层隔震结构设计方法

本文针对多层隔震结构提出了适合工程技术人员使用的基于单质点体系建立的等价线性化设计方法，这种设计方法结合我国现行的建筑抗震设计规范，将上部结构简化成单质点体系，基于最大设计位移进行地震反应分析，是一种实用设计法。文中以地下1层、地上5层的多层框架结构体系为例进行了分析，并与时程分析法计算结果进行了对比，结果显示本文提出的设计计算方法具有计算简便，计算精度符合工程应用的特点。     

小波基在GPS-IR反演土壤湿度中优选方法的研究

全球定位系统多径干涉遥感技术(Global Positioning System-Interference Reflection,GPS-IR)是一种基于卫星反射信号的新遥感技术,可实现土壤湿度、雪深、海平面等方面的监测.针对卫星反射信号分离问题,本文利用小波分析对信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)中的卫星反射信号进行分离.小波基的选择直接影响到卫星反射信号分离的效果,本文通过对比低阶多项式、sym10、bior6.8、dmey和coif5这5种方法的实际消趋和反演效果来优选.经实验表明:利用coif5小波基分解6层能够有效提高卫星反射信号的分离精度和信号的分辨率,获取的相对延迟相位与土壤湿度之间的线性关系显著增强.     

三维可视化技术在临床医学的应用研究

本文首先介绍了西北大学可视化研究所研制的三维医学可视化分析系统。在此基础上,系统被用于医学影象数据库、虚拟内窥镜技术、远程会诊系统和计算机医学辅助教学系统的开发平台,为医学图象可视化提供了有力的工具.     

结构随机响应的一种改进的概率谱叠加方法

目前有一些关于多自由度结构体系的地震响应中响应峰值按降序(即由大到小的顺序)排列时的峰值统计性质的研究。本文对这些研究中的概率方法提出一些改进。由于这些改进，概率谱叠加方法在实际应用中就变得更准确和实用。本文以五层的结构模型为例，计算其在埃尔森特罗(1940)地震激励下的响应，并与时程分析结果进行比较。结果表明，改进的概率谱叠加方法能够谁确的计算较高几阶重要响应峰值的幅值。     

不同时频特性近断层地震作用下的结构响应研究

研究不同时频特性的地震波作用下,抗震结构和隔震结构耦合设备的动力响应,对五层钢框架振动台模型试验数据进行小波分析。结果表明:主结构动力响应与地震波时频特性直接相关;由于主结构和隔震支座的滤波作用,设备的动力响应受地震波时频特性影响显著,但不具有直接相关性;隔震结构可以使设备的频率远离主结构的频率,从而降低设备的放大系数;设备耦合之后主体结构加速度的变化趋势取决于不同时频特性的地震波能量分布。      

网络环境下防震减灾宣传方式研究

网络环境具有超时空性、双向交互性和传播内容丰富多样的特点,对于防震减灾宣传具有积极意义。网络环境下防震减灾的宣传方式要结合防震减灾宣传工作的特点和实际需要,充分发挥网络环境的宣传优势,合理选择自持式和协作式宣传方式。     

多震相走时和波形三维地震成象方法及在祁连山地壳结构研究中的应用

本文的理论方法是以几何射线理论为基础发展起来的、天然地震走时反演技术及天然地震层析成像技术。它存在着震源函数与介质参数的解耦问题。本研究采取了五种方法来改善反演结果。包括,利用,Pg,Pn等震相增大约束条件;用已有精度较高的人工地震测深结果作速度约柬：用波形反演来修改模型,把诸多物理量开发出来互为约束,以修改后的模型再作反演,使解的稳定性大大提高：采用最优化过程,选择遗传算法。可以进行震源定位,走时反演,波形反演：得到任意深度的速度分布及从地表到Moho面的速度剖面。用于在祁连山地区的结果表明,这些层析剖面对认识大地构造、重大深部事件动力学是很有益的。     

基于小波变换的长周期桥梁选波方法研究

时程分析输入地震波的选取对长周期大跨度桥梁影响显著。本文基于规范目标谱,以MATLAB为依托,通过选取最优小波基并利用小波系数迭代法实现频域调整,使地震波反应谱不断逼近给定目标谱,最后结合相对误差和长周期拟合参数两个指标进行综合评价,选取适用于长周期大跨度桥梁的时程分析地震波,提出长周期桥梁全过程批量选波方法。将该方法应用于奉节长江大桥,与基于时域调整方法的Seismo Match选波软件对比选波效果,并将选波结果应用于背景桥梁的时程分析。结果表明,利用本文选波方法所得结构关键截面响应与软件选波所得响应在横桥向和竖桥向存在一定差异。本文方法可为长周期大跨度桥梁时程分析选波提供参考。