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水电工程地质体三维建模及其可视化研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 13:09:06
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水电工程地质体三维建模及其可视化研究【摘要】:针对水利水电工程中庞杂的地质信息管理和实现可视化以及后期工程地质分析的需要,基于数据库技术、图形图像技术和相关的数据结构技术,结合相关

【摘要】: 针对水利水电工程中庞杂的地质信息管理和实现可视化以及后期工程地质分析的需要,基于数据库技术、图形图像技术和相关的数据结构技术,结合相关工程地质理论,建立了集数据库管理和维护以及地质信息三维可视化为一体的系统,实现了工程地质信息的有效管理和地质信息的三维可视化。 以水利水电工程为主要应用和实践对象,开发了VisualDRM3D系统,主要包括以下研究内容。 (1)完成了VisualDRM3D主框架结构的构建和系统的总体设计。将该系统总体规划为地质数据子系统、地质数据分析库子系统、工程地质建模子系统、工程地质分析子系统和成果输出子系统等五个子系统以及各子系统功能模块,诸子系统及其模块的功能、相互间的联系及其接口。 (2)建立了地质信息数据库系统。保证了从数据采集、解译到数据入库以及为后期三维地质建模应用而采用的分析库的建立,为工程地质信息的管理和维护提供了有效手段,同时此系统也为后期三维地质建模提供了数据支撑。 (3)采用相关数据结构,耦合多元数据,综合工程地质学、构造地质学等相关理论,通过建立相应的地质模型,以Window操作系统为平台,结合图形图像技术,实现了地质信息的三维可视化。 (4)在立足于水利水电工程地质特点的基础上,以青海玛尔挡水电站为实例,研究了水利水电工程地质三维建模的方法,为实际工程中的庞杂信息提供了有效的管理手段、可视化平台以及后期分析平台。 【关键词】:水利水电工程 地质信息 数据库系统 三维可视化 智能化
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TV221.2;TP391.41
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-6
  • 图索引6-7
  • 表索引7-10
  • 1 前言10-18
  • 1.1 技术背景及研究意义10-11
  • 1.2 研究现状11-15
  • 1.2.1 三维地质建模的概念11
  • 1.2.2 地质数据库研究现状11-12
  • 1.2.3 地质体三维建模研究现状12-13
  • 1.2.4 地形三维可视化研究现状13-14
  • 1.2.5 三维地质建模软件开发研究现状14-15
  • 1.3 研究思路和技术路线15-16
  • 1.3.1 研究思路15
  • 1.3.2 技术路线15-16
  • 1.4 研究内容16-18
  • 2 三维地质建模及其可视化系统18-24
  • 2.1 系统开发平台与编程环境18
  • 2.2 相关技术支持18-20
  • 2.2.1 OpenGL基本原理及其主要功能18-20
  • 2.2.2 数据库及其访问技术20
  • 2.3 系统设计20-24
  • 2.3.1 系统总体设计20-23
  • 2.3.3 系统基本功能23-24
  • 3 VisualDRM~(3D)系统的地质体信息数据库24-41
  • 3.1 数据库构成24-25
  • 3.2 地质信息规范化和数据库结构25-40
  • 3.2.1 地形信息类25-29
  • 3.2.2 平硐信息类29-34
  • 3.2.3 钻孔信息类34-37
  • 3.2.4 地表露头信息类37
  • 3.2.5 基本信息库37-40
  • 3.3 数据的检验40-41
  • 4 地质信息三维可视化的基本理论构成41-51
  • 4.1 可视化技术41-44
  • 4.1.1 三维图形变换41-43
  • 4.1.2 隐藏面消除43
  • 4.1.3 明暗效应和光照模型43-44
  • 4.1.4 纹理映射44
  • 4.2 三维数据结构44-48
  • 4.2.1 基于曲面表示的数据结构44-46
  • 4.2.2 基于体元表示的数据结构46-48
  • 4.3 面向水利水电工程的混合数据结构48-51
  • 4.3.1 NURBS结构48-49
  • 4.3.2 TIN模型49-51
  • 5 地形三维可视化的实现51-56
  • 5.1 实现流程51
  • 5.2 功能模块51-54
  • 5.3 真实感三维地形的实现54-56
  • 5.3.1 实现技术54
  • 5.3.2 真实感三维地形54-56
  • 6 地质趋势面三维可视化实现56-61
  • 6.1 地质趋势面的数学模型56-58
  • 6.1.1 数学模型57
  • 6.1.2 空间方程57-58
  • 6.2 实现流程58-59
  • 6.3 功能模块59-60
  • 6.4 地质趋势面三维成果60-61
  • 7 工程应用实例61-69
  • 7.1 玛尔挡水电站工程地质研究区域61-63
  • 7.2 研究区区域地质概况63-68
  • 7.2.1 地形地貌63-64
  • 7.2.2 地层岩性64-66
  • 7.2.3 地质构造66
  • 7.2.4 岩体风化卸荷66-68
  • 7.3 工程区三维可视化成果68-69
  • 8 结语69-70
  • 8.1 结论69
  • 8.2 尚待解决的问题69-70
  • 参考文献70-79
  • 硕士在读期间研究成果79-80
  • 致谢80


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