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三维水文地质建模及其可视化研究

作　者: 刘天霸
导　师: 张永波
学　校: 中国地质科学院
专　业: 地质工程
关键词: 三维水文地质建模可视化多源信息建模空间插值华北平原黑河流域
分类号: P641
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文针对三维水文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、可视化技术、插值方法的基础上,提出了一套用于水文地质行业三维可视化建模的指导思想,并在该思想指导下,通过实例来验证这种思想的正确性。首先,介绍了三维水文地质建模中会碰到的建模对象及其地质特征,为便于后期建模,从模型类型出发,对这些建模对象进行了信息分类。其次,在总结三维地质建模方法的基础上,针对水文地质行业三维建模数据存在的区域广、深度浅、信息少的特点,提出构建三维水文地质模型需要采用基于剖面数据的多源信息建模,具体数据实现上,构建几何模型可使用线框模型、表面模型、断面-三角网等矢量结构的数据模型,而构建属性模型可采用三维栅格数据模型;接着,探讨了在当前计算机软硬件技术水平下,开发三维水文地质可视化建模软件应选用扩展性较好,可以移植到多种操作平台上,且直接和显卡打交道的OpenGL可视化编程技术;模型的构建离不开数据的支持,在介绍建模所需数据类型的基础上,又阐述了建模必不可缺的钻孔数据和剖面数据的概化处理方法;由离散数据生成三维模型的关键一步就是进行插值处理,在介绍常用空间插值技术的基础上,认为插值方法的选择比较灵活,一般构建几何模型时可选离散光滑插值方法,构建属性模型时可选克里金方法;由于自动建模技术无法生成精度合格的三维模型,为此还介绍了基于虚拟钻孔和基于辅助剖面两种模型校正方法。最后,运用上述建模思路,在对比国内外现有三维地质建模软件特点、明确水文地质行业图件存储格式的基础上,选用3D-Grid和MapGIS软件建立华北平原及黑河流域的三维水文地质模型,并对模型结果进行了解译。总之,本论文为开发三维水文地质可视化建模软件和构建三维水文地质可视化模型都奠定了良好的基础。

全文目录

中文摘要  5-6
英文摘要  6-8
第一章绪论  8-11
  1.1 研究背景与研究意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 研究内容  10-11
第二章三维水文地质模型中的主要建模对象  11-18
  2.1 主要建模对象  11-16
  2.2 主要建模对象的信息分类  16-17
  2.3 本章小结  17-18
第三章三维水文地质可视化模型构建思路  18-42
  3.1 建模方法及其选择  19-25
  3.2 可视化方法的选择  25-26
  3.3 建模数据需求及概化处理  26-30
  3.4 插值方法及其选择  30-38
  3.5 误差分析及模型校正  38-41
  3.6 本章小结  41-42
第四章三维水文地质可视化模型实例  42-63
  4.1 华北平原三维水文地质模型  42-47
  4.2 黑河流域三维水文地质模型  47-62
  4.3 本章小结  62-63
第五章结论  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-68
个人简历、攻读学位期间公开发表的学术论文  68

三维水文地质建模及其可视化研究

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