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地面沉降的三维虚拟表达技术研究

作　者: 朱琳
导　师: 林学钰
学　校: 吉林大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 地面沉降苏锡常地区虚拟现实技术虚拟三维水文地质结构虚拟地下水面虚拟地裂缝
分类号: TU478
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 497次
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内容摘要

本文以苏锡常地区为例,将虚拟现实技术应用到地面沉降的研究中。在系统分析了该地区的地质、水文地质、环境地质条件后,提出了地面沉降虚拟现实系统的总体设计方案、开发模式,并对作为数据支持的SQL数据库中的表格进行了结构设计。全文重点研究了三维水文地质结构、地下水面、地面沉降动态过程以及地面沉降的诱发后果——地裂缝的虚拟建模方法以及三维表达方式。对比虚拟的地面沉降和地下水位动态过程,直观地对地面沉降机理进行分析,与此同时,在虚拟环境中,耦合了主要开采层的地下水位和地面累计沉降量间的相关模型,利用该模型实现了给定地下水位条件下,进行地面累计沉降量的预报。最终建立了包括三维水文地质结构模块、地下水面模块以及地面沉降模块的虚拟现实系统,利用该系统,用户可对地面沉降的形成机制、发生发展过程和诱发后果有全面、直观的了解,进而为地面沉降的机理分析提供一个虚拟平台。本次研究不仅拓宽了虚拟现实技术的应用范围,而且为地面沉降研究提供一种新的方法。

全文目录

提要  5-10
第一章绪论  10-22
  1.1 选题背景及研究意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-17
    1.2.1 虚拟现实技术简介  12-13
    1.2.2 国外研究现状  13-15
    1.2.3 国内研究现状  15-17
  1.3 主要研究内容与技术路线  17-21
    1.3.1 研究内容  17-18
    1.3.2 技术路线  18-21
  1.4 论文的创新点  21-22
第二章地面沉降的三维虚拟表达设计  22-44
  2.1 研究区概况  22-27
    2.1.1 自然地理概况  22-23
    2.1.2 区域地质条件  23-24
    2.1.3 水文地质条件  24-25
    2.1.4 环境地质灾害  25-27
  2.2 总体设计  27-31
    2.2.1 系统功能模块分析  27-28
    2.2.2 系统模块分析  28-29
    2.2.3 开发平台设计  29-30
    2.2.4 物理配置方案设计  30-31
  2.3 功能模块设计  31-36
    2.3.1 三维水文地质结构模块功能设计  32-33
    2.3.2 地下水面模块功能设计  33-35
    2.3.3 地面沉降模块功能设计  35-36
  2.4 数据库设计  36-42
    2.4.1 设计原则  37-38
    2.4.2 典型数据表结构  38-42
  本章小结  42-44
第三章虚拟三维水文地质结构  44-70
  3.1 三维水文地质结构虚拟模型  44-51
    3.1.1 数据准备  45-46
    3.1.2 建立虚拟模型  46-51
  3.2 插值算法  51-55
    3.2.1 克立格（Kriging）插值  52-54
    3.2.2 反距离加权插值  54-55
  3.3 模型的虚拟表达与主要交互操作  55-63
    3.3.1 模型的虚拟表达  56-58
    3.3.2 主要交互操作  58-63
  3.4 基础类框架和主要函数  63-64
  3.5 虚拟水文地质结构效果展示  64-69
  本章小结  69-70
第四章虚拟地下水面  70-90
  4.1 地下水面虚拟模型  70-75
    4.1.1 数据准备  71-73
    4.1.2 建立地下水面虚拟模型  73-75
  4.2 等水位线的生成算法  75-79
  4.3 模型的虚拟表达与主要交互操作  79-82
    4.3.1 模型的虚拟表达  79-80
    4.3.2 主要交互操作  80-82
  4.4 基础类框架和主要函数  82-83
  4.5 虚拟地下水面效果展示  83-88
  本章小结  88-90
第五章虚拟地面沉降  90-122
  5.1 地面沉降虚拟模型  90-98
    5.1.1 数据准备  91-93
    5.1.2 建立地面累计沉降虚拟模型  93-95
    5.1.3 建立地层沉降虚拟模型  95-98
  5.2 预报地面累计沉降量  98-101
  5.3 模型的虚拟表达与主要交互操作  101-102
    5.3.1 沉降模型的虚拟表达  101-102
    5.3.2 主要交互操作  102
  5.4 地裂缝虚拟模型  102-106
    5.4.1 建立地裂缝虚拟模型  103-105
    5.4.2 虚拟表达地裂缝  105-106
  5.5 基础类框架和主要函数  106-108
  5.6 虚拟效果展示  108-115
    5.6.1 地面沉降虚拟效果展示  108-112
    5.6.2 地裂缝虚拟效果展示  112-115
  5.7 机理虚拟表达分析  115-120
    5.7.1 地面沉降机理分析  116-118
    5.7.2 地裂缝机理分析  118-120
  本章小结  120-122
结论  122-124
参考文献  124-131
致谢  131-133
攻博期间工作与论文发表情况  133-134
详细摘要  134-140

地面沉降的三维虚拟表达技术研究

内容摘要

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