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三维地质构造建模

作　者: 狄效儒
导　师: 张群会
学　校: 西安科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 构造建模 三维可视化 无缝融合 体渲染 网格变形
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文研究了油藏三维地质构造建模中的一些关键技术。论文以角点网作为基本数据结构，论述了三维可视化、带断层的交互式三维地质建模软件开发的设计方案。本文的主要工作有：(1)研究了断层建模及带断层的地层建模方法；采用先进的角点网格技术实现了断层绑定，用变形的四边形网格描述断层展布，极大的简化了数据管理，为后期油藏属性建模提供了更高质量的空间信息。(2)本文将空间插值算法，用于网格均匀变形技术中，实现了角点网格的断层吸附与均匀变形效果，避免了使用偏微分方程迭代计算速度慢、变形不合理的问题。(3)论述了三维高级渲染相关原理与实现方法。本文采用改进的基于视点的预渲染技术，使用着色语言(GLSL)，使得等值线等矢量数据与面数据无缝融合。研究了基于光线投射算法的基本原理，实现了硬件加速的标准体绘制、光照体绘制，方便用户实时观测数据的全局信息。(4)论述了三维交互的相关理论。本文研究了场景漫游、相交测试方法拾取面、线对象的原理，并给出了实现方法。使用自定义变形函数方法，实现了三维实时编辑功能。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 选题的依据和研究意义  8
  1.2 国内外地质建模的研究及行业软件现状  8-13
    1.2.1 数据结构概述  9-10
    1.2.2 油藏地质建模软件概述  10-13
  1.3 本课题研究路线与章节安排  13-15
2 基于角点网模型的建模系统方案  15-32
  2.1 引言  15
  2.2 基于角点网模型建模的实现方法  15-25
    2.2.1 创建断层模型  16-18
    2.2.2 断层及曲面的求交算法  18-20
    2.2.3 构造中、上、下面格架网格  20-21
    2.2.4 层面重建  21-23
    2.2.5 层面插入  23-24
    2.2.6 层序建模  24-25
  2.3 建模系统软件设计方案  25-32
    2.3.1 插件式系统设计  25-26
    2.3.2 三维可视化与交互引擎  26-27
    2.3.3 几何算法库  27-32
3 断层绑定与网格均匀变形技术  32-41
  3.1 角点网格的断层绑定  32-34
    3.1.1 初始化趋势线  33
    3.1.2 断层绑定  33-34
  3.2 基于空间插值的网格变形算法  34-41
    3.2.1 最小曲率插值法  35-36
    3.2.2 克里金插值法  36-38
    3.2.3 反距离插值法  38
    3.2.4 三角网插值法  38-40
    3.2.5 插值方法的比较  40-41
4 建模系统的3D渲染技术  41-55
  4.1 矢量数据的渲染  41-45
    4.1.1 引言  41-42
    4.1.2 一般基于纹理的方法及存在的问题  42
    4.1.3 基于视点的纹理融合  42-44
    4.1.4 实验结果  44-45
  4.2 地质数据的体绘制  45-55
    4.2.1 获取体数据  45-46
    4.2.2 创建立方体模型  46-47
    4.2.3 光线积分原理  47-48
    4.2.4 光线与立方体的交点  48-50
    4.2.5 光线积分的GPU实现  50-53
    4.2.6 实验结果  53-55
5 建模系统的3D交互技术  55-68
  5.1 场景漫游  55-61
    5.1.1 自由旋转  55-56
    5.1.2 欧拉角和万向节锁  56-57
    5.1.3 四元数及其应用  57-59
    5.1.4 坐标变换  59-60
    5.1.5 控制视点  60-61
  5.2 场景对象的拾取  61-64
    5.2.1 相交测试原理  61-62
    5.2.2 射线与三角形相交算法  62-63
    5.2.3 线对象的拾取  63-64
  5.3 三维地质对象的编辑  64-68
    5.3.1 位置坐标的编辑  64-65
    5.3.2 几何体表面的编辑  65-68
6 总结与展望  68-70
  6.1 论文的主要工作  68-69
  6.2 展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-75
附录  75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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