水利水电工程地质三维建模与分析理论及实践_环境科学

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序

知悉《水利水电工程地质三维建模与分析理论及实践》一书即将出版,非常高兴,欣然为之作序。众所周知,工程地质研究是水利水电工程设计与施工建设最基础的工作。处于高山...

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前言

随着我国经济的持续发展和西部大开发战略的实施,水利水电事业呈现出勃勃生机,一大批巨大型水利水电工程相继得到开发,如三峡、龙滩、小湾、溪洛渡、糯扎渡、锦屏一级、白...

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第1章　绪论

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1.1　概述

随着中国经济的持续发展和西部大开发战略的实施,水利水电事业呈现出勃勃生机,一大批巨大型水利水电工程相继得到开发,如三峡、龙滩、小湾、溪洛渡、糯扎渡、锦屏一级、白...

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1.2　水利水电工程地质建模研究的发展与现状

三维地质建模研究最初主要是为了满足地球物理、矿业工程和油藏工程等的模拟与辅助工程设计的需要而展开的,随着水利水电工程建设的迅速发展,对水利水电工程地质三维建模与...

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1.3　基本概念

由于三维地质建模的研究和应用非常广泛,因此出现了各种各样的术语,为便于理解和阅读,综合国内外相关文献资料,并结合水利水电工程领域,对一些与本书研究主题密切关联的...

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1.3.1　三维地质建模

三维地质建模(3D Geological Modeling)又称为三维地学建模(3D Geoscience Modeling)、三维地质数字化建模等。实际上,从...

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1.3.2　地质信息三维可视化

地质信息三维可视化属于三维地质建模的后期表现过程,是指在三维地质几何模型的建立基础上,采用计算机图形技术,将几何描述以3D真实感图像的形式予以表现。三维可视化技...

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1.3.3　三维地质建模系统

三维地质建模系统是用于建立三维地质模型的计算机软件系统。一个理想的三维地质建模系统一般有以下三种类型: (1)全交互系统。地质工程师建立地层、断层等的剖面线,计...

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1.3.4　工程地质三维统一建模

工程地质三维统一建模是本书提出的一个新的术语。工程地质学是研究与工程建设有关的地质问题的科学。工程建筑与地质环境两者相互作用、相互制约,应将其作为一个统一的系统...

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1.3.5　工程地质三维分析

建立三维地质模型的目的是为了对工程地质条件进行有效的分析,为指导工程勘测、设计与施工服务。工程地质三维分析就是基于工程地质三维统一模型,通过对模型的一系列运算操...

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1.4　本书主要内容

综合以上的研究背景和国内外分析现状,本书研究的总体目标是:为分析解决大区域内复杂且不确定的地质环境、地质构造形态和地质条件等具有错综空间关系的地质信息给水利水电...

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第2章　水利水电工程地质建模关键问题分析

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2.1　三维地质建模难点分析

广义的三维地质模型可作如下描述:在野外地质勘探和室内地质资料分析的基础上,利用计算机量化(数字化)描述地质对象的几何形态、拓扑关系(地质结构体间的空间关系)和物...

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2.2　三维地质建模空间对象分析

地质空间对象的特征是三维地质建模过程中要考虑的一个重要因素。在水利水电工程地质三维建模系统中,空间对象可以分为人工对象和自然对象两大类。人工对象如大坝、地下洞室...

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2.3　三维地质建模方法分析

三维地质建模研究是当前地质学中具有挑战性的前沿课题之一,是许多地质学家和计算机专家一直探索的方向。自20世纪80年代起,学者们提出了各种方法构建三维地质模型来模...

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2.3.1　三维地质建模理论型方法

该类型方法主要思路是从三维地质建模问题中提炼相应的数学问题,试图利用数学方法建立起该问题的数学模型,进而重构整体区域的三维地质模型。主要方法有以下两类: (1)...

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2.3.2　三维地质建模应用型方法

通过对国内外大量的三维地质建模方法和实现软件包的调研分析,三维地质建模应用型方法主要可归纳为三类: (1)直接点面法。直接将原始的线状数据进行有效的分层,根据各...

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2.4　三维地质建模体系结构

经过多年来对理论方法的探讨和应用实践的检验,三维地质建模技术和方法不断得到发展,并日趋成熟,相应的三维地质建模体系结构也逐渐成型,例如,Breunig(1999...

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2.5　关键问题小结

综上所述,水利水电工程地质三维建模研究的重点和难点主要有以下三点: (1)适合于水利水电工程地质的三维数据结构问题。由于地质体的复杂性,目前常用的数据结构所建立...

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第3章　水利水电工程地质三维数据结构

三维数据结构是关于三维空间数据组织的概念和方法,反映了现实世界中空间实体的几何形态及实体间的相互关系,是三维地质建模研究和开发的基础,也是相关很多领域研究的热点...

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3.1　三维数据结构概述

自然界中的地质结构呈空间分布,地质学家在进行图件制作或者地质现象的解译时,往往要借助于空间想像,在自己的大脑中先生成一幅三维地质体的图像。然而,这种图像只是一种...

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3.1.1　基于曲面表示的数据结构

曲面可以作为一种包围三维空间的方法用于三维实体的表达,这种方法已经有30多年的历史。基于曲面表示的数据结构及模型主要有:格网结构、形状结构、面片结构、边界表示结...

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3.1.2　基于体元表示的数据结构

基于体元表示的数据结构是用体信息代替面信息来描述对象的内部,将三维空间物体抽象为一系列邻接但不交叉的三维体元的集合,其中体元是最基本的组成单元。根据体元的不同可...

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3.1.3　数据结构分析小结

根据上述分析可知,每一种数据结构都有其优缺点和适用范围。总体上来说,基于曲面表示的数据结构在表达空间对象的边界、可视化和几何变换等方面具有明显的优势,缺点是不能...

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3.2　面向水利水电工程地质的混合数据结构

工程地质的数据表达方式即数据结构是三维地质建模的基础,水利水电工程区域的地质构造复杂、信息量大、分析要求高,选择合适且真正实用的三维数据结构极为关键。根据三维数...

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3.2.1　NURBS结构

目前可获得许多自动化工具用来处理来自钻孔、平硐和剖面的输入数据,并产生密集的规则格网、拟合很好的TIN或者完整的轮廓透视图。然而,采样不充足的原始地质数据难以支...

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3.2.2　TIN模型

在三维地质建模与分析体系中,TIN主要是用来实现工程区域复杂的、不规则的地形形态由等高线到NURBS数字地形模型(Digital Terrain Model,D...

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3.2.3　BRep结构

在实体建模中,BRep结构通过其边界面来定义实体,为对象提供有效的体描述。在一个边界表示结构中,其边界可以是任意类型的有边界、可定向的自由曲面,在数据结构中,构...

《水利水电工程地质三维建模与分析理论及实践》简介

序

前言

目录

第1章　绪论

1.1　概述

1.2　水利水电工程地质建模研究的发展与现状

1.3　基本概念

1.3.1　三维地质建模

1.3.2　地质信息三维可视化

1.3.3　三维地质建模系统

1.3.4　工程地质三维统一建模

1.3.5　工程地质三维分析

1.4　本书主要内容

第2章　水利水电工程地质建模关键问题分析

2.1　三维地质建模难点分析

2.2　三维地质建模空间对象分析

2.3　三维地质建模方法分析

2.3.1　三维地质建模理论型方法

2.3.2　三维地质建模应用型方法

2.4　三维地质建模体系结构

2.5　关键问题小结

第3章　水利水电工程地质三维数据结构

3.1　三维数据结构概述

3.1.1　基于曲面表示的数据结构

3.1.2　基于体元表示的数据结构

3.1.3　数据结构分析小结

3.2　面向水利水电工程地质的混合数据结构

3.2.1　NURBS结构

3.2.2　TIN模型

3.2.3　BRep结构

《水利水电工程地质三维建模与分析理论及实践》简介

序

前言

目录

第1章 绪 论

1.1 概述

1.2 水利水电工程地质建模研究的发展与现状

1.3 基本概念

1.3.1 三维地质建模

1.3.2 地质信息三维可视化

1.3.3 三维地质建模系统

1.3.4 工程地质三维统一建模

1.3.5 工程地质三维分析

1.4 本书主要内容

第2章 水利水电工程地质建模关键问题分析

2.1 三维地质建模难点分析

2.2 三维地质建模空间对象分析

2.3 三维地质建模方法分析

2.3.1 三维地质建模理论型方法

2.3.2 三维地质建模应用型方法

2.4 三维地质建模体系结构

2.5 关键问题小结

第3章 水利水电工程地质三维数据结构

3.1 三维数据结构概述

3.1.1 基于曲面表示的数据结构

3.1.2 基于体元表示的数据结构

3.1.3 数据结构分析小结

3.2 面向水利水电工程地质的混合数据结构

3.2.1 NURBS结构

3.2.2 TIN模型

3.2.3 BRep结构

第1章　绪论

1.1　概述

1.2　水利水电工程地质建模研究的发展与现状

1.3　基本概念

1.3.1　三维地质建模

1.3.2　地质信息三维可视化

1.3.3　三维地质建模系统

1.3.4　工程地质三维统一建模

1.3.5　工程地质三维分析

1.4　本书主要内容

第2章　水利水电工程地质建模关键问题分析

2.1　三维地质建模难点分析

2.2　三维地质建模空间对象分析

2.3　三维地质建模方法分析

2.3.1　三维地质建模理论型方法

2.3.2　三维地质建模应用型方法

2.4　三维地质建模体系结构

2.5　关键问题小结

第3章　水利水电工程地质三维数据结构

3.1　三维数据结构概述

3.1.1　基于曲面表示的数据结构

3.1.2　基于体元表示的数据结构

3.1.3　数据结构分析小结

3.2　面向水利水电工程地质的混合数据结构

3.2.1　NURBS结构

3.2.2　TIN模型

3.2.3　BRep结构