三维地质建模方法及程序实现PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 三维地质建模的方法体系 1

1.3 三维地质建模方法的研究现状 3

1.3.1 地质建模基础理论研究 3

1.3.2 多源数据处理方法研究 3

1.3.3 复杂地质界面与地质特征的模拟方法研究 4

1.3.4 空间数据模型与拓扑表示方法研究 4

1.3.5 建模系统的研制 4

第2章 三维空间数据模型 5

2.1 三维空间数据模型的概念 5

2.2 拓扑空间及其性质 5

2.2.1 欧氏空间Rn上点集的拓扑 5

2.2.2 非欧氏空间X上点集的拓扑 7

2.2.3 映射与同胚 7

2.2.4 流形实体 8

2.3 流形实体的体素划分 8

2.3.1 n维体素（n-cell） 9

2.3.2 n维单纯形（n-simplex） 9

2.3.3 n维单复纯复形（n-complex） 10

2.3.4 体素划分 10

2.3.5 关联与邻接 11

2.3.6 同构体素划分 11

2.4 三维地质模型的表示方法 12

2.4.1 线框表示模型 12

2.4.2 边界表示模型 14

2.4.3 体元表示模型 15

2.5 空间数据模型实例——三维无缝地质模型 15

2.5.1 三维无缝地质模型与几何元素的定义 15

2.5.2 几何连续条件 17

2.5.3 无缝地质模型的拓扑描述与相容条件 18

2.5.4 地质相容条件 19

2.5.5 三维无缝地质模型的数据结构 19

2.6 本章小结 21

第3章 平面三角剖分与网格优化方法 22

3.1 概述 22

3.2 点集的三角剖分方法 23

3.2.1 点集的Delaunay三角剖分方法 23

3.2.2 贪心算法 33

3.2.3 周培德算法 34

3.3 区域的三角剖分方法 36

3.3.1 推进波前法 36

3.3.2 区域的Delaunay三角剖分 46

3.4 平面闭合环搜索与多边形三角剖分方法 49

3.4.1 平面闭合环搜索 49

3.4.2 简单多边形三角剖分 51

3.5 平面三角网格的优化方法 52

3.5.1 网格光顺 52

3.5.2 拓扑优化 61

3.6 本章小结 66

第4章 插值方法 67

4.1 概述 67

4.2 克立格（Kriging）方法 67

4.2.1 区域变量与变差函数 68

4.2.2 简单克立格法 72

4.2.3 普通克立格法 74

4.2.4 泛克立格法 80

4.3 离散光滑插值（DSI）方法 87

4.3.1 DSI问题 87

4.3.2 粗糙度函数 88

4.3.3 线性约束与违反度函数 90

4.3.4 DSI方程及其解 91

4.3.5 DSI方程的迭代求解 92

4.3.6 常见约束的数学表达 93

4.3.7 DSI方法插值地质界面 94

4.3.8 DSI方法的程序实现 97

4.4 本章小结 101

第5章 地质界面的模拟 102

5.1 地质界面的类型 102

5.1.1 连续与非连续界面 102

5.1.2 单值与多值界面 102

5.2 连续型单值地质界面的模拟方法 103

5.2.1 散乱数据直接插值曲面 103

5.2.2 含陡坎界面模拟 106

5.2.3 台阶状界面模拟 108

5.3 非连续型单值地质界面的模拟方法 110

5.3.1 概述 110

5.3.2 裁剪曲面方法 110

5.3.3 整体重构方法 111

5.4 连续型多值地质界面的模拟方法 114

5.4.1 DSI动态插值重构三维曲面 114

5.4.2 系列轮廓线重构三维曲面 118

5.5 小结 122

第6章 曲线曲面求交方法 123

6.1 三角曲面求交方法 123

6.1.1 三角曲面相交特性 123

6.1.2 三角曲面求交的分割法 132

6.1.3 三角曲面求交的网格法 135

6.1.4 三角曲面求交的等值线法 137

6.1.5 三角曲面上交线段追踪方法 137

6.2 界线求交方法 142

6.2.1 界线的相交特性 142

6.2.2 空间线段对求交算法 142

6.2.3 界线的求交算法 144

6.3 本章小结 144

第7章 实体建模方法 146

7.1 无缝地质建模方法 146

7.1.1 无缝地质建模的基本原理 146

7.1.2 线框架的创建方法 147

7.1.3 界面的编辑与重构 149

7.1.4 简单块体搜索方法 151

7.1.5 地质剖面的生成方法 152

7.1.6 地质模型向计算模型的转化 152

7.2 断面建模方法 153

7.2.1 断面建模的基本思想 153

7.2.2 创建抽象地质剖面 154

7.2.3 创建剖面线轮廓及其对应关系 155

7.2.4 相邻剖面上简单弧的对应关系 157

7.2.5 相邻剖面线轮廓的连接 158

7.2.6 相邻剖面线轮廓连接的校正机制 159

7.3 映射建模方法 160

7.3.1 映射建模的基本思想 160

7.3.2 连续型层状地质体映射建模 161

7.3.3 非连续型层状地质体映射建模 162

7.4 本章小结 165

第8章 实体建模应用实例 166

8.1 某水电站坝址区三维地质建模 166

8.1.1 坝址区地质概况 166

8.1.2 建模内容 167

8.1.3 建模过程 167

8.1.4 模型展示 170

8.2 新集能源八里塘煤矿井田三维地质建模 171

8.2.1 矿区地质概况 171

8.2.2 建模范围与模型概化 173

8.2.3 主要建模过程 173

8.2.4 模型展示 174

8.3 新集能源杨村煤矿井田三维地质建模 175

8.3.1 矿区地质概况 176

8.3.2 建模范围与模型概化 178

8.3.3 主要建模过程 179

8.3.4 模型展示 180

8.4 本章小结 181

参考文献 182