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非层状矿体空间构模与数据存储关键技术研究 [刘亚静 著] 2014年版
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- 类 别：煤矿矿产书籍
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资料介绍
非层状矿体空间构模与数据存储关键技术研究
作者：刘亚静 著
出版时间：2014年版
内容简介
《非层状矿体空间构模与数据存储关键技术研究》以非层状矿体为研究对象，首先分析了已有三维数据模型的适用性，论证了采用混合数据模型建立真三维非层状矿体模型的合理性；基于矢量一栅格一体化的建模思想，提出了重构非层状矿体的表面一体元一体化的Solid—Volume—ARTP（简称SVA）数据模型，并基于面向对象思想建立了其数据结构；以地质统计学为理论基础，详细研究了三维克里格插值建立非层状矿体块段模型的方法。然后，提出了对待估点周围信息点进行搜索的椭球扇块搜索方法，以提高插值结果的精度；提出了交叉平、剖面轮廓线相互约束的建模技术，借助控制线来辅助进行非层状矿体表面建模；研究了非层状矿体表面和块段模型相交检测和求交点的算法，可有效地实现矢栅一体化建模思想；对原有的十进制Morton编码方法进行了改进，利用多分辨率扩展八叉树模型对三维矿体模型进行压缩编码和存储，减少了系统在模型的存储空间和处理时间方面的消耗。最后，建立了三维非层状矿体构模原型系统，并在某个铁矿得到实际应用。
目录
1.1 三维GIS概述
1.1.1 二维GIS向三维GIS转变
1.1.2 三维GIS的定义
1.1.3 三维GIS的特点
1.2 三维空间数据模型分类及其在矿体建模中的应用
1.2.1 三维空间数据模型分类
1.2.2 三维空间数据模型在矿体建模中的应用
1.3 三维可视化原理与关键技术
1.3.1 三维可视化原理
1.3.2 OpenGL中创建三维图形的步骤及绘制方式
1.3.3 三维几何变换操作
1.4 三维数据压缩技术
1.5 地矿三维软件
1.5.1 国外主要地矿软件
1.5.2 国内地矿软件
1.6 问题的提出
1.7 本章小结
第2章 非层状矿体空间建模的数据模型与数据结构
2.1 非层状矿体数据模型的特征
2.1.1 非层状矿体数据模型的基本特征分析
2.1.2 非层状矿体建模的影响因素
2.2 矿体表面三维空间构模
2.2.1 2D三角网建模
2.2.2 实体法建模
2.3 基于体元模型的矿体三维空间构模
2.3.1 规则体元的矿体建模方法
2.3.2 不规则体元的矿体建模方法
2.4 基于表面一体元一体化数据模型非层状矿体空间构模
2.4.1 SVA模型的提出
2.4.2 基于SVA数据模型的矿体构模
2.4.3 SVA一体化数据模型的优点
2.5 SVA数据模型的存储
2.5.1 SVA一体化数据模型的数据结构
2.5.2 SVA一体化数据模型的压缩存储
2.6 本章小结
第3章 非层状矿体块段插值建模关键技术
3.1 三维空间数据插值方法
3.1.1 传统插值方法
3.1.2 地质统计学插值方法研究背景
3.1.3 地质统计学克里格插值方法的优点
3.2 地质统计学理论基础
3.2.1 地质统计学概述
3.2.2 区域化变量的特性
3.2.3 变差函数的确定
3.2.4 克里格插值
3.2.5 最优性检验
3.3 三维矿体块段克里格插值的步骤
3.4 建立矿体块段插值模型的关键步骤
3.4.1 钻孔样品数据离散化
3.4.2 搜索邻域点集算法
3.4.3 普通克里格矿体块段插值步骤
3.5 矿体内部块段模型的剖切和储量计算
3.5.1 矿体块段模型的剖切
3.5.2 矿体内部规则体元体积的计算
3.6 本章小结
第4章 表面一体元一体化非层状矿体建模关键技术
4.1 实体模型建立矿体表面模型的优点
4.2 基于剖面线建立矿体表面模型
4.2.1 多边形凸凹判断
4.2.2 平行轮廓线连接的基本原理
4.2.3 过中心点自动作辅助线法
4.2.4 实体模型建立矿体表面模型原理
4.3 利用改进的实体模型建立矿体表面模型
4.3.1 交叉平、剖面轮廓线建立控制线
4.3.2 带辅助线分支处理算法
4.4 表面一体元模型一体化建立矿体模型
4.4.1 相交检测规则
4.4.2 三角形和体元的关系
4.4.3 粗略相交检测
4.4.4 精确相交检测
4.4.5 ARTP体元剖分矿体边界不规则块段体元
4.5 不规则体元体积的计算
4.6 本章小结
第5章 表面-体元一体化非层状矿体数据模型的压缩存储
5.1 传统八叉树模型
5.2 三维数据编码方法
5.2.1 普通八叉树编码
5.2.2 线性八叉树编码和解码
5.2.3 深度优先编码
5.2.4 三维行程编码
5.2.5 十进制Morton编码方法
5.2.6 改进的十进制Morton压缩算法
5.3 多分辨率扩展八叉树模型
5.3.1 扩展八叉树的建模方法
5.3.2 扩展八叉树的特点
5.3.3 多分辨率八叉树
5.3.4 多分辨率扩展八又树的数据结构
5.4 八叉树的数据合并压缩存储
5.4.1 传统八叉树数据合并过程
5.4.2 多分辨率八叉树数据合并过程
5.4.3 多分辨率扩展八叉树数据合并过程
5.5 多分辨率扩展八叉树的矿体模型存储
5.5.1 矿体模型向多分辨率扩展八叉树模型的转化
5.5.2 实例分析
5.6 本章小结
第6章 系统开发与应用
6.1 系统的需求分析
6.1.1 系统的生产现状分析
6.1.2 系统的功能需求分析
6.1.3 系统的服务对象分析
6.2 系统的初步设计思路
6.2.1 2DGIS和3DGIS数据一体化
6.2.2 三维系统设计组件化
6.2.3 三维数据显示符号化
6.2.4 三维数据组织对象化
6.3 系统的总体设计
6.3.1 系统的技术路线设计
6.3.2 系统的总体结构设计
6.3.3 系统的图例库设计
6.3.4 系统的可视化交互管理设计
6.3.5 基础运算库
6.3.6 空间数据库引擎
6.4 系统的数据流程设计
6.5 系统功能模块详细设计
6.6 地质数据库特点
6.7 地质数据库表结构设计
6.8 系统功能模块设计
6.8.1 空间数据库地测数据管理子系统
6.8.2 二维图形子系统
6.8.3 矿体三维建模可视化系统
6.9 系统的特点
6.10 系统在某铁矿的应用
6.10.1 矿体的赋存情况
6.10.2 矿体模型的建立
6.10.3 模型体积和储量计算
6.11 本章小结
参考文献
作者：刘亚静 著
出版时间：2014年版
内容简介
《非层状矿体空间构模与数据存储关键技术研究》以非层状矿体为研究对象，首先分析了已有三维数据模型的适用性，论证了采用混合数据模型建立真三维非层状矿体模型的合理性；基于矢量一栅格一体化的建模思想，提出了重构非层状矿体的表面一体元一体化的Solid—Volume—ARTP（简称SVA）数据模型，并基于面向对象思想建立了其数据结构；以地质统计学为理论基础，详细研究了三维克里格插值建立非层状矿体块段模型的方法。然后，提出了对待估点周围信息点进行搜索的椭球扇块搜索方法，以提高插值结果的精度；提出了交叉平、剖面轮廓线相互约束的建模技术，借助控制线来辅助进行非层状矿体表面建模；研究了非层状矿体表面和块段模型相交检测和求交点的算法，可有效地实现矢栅一体化建模思想；对原有的十进制Morton编码方法进行了改进，利用多分辨率扩展八叉树模型对三维矿体模型进行压缩编码和存储，减少了系统在模型的存储空间和处理时间方面的消耗。最后，建立了三维非层状矿体构模原型系统，并在某个铁矿得到实际应用。
目录
1.1 三维GIS概述
1.1.1 二维GIS向三维GIS转变
1.1.2 三维GIS的定义
1.1.3 三维GIS的特点
1.2 三维空间数据模型分类及其在矿体建模中的应用
1.2.1 三维空间数据模型分类
1.2.2 三维空间数据模型在矿体建模中的应用
1.3 三维可视化原理与关键技术
1.3.1 三维可视化原理
1.3.2 OpenGL中创建三维图形的步骤及绘制方式
1.3.3 三维几何变换操作
1.4 三维数据压缩技术
1.5 地矿三维软件
1.5.1 国外主要地矿软件
1.5.2 国内地矿软件
1.6 问题的提出
1.7 本章小结
第2章 非层状矿体空间建模的数据模型与数据结构
2.1 非层状矿体数据模型的特征
2.1.1 非层状矿体数据模型的基本特征分析
2.1.2 非层状矿体建模的影响因素
2.2 矿体表面三维空间构模
2.2.1 2D三角网建模
2.2.2 实体法建模
2.3 基于体元模型的矿体三维空间构模
2.3.1 规则体元的矿体建模方法
2.3.2 不规则体元的矿体建模方法
2.4 基于表面一体元一体化数据模型非层状矿体空间构模
2.4.1 SVA模型的提出
2.4.2 基于SVA数据模型的矿体构模
2.4.3 SVA一体化数据模型的优点
2.5 SVA数据模型的存储
2.5.1 SVA一体化数据模型的数据结构
2.5.2 SVA一体化数据模型的压缩存储
2.6 本章小结
第3章 非层状矿体块段插值建模关键技术
3.1 三维空间数据插值方法
3.1.1 传统插值方法
3.1.2 地质统计学插值方法研究背景
3.1.3 地质统计学克里格插值方法的优点
3.2 地质统计学理论基础
3.2.1 地质统计学概述
3.2.2 区域化变量的特性
3.2.3 变差函数的确定
3.2.4 克里格插值
3.2.5 最优性检验
3.3 三维矿体块段克里格插值的步骤
3.4 建立矿体块段插值模型的关键步骤
3.4.1 钻孔样品数据离散化
3.4.2 搜索邻域点集算法
3.4.3 普通克里格矿体块段插值步骤
3.5 矿体内部块段模型的剖切和储量计算
3.5.1 矿体块段模型的剖切
3.5.2 矿体内部规则体元体积的计算
3.6 本章小结
第4章 表面一体元一体化非层状矿体建模关键技术
4.1 实体模型建立矿体表面模型的优点
4.2 基于剖面线建立矿体表面模型
4.2.1 多边形凸凹判断
4.2.2 平行轮廓线连接的基本原理
4.2.3 过中心点自动作辅助线法
4.2.4 实体模型建立矿体表面模型原理
4.3 利用改进的实体模型建立矿体表面模型
4.3.1 交叉平、剖面轮廓线建立控制线
4.3.2 带辅助线分支处理算法
4.4 表面一体元模型一体化建立矿体模型
4.4.1 相交检测规则
4.4.2 三角形和体元的关系
4.4.3 粗略相交检测
4.4.4 精确相交检测
4.4.5 ARTP体元剖分矿体边界不规则块段体元
4.5 不规则体元体积的计算
4.6 本章小结
第5章 表面-体元一体化非层状矿体数据模型的压缩存储
5.1 传统八叉树模型
5.2 三维数据编码方法
5.2.1 普通八叉树编码
5.2.2 线性八叉树编码和解码
5.2.3 深度优先编码
5.2.4 三维行程编码
5.2.5 十进制Morton编码方法
5.2.6 改进的十进制Morton压缩算法
5.3 多分辨率扩展八叉树模型
5.3.1 扩展八叉树的建模方法
5.3.2 扩展八叉树的特点
5.3.3 多分辨率八叉树
5.3.4 多分辨率扩展八又树的数据结构
5.4 八叉树的数据合并压缩存储
5.4.1 传统八叉树数据合并过程
5.4.2 多分辨率八叉树数据合并过程
5.4.3 多分辨率扩展八叉树数据合并过程
5.5 多分辨率扩展八叉树的矿体模型存储
5.5.1 矿体模型向多分辨率扩展八叉树模型的转化
5.5.2 实例分析
5.6 本章小结
第6章 系统开发与应用
6.1 系统的需求分析
6.1.1 系统的生产现状分析
6.1.2 系统的功能需求分析
6.1.3 系统的服务对象分析
6.2 系统的初步设计思路
6.2.1 2DGIS和3DGIS数据一体化
6.2.2 三维系统设计组件化
6.2.3 三维数据显示符号化
6.2.4 三维数据组织对象化
6.3 系统的总体设计
6.3.1 系统的技术路线设计
6.3.2 系统的总体结构设计
6.3.3 系统的图例库设计
6.3.4 系统的可视化交互管理设计
6.3.5 基础运算库
6.3.6 空间数据库引擎
6.4 系统的数据流程设计
6.5 系统功能模块详细设计
6.6 地质数据库特点
6.7 地质数据库表结构设计
6.8 系统功能模块设计
6.8.1 空间数据库地测数据管理子系统
6.8.2 二维图形子系统
6.8.3 矿体三维建模可视化系统
6.9 系统的特点
6.10 系统在某铁矿的应用
6.10.1 矿体的赋存情况
6.10.2 矿体模型的建立
6.10.3 模型体积和储量计算
6.11 本章小结
参考文献
