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第1章 绪论1

1.1 三维GIS概述1

1.1.1 二维GIS向三维GIS转变1

1.1.2 三维GIS的定义1

1.1.3 三维GIS的特点2

1.2 三维空间数据模型分类及其在矿体建模中的应用3

1.2.1 三维空间数据模型分类3

1.2.2 三维空间数据模型在矿体建模中的应用7

1.3 三维可视化原理与关键技术12

1.3.1 三维可视化原理13

1.3.2 OpenGL中创建三维图形的步骤及绘制方式17

1.3.3 三维几何变换操作19

1.4 三维数据压缩技术21

1.5 地矿三维软件23

1.5.1 国外主要地矿软件23

1.5.2 国内地矿软件29

1.6 问题的提出32

1.7 本章小结34

第2章 非层状矿体空间建模的数据模型与数据结构35

2.1 非层状矿体数据模型的特征35

2.1.1 非层状矿体数据模型的基本特征分析35

2.1.2 非层状矿体建模的影响因素36

2.2 矿体表面三维空间构模37

2.2.1 2D三角网建模37

2.2.2 实体法建模38

2.3 基于体元模型的矿体三维空间构模40

2.3.1 规则体元的矿体建模方法40

2.3.2 不规则体元的矿体建模方法42

2.4 基于表面-体元一体化数据模型非层状矿体空间构模48

2.4.1 SVA模型的提出48

2.4.2 基于SVA数据模型的矿体构模53

2.4.3 SVA一体化数据模型的优点57

2.5 SVA数据模型的存储57

2.5.1 SVA一体化数据模型的数据结构57

2.5.2 SVA一体化数据模型的压缩存储61

2.6 本章小结63

第3章 非层状矿体块段插值建模关键技术64

3.1 三维空间数据插值方法64

3.1.1 传统插值方法65

3.1.2 地质统计学插值方法研究背景66

3.1.3 地质统计学克里格插值方法的优点68

3.2 地质统计学理论基础69

3.2.1 地质统计学概述69

3.2.2 区域化变量的特性69

3.2.3 变差函数的确定70

3.2.4 克里格插值77

3.2.5 最优性检验79

3.3 三维矿体块段克里格插值的步骤80

3.4 建立矿体块段插值模型的关键步骤82

3.4.1 钻孔样品数据离散化82

3.4.2 搜索邻域点集算法84

3.4.3 普通克里格矿体块段插值步骤86

3.5 矿体内部块段模型的剖切和储量计算87

3.5.1 矿体块段模型的剖切88

3.5.2 矿体内部规则体元体积的计算90

3.6 本章小结91

第4章 表面-体元一体化非层状矿体建模关键技术92

4.1 实体模型建立矿体表面模型的优点92

4.2 基于剖面线建立矿体表面模型94

4.2.1 多边形凸凹判断94

4.2.2 平行轮廓线连接的基本原理95

4.2.3 过中心点自动作辅助线法98

4.2.4 实体模型建立矿体表面模型原理98

4.3 利用改进的实体模型建立矿体表面模型100

4.3.1 交叉平、剖面轮廓线建立控制线102

4.3.2 带辅助线分支处理算法103

4.4 表面-体元模型一体化建立矿体模型104

4.4.1 相交检测规则104

4.4.2 三角形和体元的关系105

4.4.3 粗略相交检测106

4.4.4 精确相交检测107

4.4.5 ARTP体元剖分矿体边界不规则块段体元109

4.5 不规则体元体积的计算113

4.6 本章小结114

第5章 表面-体元一体化非层状矿体数据模型的压缩存储115

5.1 传统八叉树模型115

5.2 三维数据编码方法116

5.2.1 普通八叉树编码116

5.2.2 线性八叉树编码和解码117

5.2.3 深度优先编码119

5.2.4 三维行程编码119

5.2.5 十进制Morton编码方法120

5.2.6 改进的十进制Morton压缩算法123

5.3 多分辨率扩展八叉树模型125

5.3.1 扩展八叉树的建模方法125

5.3.2 扩展八叉树的特点126

5.3.3 多分辨率八叉树127

5.3.4 多分辨率扩展八叉树的数据结构127

5.4 八叉树的数据合并压缩存储129

5.4.1 传统八叉树数据合并过程130

5.4.2 多分辨率八叉树数据合并过程130

5.4.3 多分辨率扩展八叉树数据合并过程131

5.5 多分辨率扩展八叉树的矿体模型存储132

5.5.1 矿体模型向多分辨率扩展八叉树模型的转化132

5.5.2 实例分析134

5.6 本章小结134

第6章 系统开发与应用136

6.1 系统的需求分析136

6.1.1 系统的生产现状分析136

6.1.2 系统的功能需求分析137

6.1.3 系统的服务对象分析138

6.2 系统的初步设计思路139

6.2.1 2DGIS和3DGIS数据一体化139

6.2.2 三维系统设计组件化140

6.2.3 三维数据显示符号化141

6.2.4 三维数据组织对象化142

6.3 系统的总体设计145

6.3.1 系统的技术路线设计145

6.3.2 系统的总体结构设计146

6.3.3 系统的图例库设计148

6.3.4 系统的可视化交互管理设计150

6.3.5 基础运算库150

6.3.6 空间数据库引擎152

6.4 系统的数据流程设计155

6.5 系统功能模块详细设计158

6.6 地质数据库特点166

6.7 地质数据库表结构设计167

6.8 系统功能模块设计170

6.8.1 空间数据库地测数据管理子系统170

6.8.2 二维图形子系统171

6.8.3 矿体三维建模可视化系统173

6.9 系统的特点177

6.10 系统在某铁矿的应用178

6.10.1 矿体的赋存情况178

6.10.2 矿体模型的建立178

6.10.3 模型体积和储量计算185

6.11 本章小结186

参考文献187