基于Delaunay剖分的三维地质建模与可视化研究

摘要

三维地质建模及其可视化是当今地学领域研究的热点问题之一,其中复杂地质体几何表面建模是实现三维地质建模及其可视化的基本步骤。本文通过研究复杂地质体几何表面建模整体流程中的曲面求交、曲面分割和裁剪、曲面缝合、曲面统一输出等步骤的基本理论和实现方法,改进了曲面剖分过程中相关算法和可视化设计方案。
　　 本文在研究Delaunay剖分和限定Delaunay剖分的基础上,以逐点插入法为理论依据,对原有的Delaunay剖分算法和限定Delaunay剖分算法进行了优化,优化以后的限定Delaunay剖分不再限制与交线相关的待调整三角形的个数,减少了剖分曲面中不符合Delaunay剖分准则的三角形数目。针对剖分过程中应用Kriging插值估计待插值点的值出现负权的情况,在原有算法的基础上,利用二次凸规划和提出的一类修正的DFP算法,求解了克里金方程的非负加权系数,修正以后的算法减少了迭代次数,从而加快计算速度。通过对三维可视化的分析,给出复杂地质体三维可视化软件的总体设计方案,完成三维可视化过程中一些重要元素的设计,例如色谱管理类、数据管理类和三维图像显示控制类等,并基本实现地质体的离散点、层位网格和插值结果的三维立体显示。