基于Web3D的地质信息可视化研究

摘要

空间信息可视化技术的发展，为地质学各个领域的研究提供了一个新的方法和研究平台，为解决各种地质问题开辟了一个新的研究方向。虚拟现实是21世纪计算机信息科学研究的热点之一，网络的普及被认为是划时代的第三次革命，人们对信息的需求越来越多。如何通过网络在Web中实时获取地质三维可视化信息，本文针对这一课题进行了探索和研究。 本文首先分析了地质信息的表现形式，根据在研的市科委项目“城市地质信息三维可视化关键技术研究”的成果，结合现有的地质空间数据库，构建网络检索地质数据信息接口。然后阐述了地质数据的建模方法，把离散的地质信息数据通过插值算法，构建出地质岩层的三维模型，同时提出统一化建模方法，实现地上和地下的模型同时显示。再次，介绍在Web中实现地层数据三维可视化的核心技术，3D XML和XML一样作为网络的数据交换文件，在Web服务器端根据用户请求的数据动态创建3DXML文档，客户端浏览器下载并显示文档内容，允许用户交互操作。最后，作者根据探索实践给出一个在Web中实现数据可视化的解决方案。 作者采用面向对象的分析方法来剖析各个分析阶段的问题，最终探索一条在Web3D中实现数据可视化的途径，构建这样一个系统平台的原型。地质数据的采集和处理建立在原有方式和空间数据库之上，作为原有系统的扩展系统，建模算法理论取自前人的成果，本文的重点是如何把地质数据按照建模算法来创建3DXML文档，以及如何在Web3D中显示和互操作3DXML文档，构建数据-3DXML-Web3D基础平台。

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第一章绪论

1.1数据可视化

1.2研究现状及工作创新

1.2.1国内外地质信息可视化研究现状

1.2.2本文工作和创新

1.3课题的目的和研究内容

第二章地质信息可视化建模技术

2.1数据内插加密方法

2.2数据模型

2.3统一的模型构建

第三章在Web中构建地质信息可视化的关键技术

3.1使用3D XML描述地质数据

3.1.1 3D XML简述

3.1.2使用3D XML描述地层模型

3.2构模的关键算法

3.2.1克里金插值算法

3.2.2四叉树改进的基于凸壳技术的TIN算法

3.3 Web3D地质信息可视化服务器端技术

3.3.1数据库安全技术

3.3.2服务器端3DXML解析技术

第四章地质信息可视化前的数据组织

4.1地质数据的存在形式

4.2地质信息的数字化

4.3空间信息管理平台

4.3.1空间数据库平台的需求和设计原则

4.3.2空间数据库的结构

4.3.3管理程序的功能和接口

第五章Web3D可视化系统的实现

5.1技术路线

5.2系统框架

5.3原型系统的UML模型

5.4系统实现

第六章结论与展望

6.1论文的研究成果

6.2进一步研究方向

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢