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目前,“三维数据场可视化”是地学三维的一个重要研究方向,而有关地下空间的三维数据场可视化则是其中的一个研究热点。本文基于地质钻井数据开展有关地下空间的三维点阵数据空间变异性分析及可视化表达研究。
本文首先通过针对地质钻井数据进行自定义分辨率转换,得到地下空间三维点阵数据;通过对于空间变异分析一般步骤与空间变异函数不同套合方法之比较,建立三维环境下等效应椭圆套合方法,并对其结果进行评价;基于不同三维点阵数据模型之比较与不同插值方法之研究,进一步提出基于套合结构的自定义分辨率Kriging插值方法;讨论了面向分析的地下三维点阵数据可视化方法,并基于VTK研究其实现方法;开发了三维点阵数据空间变异性插值建模及可视化分析系统原型。
主要工作及创新点如下:
1.详细分析地质钻井数据的不定长及离散特点,提出了具有空间变异特征的地下空间三维点阵数据(简称“地下三维点阵数据”);综合考虑矿化段数据规一化处理以及矿化晶位的承载效应,提出了“自定义分辨率三维点阵数据转换方法”,并对其进行了研究;
2.全面研究包括变异函数计算、拟合与套合在内的空间变异性分析流程;深入比较传统套和方法、无需套合的处理各向异性的方法与等效应椭圆套合法三种不同套合方法之间的差异;并在二维环境等效应椭圆套合法的基础上,通过加入三维环境下等效应椭圆生成方法,提出了“三维环境下等效应椭圆套合法”,并研究了其实现方法;
3.基于各种三维点阵数据模型与不同插值方法之比较研究,将自定义分辨率与基于套合的Kriging插值方法相结合,建立了一种“基于套和结构的自定义分辨率Kriging插值方法”;
4.研究了三维点阵数据体可视化表达一般方法;重点围绕剖面分析,选用VTK做为可视化工具,根据VTK体文件特点以及VTK提供的显示效果,研究了剖面分析与等值面分析的VTK实现方法。
5.基于以上理论与方法研究,设计了“三维点阵数据空间变异性插值建模及可视化分析系统”结构,在wxDev-C++与Microsoft Visual Studio 2005编译环境下开发实现了该系统原型。