前言

第1章 緒論

    1.1 虛擬地質建模與可視化的含義

    1.2 虛擬地質建模與可視化的重要意義

    1.3 國內外研究現狀與發展趨勢

        1.3.1 三維地質模型設計

        1.3.2 三維地質建模體繫結構

        1.3.3 可視化設計環境

        1.3.4 應用進展

        1.3.5 面臨的關鍵難題

    1.4 虛擬地質建模與可視化繫統設計

        1.4.1 設計目標

        1.4.2 虛擬地質環境組成

        1.4.3 繫統體繫結構

第2章 數學基礎與理論方法

    2.1 基本原理

        2.1.1 基本概念

        2.1.2 基本幾何定義

        2.1.3 相關準則

    2.2 基本幾何算法

        2.2.1 幾何定位

        2.2.2 凸殼

        2.2.3 Voronoi圖

        2.2.4
二維Delaunay三角化

        2.2.5 Delaunay四面體化

    2.3 實體集合運算

        2.3.1 Boolean運算

        2.3.2 曲面求交運算

    2.4 空間插值方法

        2.4.1 三次樣條插值函數

        2.4.2 B樣條函數曲線及曲面插值

        2.4.3 反向距離加權插值

        2.4.4 Kriging插值

        2.4.5 離散光滑插值

        2.4.6 神經網絡插值

第3章 空間數據模型

    3.1 空間數據模型基礎

        3.1.1 空間數據模型

        3.1.2素定義

    3.2 空間數據模型分類

    3.3 模型設計方法

        3.3.1 線框表達模型

        3.3.2 表面表達模型

        3.3.3 實體模型

        3.3.4 混合模型

    3.4 地質體空間幾何模型

        3.4.1實體模型

        3.4.2 斷層數學模型

        3.4.3 褶皺幾何模型

    3.5 空間屬性模型

第4章 基於多源數據集成的三維地質建模

    4.1 概述

        4.1.1 基於剖面的建模

        4.1.2 基於層面的建模

    4.2 體繫結構

    4.3 地質數據特點及分類

        4.3.1 地質數據特點

        4.3.2 地質數據分類

        4.3.3 數據處理策略

    4.4 多源數據集成技術

        4.4.1 集成技術的方式

        4.4.2 多源數據集成流程

        4.4.3 面向源集成

        4.4.4 面向對像集成

        4.4.5 多源數據集成實例

    4.5 實體建模方法

        4.5.1 基本方法概述

        4.5.2 基於對像的空間幾何模型

        4.5.3
基於體分割的多層次三維拓撲模型

        4.5.4 三維建模設計策略

    4.6 空間信息質量檢測模型

        4.6.1 概述

        4.6.2 質量檢測模型設計

        4.6.3 不確定性分析

        4.6.4 數據的不完整性

        4.6.5 邏輯的不一致性

        4.6.6 誤差檢測與分析校正

        4.6.7 質量標準與評估

        4.6.8 實例分析

第5章 虛擬地質模擬環境設計與實現

    5.1 虛擬現實繫統特征

    5.2 模擬環境架構

        5.2.1 硬件環境

        5.2.2 軟件環境

    5.3 可視化技術方法

        5.3.1 可視化的含義

        5.3.2
三維地質模型可視化的表現形式

        5.3.3 虛擬環境中可視化設計流程

        5.3.4 數據場可視化方法

        5.3.5
面向特征的駕馭式可視化方法

    5.4 場景渲染技術

        5.4.1 渲染技術概述

        5.4.2 光照模型

        5.4.3 透明度設計

        5.4.4 紋理映射

    5.5 模擬方法

        5.5.1 虛擬地質場景中模擬方法

        5.5.2 靜態模擬

        5.5.3 動態模擬

        5.5.4 實時繪制

    5.6 檢測技術

        5.6.1 踫撞檢測技術

        5.6.2 片斷測試技術

    5.7 交互式體繫結構

        5.7.1 交互式體繫結構框架

        5.7.2
面向對像的交互式圖形編輯工具

        5.7.3 空間交互式體插值技術

        5.7.4
面向對像的空間數據選擇和拾取設計方案

        5.7.5 虛擬漫遊交互設計

第6章 空間地質數據可視化分析

    6.1 基本方法概述

    6.2 立體剖面及柵狀圖的計算與表示

        6.2.1 計算方法

        6.2.2 空間切割類型

        6.2.3 算法實現

    6.3 開挖操作與分析

        6.3.1 開挖應用需求分析

        6.3.2 基於SSI的開挖算法

        6.3.3 基於四面體的開挖算法

    6.4 等值線及其填充分析方法

        6.4.1 由等高線提取DEM模型

        6.4.2 根據網格模型產生等值線

    6.5 三維空間體積與儲量計算

        6.5.1 常規儲量計算方法

        6.5.2 體積計算方法

        6.5.3 基於地質體模型的儲量計算

    6.6 空間數據分層查詢結構

        6.6.1 分層查詢結構框架

        6.6.2 多維數據庫設計

        6.6.3 查詢方法

    6.7 多維數據分析

第7章 繫統設計與實現

    7.1 繫統設計策略

    7.2 繫統體繫結構

    7.3 繫統功能模塊

        7.3.1 空間數據處理

        7.3.2 實體建模設計

        7.3.3 可視化設計

        7.3.4 空間數據分析

        7.3.5 專業模型接口

    7.4 空間類庫設計方法

        7.4.1 空間類體繫結構

        7.4.2 空間對像類

        7.4.3 數學模型支撐類

        7.4.4 模型構建與應用類

        7.4.5 圖形類

        7.4.6 主調模塊及輔助類

    7.5 類的設計

        7.5.1 類及其關聯類圖

        7.5.2 類的繼承與派生

    7.6 算法研究與分析

        7.6.1 算法概述

        7.6.2 多值面網格模型的生成算法

        7.6.3 區域遞歸分割算法

        7.6.4 可變三角化算法

    7.7 接口設計

        7.7.1 用戶接口

        7.7.2 外部接口

        7.7.3 內部接口

    7.8 繫統出錯處理

    7.9 繫統環境與性能

        7.9.1 繫統環境

        7.9.2 繫統性能

第8章 GeoSIS三維地質建模可視化繫統研發與應用

    8.1 GeoSIS建模流程

    8.2 研究區域概況

    8.3 區內地質特征

        8.3.1 地層特征

        8.3.2 構造特征

        8.3.3 水繫特征

    8.4 數據結構及其預處理

        8.4.1 鑽孔數據

        8.4.2 地質邊界

        8.4.3 DEM數據

        8.4.4 斷層數據

        8.4.5 褶皺數據

        8.4.6 層面數據

        8.4.7 剖面CAD設計

        8.4.8 輔助數據

    8.5 三維地質模型構建

        8.5.1 多源數據集成與處理

        8.5.2 層面模型建立

        8.5.3 實體模型重構

    8.6 三維模型空間分析與應用

        8.6.1 三維地質模型一體化顯示

        8.6.2 空間信息分析

        8.6.3 空間信息查詢

    8.7 典型案例分析

        8.7.1 地質勘探區

        8.7.2 礦區

        8.7.3 油田區

第9章 GeoGSS地下水模擬可視化設計

    9.1 應用背景

    9.2 繫統可視化設計方法

    9.3 繫統開發環境

    9.4 典型案例分析

第10章 GeoUSS地下水滲流場模擬可視化繫統研發與應用

    10.1 繫統體繫架構

        10.1.1 地下水動態仿真環境

        10.1.2 地下水仿真流程

        10.1.3 關鍵算法

    10.2 基本原理與方法

        10.2.基函數

        10.2.2 流速計算

        10.2.3 流徑點坐標計算

    10.3 地下水滲流場動態模擬

        10.3.1 虛擬開采條件下流場模擬

        10.3.2 地下水水位動態模擬

        10.3.3 特征提取

        10.3.4 流線生成與動態跟蹤

    10.4 數據管理

        10.4.1 拓撲結構

        10.4.2 存取管理模式

    10.5 三維動態可視化分析與發布

        10.5.1 VR可視化分析

        10.5.2 三維Web發布

    10.6 典型案例分析

        10.6.1 數據集成與管理

        10.6.2 水文地質模型導入與重構

        10.6.3 可視化分析與預測

參考文獻

彩圖