地质构造三维可视化模型探讨 - 地质与勘探.PDF

第 37 卷 　第 4 期 地质与勘探 Vol . 37 　No . 4 2001 年 7 月 　　　　　　　　　　　　GEOLOGY AND PROSPECTIN G 　　　　　　　　　　　　 July ,2001 地质构造三维可视化模型探讨 1 2 1 1 曹代勇 ,李青元 ,朱小弟 ,周云霞 ( 1. 中国矿业大学 ,北京 　100083 ;2 . 中国测绘科学研究院 ,北京 　100039) [摘 　要]地质构造的三维可视化技术包括数学建模和可视化显示两方面 。建立地质构造三维可视 化模型的典型方法包括三维规则网格法 、TIN 表面法 、四面体法以及综合法 。针对地质构造模型中断层 处理的特殊性 ,提出了基于 TIN 表面法的局部法和整体法两种处理技术 。将地质构造三维模型的可视 性归纳为 5 种方式 。 [ 关键词]地质构造 　三维地质模型 　可视化 ( ) [ 中图分类号]P548 　[文献标识码]A 　[文章编号]0495 - 5331 2001 04 - 0060 - 03 图形API 予以实现 。上述进展为建立地质构造三维 1 　地质构造的形态特征与三维可视化 可视化模型奠定了基础 。 ( 地质构造的形态学具有“数”产状 、规模等构造 ) ( ) 2 　建立地质构造三维可视化模型的典型方法 要素 和“形”空间形态 等两种基本表达形式 ,任何 复杂的地质构造总是可以抽象为点、线 、面等几何元 地质构造三维可视化模型具有三维地质体数学 素的集合[ 1 ,2 ] ,从而使我们可以在空间坐标系中对 建模的共性 。有多种方法可以建立三维地质构造模 其进行三维形态描述和数学分析[3 ] 。科学可视化 型的数学模型 ,常用三维规则网格法 、TIN 表面法 、 (Visualization in Scientific Computering) 是 20 世纪 80 四面体法 、以及综合法 。 年代后期随着计算机图形学应用的拓广而发展起来 2 . 1 　三维规则网格法 的一个新的研究分支 ,受其推动 ,地质信息的可视化 三维规则网格法是将研究空间剖分为多个规则 成为 90 年代地学领域的研究前缘[2 ,4 ] 。地质信息的 的网格 ,然后用相应的网格描述地质体 。该方法是 三维可视化是指以适当的数据结构建立地质特征的 二维规则网格法在三维空间中的延伸 ,针对被规则 数学模型 ,采用计算机 图形技术将数学描述 以 3D 剖分的空间 ,可以建立简单的数据结构和运用简单 真实感图像的形式予以表现 。三维可视化技术对于 的算法 。三维规则网格法的特点是简单 ,不足之处 地质构造研究十分重要 。三维可视化模型能够形象 是巨大的数据集和计算工作量 。 地表达地质构造的“真实”形态特征以及构造要素的 2 . 2 　TIN 表面法 空间关系 ,结合三维 GIS 的信息处理和空间分析功 TIN ( Triangular Irregular Networks) 法是一种利用 能 ,可以使地质构造分析更为直观 、准确 ,为地质构