地質(zhì)體三維形態(tài)分析

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 地質(zhì)體與地質(zhì)體形態(tài) 2
1.2.1 地質(zhì)體 2
1.2.2 地質(zhì)體形態(tài) 2
1.2.3 地質(zhì)體形態(tài)的表達(dá) 3
1.3 地質(zhì)體形態(tài)的傳統(tǒng)分析方法 3
1.3.1 地質(zhì)體形態(tài)的圖件分析 3
1.3.2 地質(zhì)體形態(tài)復(fù)雜度計(jì)算 6
1.3.3 地質(zhì)體形態(tài)的趨勢(shì)面分析 8
1.4 研究現(xiàn)狀與問題 8
1.5 研究思路與研究方法 9
1.5.1 研究思路 9
1.5.2 研究方法 11
參考文獻(xiàn) 13
第2章 形態(tài)分析數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 18
2.1 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基礎(chǔ) 18
2.1.1 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)簡(jiǎn)介 18
2.1.2 集合論基本概念 19
2.1.3 膨脹與腐蝕運(yùn)算 21
2.1.4 開運(yùn)算與閉運(yùn)算 22
2.2 歐氏距離變換基礎(chǔ) 23
2.2.1 歐氏距離變換概述 24
2.2.2 歐氏距離變換原理 25
參考文獻(xiàn) 27
第3章 地質(zhì)體三維建模 29
3.1 概述 29
3.2 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù) 29
3.2.1 數(shù)據(jù)需求分析 30
3.2.2 地質(zhì)數(shù)據(jù)模型建立 30
3.2.3 地質(zhì)礦產(chǎn)資料編碼數(shù)字化 34
3.2.4 綜合地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 34
3.3 地質(zhì)體線框模型建立 35
3.3.1 地質(zhì)體界線圈定 36
3.3.2 線框模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 39
3.3.3 地質(zhì)體線框模型建立 41
3.4 地質(zhì)體塊體模型建立 43
3.4.1 塊體模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 43
3.4.2 地質(zhì)體塊體模型建立 45
3.5 地質(zhì)體二值體元模型建立 47
參考文獻(xiàn) 49
第4章 地質(zhì)體三維形態(tài)分析原理與算法 50
4.1 地質(zhì)體距離場(chǎng)計(jì)算 50
4.2 地質(zhì)體趨勢(shì)形態(tài)提取 54
4.2.1 基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的趨勢(shì)形態(tài)提取算法 56
4.2.2 基于歐氏距離變換的趨勢(shì)形態(tài)提取算法 58
4.3 地質(zhì)體凹凸部分提取 59
4.4 地質(zhì)體表面形態(tài)起伏提取 61
4.5 地質(zhì)體趨勢(shì)、凹凸以及起伏程度分級(jí)提取 63
4.6 地質(zhì)體接觸面(帶)提取 65
4.7 地質(zhì)體形態(tài)幾何參數(shù)提取 66
4.7.1 地質(zhì)體表面與趨勢(shì)面體元法向量提取 66
4.7.2 地質(zhì)體表面與趨勢(shì)面間夾角提取 67
4.7.3 地質(zhì)體表面與區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)方向面間夾角提取 70
參考文獻(xiàn) 70
第5章 地質(zhì)體三維形態(tài)分析并行算法與實(shí)現(xiàn) 71
5.1 地質(zhì)體三維形態(tài)分析并行計(jì)算概述 71
5.1.1 并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)概述 71
5.1.2 基于MPI 的并行編程模型 72
5.1.3 基于MPI 的并行算法設(shè)計(jì) 74
5.1.4 基于MPI 的并行程序?qū)崿F(xiàn) 75
5.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)并行算法 77
5.2.1 腐蝕與膨脹并行算法 77
5.2.2 開運(yùn)算與閉運(yùn)算并行算法 77
5.3 三維歐氏距離變換并行算法 78
5.3.1 平面階段并行化分析與設(shè)計(jì) 79
5.3.2 垂直階段并行化分析與設(shè)計(jì) 80
5.4 地質(zhì)體三維形態(tài)分析并行算法 86
5.4.1 地質(zhì)體趨勢(shì)形態(tài)提取并行算法 86
5.4.2 地質(zhì)體表面凹凸部分提取并行算法 88
5.4.3 地質(zhì)體接觸面(帶)提取并行算法 88
5.4.4 地質(zhì)體表面形態(tài)起伏與夾角提取并行算法 89
5.5 形態(tài)分析并行程序?qū)崿F(xiàn) 91
5.5.1 并行程序編碼實(shí)現(xiàn) 92
5.5.2 基于高性能計(jì)算平臺(tái)的并行系統(tǒng) 92
5.6 形態(tài)分析并行計(jì)算效率分析 95
5.6.1 算法時(shí)間復(fù)雜度分析 95
5.6.2 并行程序?qū)嶋H執(zhí)行效率分析 99
參考文獻(xiàn) 104
第6章 基于TIN 模型的地質(zhì)體三維形態(tài)分析 106
6.1 概述 106
6.2 地質(zhì)界面的距離場(chǎng)計(jì)算 106
6.3 地質(zhì)界面的幾何形態(tài)參數(shù)提取 109
6.3.1 坡度提取 109
6.3.2 地質(zhì)界面間夾角提取 110
6.4 基于滑動(dòng)平均的地質(zhì)界面形態(tài)趨勢(shì)分析 113
6.5 基于離散光滑插值的地質(zhì)體形態(tài)趨勢(shì)分析 114
6.5.1 離散光滑插值原理 114
6.5.2 離散光滑插值求解 115
6.6 地質(zhì)界面和地質(zhì)體表面的形態(tài)起伏分析 115
6.6.1 地質(zhì)界面的形態(tài)起伏分析 115
6.6.2 地質(zhì)體表面的形態(tài)起伏分析 117
6.6.3 形態(tài)起伏分級(jí)提取算法 117
6.6.4 算法加速 118
參考文獻(xiàn) 120
第7章 顧及結(jié)構(gòu)分解的地質(zhì)界面形態(tài)趨勢(shì)分析 122
7.1 概述 122
7.2 地質(zhì)界面的多項(xiàng)式擬合 122
7.3 地質(zhì)界面的趨勢(shì)-剩余分析 123
7.3.1 地質(zhì)界面的結(jié)構(gòu)分析 123
7.3.2 地質(zhì)界面的趨勢(shì)-剩余分析 124
7.4 應(yīng)用實(shí)例 125
7.4.1 斷層面的形態(tài)模擬 125
7.4.2 斷層波狀構(gòu)造的分解 125
7.4.3 波狀構(gòu)造的分級(jí)控礦 128
參考文獻(xiàn) 130
第8章 基于柵格模型的地質(zhì)體三維形態(tài)分析實(shí)例 131
8.1 研究對(duì)象 131
8.2 應(yīng)用實(shí)例 132
8.3 討論 143
參考文獻(xiàn) 144
第9章 基于TIN 模型的地質(zhì)體三維形態(tài)分析實(shí)例 145
9.1 研究對(duì)象 145
9.2 應(yīng)用實(shí)例 145
9.3 討論 161
參考文獻(xiàn) 161