地質體三維形態(tài)分析

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 地質體與地質體形態(tài) 2
1.2.1 地質體 2
1.2.2 地質體形態(tài) 2
1.2.3 地質體形態(tài)的表達 3
1.3 地質體形態(tài)的傳統(tǒng)分析方法 3
1.3.1 地質體形態(tài)的圖件分析 3
1.3.2 地質體形態(tài)復雜度計算 6
1.3.3 地質體形態(tài)的趨勢面分析 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 13
第2章 形態(tài)分析數(shù)學基礎 18
2.1 數(shù)學形態(tài)學基礎 18
2.1.1 數(shù)學形態(tài)學簡介 18
2.1.2 集合論基本概念 19
2.1.3 膨脹與腐蝕運算 21
2.1.4 開運算與閉運算 22
2.2 歐氏距離變換基礎 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 27
第3章 地質體三維建模 29
3.1 概述 29
3.2 地質數(shù)據(jù)庫 29
3.2.1 數(shù)據(jù)需求分析 30
3.2.2 地質數(shù)據(jù)模型建立 30
3.2.3 地質礦產資料編碼數(shù)字化 34
3.2.4 綜合地質數(shù)據(jù)庫的建立 34
3.3 地質體線框模型建立 35
3.3.1 地質體界線圈定 36
3.3.2 線框模型的數(shù)據(jù)結構 39
3.3.3 地質體線框模型建立 41
3.4 地質體塊體模型建立 43
3.4.1 塊體模型的數(shù)據(jù)結構 43
3.4.2 地質體塊體模型建立 45
3.5 地質體二值體元模型建立 47
參考文獻 49
第4章 地質體三維形態(tài)分析原理與算法 50
4.1 地質體距離場計算 50
4.2 地質體趨勢形態(tài)提取 54
4.2.1 基于數(shù)學形態(tài)學的趨勢形態(tài)提取算法 56
4.2.2 基于歐氏距離變換的趨勢形態(tài)提取算法 58
4.3 地質體凹凸部分提取 59
4.4 地質體表面形態(tài)起伏提取 61
4.5 地質體趨勢、凹凸以及起伏程度分級提取 63
4.6 地質體接觸面(帶)提取 65
4.7 地質體形態(tài)幾何參數(shù)提取 66
4.7.1 地質體表面與趨勢面體元法向量提取 66
4.7.2 地質體表面與趨勢面間夾角提取 67
4.7.3 地質體表面與區(qū)域應力場方向面間夾角提取 70
參考文獻 70
第5章 地質體三維形態(tài)分析并行算法與實現(xiàn) 71
5.1 地質體三維形態(tài)分析并行計算概述 71
5.1.1 并行計算機體系結構概述 71
5.1.2 基于MPI 的并行編程模型 72
5.1.3 基于MPI 的并行算法設計 74
5.1.4 基于MPI 的并行程序實現(xiàn) 75
5.2 數(shù)學形態(tài)學并行算法 77
5.2.1 腐蝕與膨脹并行算法 77
5.2.2 開運算與閉運算并行算法 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計 79
5.3.2 垂直階段并行化分析與設計 80
5.4 地質體三維形態(tài)分析并行算法 86
5.4.1 地質體趨勢形態(tài)提取并行算法 86
5.4.2 地質體表面凹凸部分提取并行算法 88
5.4.3 地質體接觸面(帶)提取并行算法 88
5.4.4 地質體表面形態(tài)起伏與夾角提取并行算法 89
5.5 形態(tài)分析并行程序實現(xiàn) 91
5.5.1 并行程序編碼實現(xiàn) 92
5.5.2 基于高性能計算平臺的并行系統(tǒng) 92
5.6 形態(tài)分析并行計算效率分析 95
5.6.1 算法時間復雜度分析 95
5.6.2 并行程序實際執(zhí)行效率分析 99
參考文獻 104
第6章 基于TIN 模型的地質體三維形態(tài)分析 106
6.1 概述 106
6.2 地質界面的距離場計算 106
6.3 地質界面的幾何形態(tài)參數(shù)提取 109
6.3.1 坡度提取 109
6.3.2 地質界面間夾角提取 110
6.4 基于滑動平均的地質界面形態(tài)趨勢分析 113
6.5 基于離散光滑插值的地質體形態(tài)趨勢分析 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 地質界面和地質體表面的形態(tài)起伏分析 115
6.6.1 地質界面的形態(tài)起伏分析 115
6.6.2 地質體表面的形態(tài)起伏分析 117
6.6.3 形態(tài)起伏分級提取算法 117
6.6.4 算法加速 118
參考文獻 120
第7章 顧及結構分解的地質界面形態(tài)趨勢分析 122
7.1 概述 122
7.2 地質界面的多項式擬合 122
7.3 地質界面的趨勢-剩余分析 123
7.3.1 地質界面的結構分析 123
7.3.2 地質界面的趨勢-剩余分析 124
7.4 應用實例 125
7.4.1 斷層面的形態(tài)模擬 125
7.4.2 斷層波狀構造的分解 125
7.4.3 波狀構造的分級控礦 128
參考文獻 130
第8章 基于柵格模型的地質體三維形態(tài)分析實例 131
8.1 研究對象 131
8.2 應用實例 132
8.3 討論 143
參考文獻 144
第9章 基于TIN 模型的地質體三維形態(tài)分析實例 145
9.1 研究對象 145
9.2 應用實例 145
9.3 討論 161
參考文獻 161