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论文中文题名:

 基于WebGL的煤系地层三维地质体建 模及可视化开发研究    

姓名:

 易家伟    

学号:

 20210226071    

保密级别:

 公开    

论文语种:

 chi    

学科代码:

 085215    

学科名称:

 工学 - 工程 - 测绘工程    

学生类型:

 硕士    

学位级别:

 工程硕士    

学位年度:

 2023    

培养单位:

 西安科技大学    

院系:

 测绘科学与技术学院    

专业:

 测绘工程    

研究方向:

 智慧矿山    

第一导师姓名:

 马庆勋    

第一导师单位:

 西安科技大学    

论文提交日期:

 2023-06-15    

论文答辩日期:

 2023-06-07    

论文外文题名:

 Development of WebGL-based 3D geological modeling and visualization of coal strata    

论文中文关键词:

 WebGL ; JavaScript ; 最小曲率算法 ; 地质体模型 ; 三维可视化    

论文外文关键词:

 WebGL ; JavaScript ; Minimum Curvature Algorithms ; Geological Models ; 3D Visualization    

论文中文摘要:

随着当前国家智能化矿山建设大力发展,智能地质保障成为制约领域发展的瓶颈,煤系地层的三维模型构建是其中的核心问题而广受关注。传统的三维地质体可视化软件大多停留在C/S(客户机/服务器)模式,使用时不仅需要下载相应插件,还需要手动更新模型,难以满足地质信息快速传递的要求。基于B/S(浏览器/服务器)模式的Web端可视化技术的发展为三维模型可视化提供了新途径,使得在大多数浏览器中可以直接查看三维模型而无需下载插件成为可能,这对地质模型信息的快速分发与利用具有重要意义。本文结合已有研究基础,在此技术领域进行了探索研究,完成主要工作如下:

(1)使用四种插值算法对实验区域的地层进行了插值模拟,根据插值算法的精度评价,选择最小曲率算法的插值结果开展三维地质体建模工作,根据插值数据构建 TIN 表面三角网模型,完成初始模型构建。根据地质素描数据包含的煤厚,煤层产状,揭露断层等信息修正煤层模型,在Web端实现对断层构造模型的渲染,将修正后的煤层模型替换初始模型中的煤层模型,得到研究区修正模型,使用修正模型进行可视化开发。

(2)将修正模型缓存发布到SuperMap iServer服务器中,生成模型REST服务的URL地址,使用前端Vue开发技术调用URL地址,在浏览器中实现模型可视化功能。通过WebGL技术实现了平移、旋转、放大、缩小和属性显示等多种交互功能的开发,通过Vue调用数据库中钻孔数据信息完成钻孔数据的可视化展示效果。针对三维模型切割问题,本文基于 Weiler-Atherton 裁剪算法思想设计了一种适用于 Web端三维模型切割方法,并通过可视化平台实现。

(3)完成基于WebGL 技术的煤系地层三维可视化实验系统研发工作,所实现的地质体三维模型渲染效果,在Windows系统下分别在Edge浏览器、谷歌浏览器和360浏览器下验证了实验系统的跨平台性和运行性能。

论文外文摘要:

With the vigorous development of national intelligent mine construction, intelligent geological guarantee has become a bottleneck restricting the development of the field, and the construction of three-dimensional models of coal strata is the core problem and has attracted widespread attention. Most of the traditional 3D geological visualization software stays in C/S (client/server) mode, and it is not only necessary to download the corresponding plug-in, but also to manually update the model, which is difficult to meet the requirements of rapid transmission of geological information. The development of web-based visualization technology based on B/S (browser/server) mode provides a new way for 3D model visualization, making it possible to view 3D models directly in most browsers without downloading plug-ins, which is of great significance for the rapid distribution and utilization of geological model information. Based on the existing research foundation, this paper conducts exploration and research in this technical field, and the main work completed is as follows:

(1) Four interpolation algorithms were used to simulate the strata in the experimental area, and the interpolation results of the minimum curvature algorithm were selected to carry out the 3D geological body modeling work according to the accuracy evaluation of the interpolation algorithms, and the TIN surface triangular network model was constructed based on the interpolation data to complete the initial model construction. The coal seam model is modified according to the information of coal thickness, coal seam production and exposed faults contained in the geological sketch data, and the rendering of the fault structure model is realized in the Web terminal. The modified coal seam model is replaced by the coal seam model in the initial model to obtain the modified model of the study area, and the modified model is used for visualization development.

(2) The cache of the revised model was published to the SuperMap iServer server, the URL address of the model REST service was generated, and the URL address was called using the front-end Vue development technology to realize the model visualization function in the browser. The development of various interactive functions such as pan, rotate, zoom in, zoom out and attribute display is realized through WebGL technology, and the visualization display effect of drilling data is completed by calling the drilling data information in the database through Vue. For the problem of 3D model cutting, this paper designs a 3D model cutting method based on the idea of Weiler-Atherton cropping algorithm for the Web side and implements it through the visualization platform.

(3) The experimental system of 3D visualization of coal strata based on WebGL technology was developed and the rendering effect of the 3D model of geological body was verified in Edge browser, Google Chrome and 360 browser under Windows system.

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中图分类号:

 TD1    

开放日期:

 2023-06-15    

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