基于各向异性IDW插值的三维地质精细模型构建

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq3248893
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着二十一世纪城市化进程中透明化需求的不断涌现,三维地质模型的构建逐渐成为了研究的重点。三维空间插值作为地质模型展现地下空间的重要途径和方法,丰富了建模所需的数据基础,也展现了地理空间的结构特性。但传统插值算法在保证插值精度的前提下难以对地质空间的区域特征进行有效的描述,且单一插值算法的使用无法获得各地层的最佳拟合结果。针对这一问题,本文提出了一种IDW(Inverse Distance Weighted)插值的各向异性化方法。该方法首先通过纵向补齐构建虚拟钻孔以模拟较短钻孔的深层信息,然后通过优化搜索参数实现了预测重心的转移,分析了区域内的各向异性特征。在此基础上,本文提出了标志点的概念,通过“膨胀”与“塌缩”提升了区域各向异性特征的表达自由度。为了验证方法的有效性,本文采用交叉验证将本文方法与常用插值算法进行比较,逐层分析了各算法的区域适应性,然后采用误差最小的方法对各地层进行插值加密。最后,通过对三维空间数据模型的优劣性进行比较分析,选取规则体元分裂模型进行模型构建,并基于Three.js实现了三维地质模型的可视化表达。实验表明,本文提出的各向异性IDW插值具备良好的区域自适应性,在保证插值精度的同时能够有效表达区域内的地层起伏情况。围绕各向异性IDW插值的实现,本文主要从以下几个方面展开研究:(1)针对数据源单一情况下部分钻孔深层信息缺失的问题,本文提出了钻孔纵向补齐的方法,利用IDW插值在纵向上构建虚拟钻孔,模拟了深层信息。在此基础上,利用交叉验证对比补齐前后钻孔的插值精度,分析结果对于后续模型构建的影响。(2)为解决传统IDW插值精度不足、区域特征表达程度不够的问题,本文调整了邻域搜索方式与参考点选取对象,通过参数的组合变换分析了区域内的各向异性特征。然后,本文利用“膨胀”与“塌缩”实现了标志点的位置转换,在改善算法精度的同时进一步提升了区域特征表达的自由度和区域适应性。(3)在对常用插值算法的优劣性进行深刻剖析后,本文将各向异性IDW插值与其他算法进行比较分析,展现了本文方法对于各类地层结构特征的良好适应性。结合交叉验证的结果,本文采用误差最小的算法对各地层进行插值加密,借助三角网与规则体元分裂模型完成了三维地质模型的构建。(4)为验证方法的有效性,本文利用Three.js实现了三维模型的可视化,在不需要插件的情况下完成了模型的构建与地质的分析。
其他文献
聚乳酸(PLA)是一种代表性的生物基生物可降解聚酯,可在生物医疗和包装等领域替代石油基的不可降解塑料。在PLA中添加氮化硼纳米片(BNNS)可提高其导热性,拓展其应用领域。然而,PLA/BNNS纳米复合材料的结晶速率较低,在注塑成型时通常得到非晶制品,导致成型困难,制品耐温性能差。因此,如何提高PLA/BNNS纳米复合材料的结晶速率是一个亟待解决的关键问题。本论文通过添加增塑剂聚乙二醇(PEG)和
学位
在全球汽车持有量不断增加以及能源紧缺、环境污染的背景下,汽车轻量化是降低燃油消耗、提升电动汽车续航里程的重要途径。随着汽车轻量化向主承力或次承力结构件发展,连续碳纤热塑性复合材料以其高强度、可回收、成型效率高等优势,而成为轻量化结构化的首选材料。然而,连续碳纤复合材料在成型复杂几何结构件时,却面临着纤维随模铺覆性、铺层优化设计以及热压成型纤维起皱、撕裂等缺陷问题,传统的测绘仿制或等代设计等逆向设计
学位
发展对紫外线具有屏蔽作用的膜层是避免紫外辐照危害、提升抗辐照性能的重要手段。一维光子晶体(1DPhC)是不同折射率材料在一个方向上呈周期性排列的结构,具有对光波的选择性反射特性,因而在紫外防护方面极具应用潜力。针对在空天、国防等领域广为应用的透明件,探索发展具有高紫外屏蔽、高可见光透过的新型1DPhC紫外防护膜层,对于提升透明件辐照防护性能、拓展制品应用领域具有重要的研究意义和工程价值。本文基于1
学位
随着化石能源危机的不断加剧和环境污染的日益严峻,人们迫切需要一种可再生、可持续、环保的能源收集方式。摩擦纳米发电机(TENG)可以将自然界中无处不在的机械能便捷地转化为电能。然而,高性能摩擦纳米发电机(TENG)所用的摩擦材料通常存在成本较高、加工设备昂贵、工艺复杂、无法规模化生产、环境友好性差等问题,本论文通过改进绿色的超临界二氧化碳(scCO2)发泡技术,制备了一种以热塑性聚氨酯(TPU)发泡
学位
当前高等师范院校已成为教师人才培养的中坚力量,直接决定着基础教育阶段的教师素质,而当下高师院校的师范教育过于重视师范生的学科知识和教学能力的发展,忽视了对其思维和观念的培养,使得师范生缺乏一定的科学素养和人文精神。因此,通识教育成为师范生培养过程中不可或缺且亟待改进的重要途径。科学的社会性特征不仅意味着在科学活动中考虑社会要素,而且主张在社会活动中结合科学属性,因此能够帮助当下高师院校审视师范生通
学位
近年来的气候变化与剧烈的人类活动导致黄河流域径流量逐年减少,下游河道泥沙淤积现象严重,水沙资源不能实现高效持续的开发利用。在有限的水资源情况下,借助于中下游梯级水库的调度,不仅可以实现水沙资源的高效利用,也可以改善下游河道的泥沙淤积。以往的河道输沙问题主要借助于一维河道演进模型进行计算,尽管精度最高,但是在处理多工况、反映水库多目标优化调度及其对下游河道输沙的即时性影响时具有一定的局限性,因此,本
学位
民宿是当今旅游住宿行业当中正在迅速发展的新力量,近二十年来受到了游客的青睐,民宿的发展不仅促进了住宿业的多元化选择,而且对当地经济发展和文化传播也产生了重要影响。从作者专业的角度出发,结合本人在旅行和住宿方面的一些经验,萌生了本课题。在经过一段时间的沉淀后,有些民宿能够持续发展,获得盈利,而有一些民宿已经门可罗雀、无人问津。事实上,获得成功发展的民宿都与当地的文化进行了一定程度上的呼应,本课题的目
学位
随着中国城市化进程加快,城市轨道交通的建设得到了快速发展。城市轨道交通的发展为人民生活带来了便利,同时也带来了新的环境污染问题。目前在城市轨道交通建设中,隧道多采用盾构法施工,盾构法施工将会产生大量的废弃泥浆,废弃泥浆的产生、运输及存储会给城市环境带来巨大的影响。如何对其进行有效的脱水固化处理,是减少其在运输或存储过程中环境污染的关键。目前有诸多学者对废弃泥浆的脱水技术进行了研究,但由于不同地区地
学位
吸塑成型是将塑料片材加热变软后,采用真空吸附于模具表面,冷却后成型的一种工艺。在吸塑成型过程中塑料材料受剪切和拉伸的共同作用,在一些高应变区域表现出复杂非线性流变特征。正确描述聚合物流变行为是开展吸塑成型仿真的前提,为后续优化成型工艺、模具结构,避免产品缺陷,掌握聚合物成型规律提供科学依据。为了准确描述聚合物熔体在成型过程中的复杂流变行为,本文开展了高弹态耐冲击聚苯乙烯(HIPS)流变学研究,分析
学位
高聚物防渗墙是一种针对土质堤坝的防渗加固技术,具有施工快捷、防渗性能好和力学性能优良等诸多优点,因而得到了广泛的应用。但由于防渗墙材料与土体特性不同,荷载作用下的材料界面往往是结构的“薄弱环节”,在荷载作用下必然会发生两种材料的变形差异,而堤坝坝顶往往兼具交通承载功能,交通荷载影响下会进一步加剧这种变形差异,可能会使材料界面产生裂缝,导致堤坝挡水功能不能充分发挥,安全受到威胁,故而对高聚物与堤坝土
学位