速度掃描方法研究畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-25 16:26 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 包括塊段模型，四面體模型，三棱柱模型等。塊段模型 是用若干個(gè)大小相等的立方體（根據(jù)實(shí)際需要確定小立方體的規(guī)格），用這些小立方體表示出真實(shí)地下模型的方法。塊段模型常用八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和建立模型，大概方法就是通過(guò)外接八個(gè)子立方體，在對(duì)八個(gè)子立方體繼續(xù)進(jìn)行八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)分解，直到所有的子立方體為空或者為滿(mǎn)停止。這種模型的建立比較簡(jiǎn)單，容易理解，但是對(duì)于邊界問(wèn)題不能完美解決。四面體模型是用若干四面體還原地下地質(zhì)模型的方法，用小四面體的集合來(lái)表示形體。如果要使用四面體模型需要先解決邊界問(wèn)題，將地質(zhì)體邊界用三角曲面表示，再進(jìn)行四面體剖分建立出四面體模型。三棱柱模型是用若干小的三棱柱組合來(lái)表示地下地質(zhì)體的方法，對(duì)于層狀地質(zhì)體，三棱柱模型能夠較好的表示出來(lái)，給物探工作者以更直觀的感受。167。、塊體、網(wǎng)格．1拓?fù)潢P(guān)系 從地質(zhì)學(xué)角度看，拓?fù)浼吹刭|(zhì)對(duì)象間相互關(guān)系，包括地層與地層之間的關(guān)系、斷層與斷層的關(guān)系以及斷層與地層之間的關(guān)系。它可以由解釋建模人員在建模過(guò)程中設(shè)定。只有拓?fù)潢P(guān)系正確才能形成正確的三維模型。．2塊體塊體是由切割曲面封閉的空間體積，它是具有相同沉積特征和構(gòu)造控制背景的點(diǎn)集。模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)存儲(chǔ)封閉塊體的曲面或子曲面信息，通過(guò)對(duì)曲面或子曲面的查詢(xún)以確定地下某一點(diǎn)屬于哪個(gè)塊體。．3網(wǎng)格包括規(guī)則網(wǎng)格和非規(guī)則網(wǎng)格。地層足夠平緩和光滑時(shí)，使用規(guī)則網(wǎng)格就能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格和地層幾何與拓?fù)湔_，但存在斷層時(shí)，網(wǎng)格與封閉塊體的區(qū)域并不一致。地質(zhì)建模中非規(guī)則網(wǎng)格通常指經(jīng)Delaunay三角剖分后的三角形集合組成的平面網(wǎng)格或四面體網(wǎng)格{3}。167。本章簡(jiǎn)單的描述了一下三維地質(zhì)建模模型的元素，從最初離散的點(diǎn)數(shù)據(jù)開(kāi)始，連接線段，構(gòu)建曲面，通過(guò)拓?fù)潢P(guān)系確定真實(shí)的地下地質(zhì)情況，通過(guò)塊體和網(wǎng)格的研究，建立出準(zhǔn)確的地下地質(zhì)模型。為接下來(lái)的建模工作打下理論基礎(chǔ)，進(jìn)而為物探工作者以后的野外工作打下基礎(chǔ)。接下來(lái)我將對(duì)三維地震地質(zhì)建模的關(guān)鍵主要技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。第二章 平面三角剖分和網(wǎng)格優(yōu)化建立三維地震地質(zhì)模型時(shí)，網(wǎng)格化是模擬地下地質(zhì)界面的必須工作，現(xiàn)在有三角網(wǎng)格化和四邊形網(wǎng)格化兩種方法，其中又以三角網(wǎng)格化比較常用，三角網(wǎng)格化技術(shù)也稱(chēng)為三角剖分，將一些離散的地震數(shù)據(jù)點(diǎn)劃分成一個(gè)三角形網(wǎng)格。現(xiàn)在也已經(jīng)發(fā)明了很多三角剖分算法，如貪心算法、周培德算法以及Delaunay三角剖分。本文講主要講述Delaunay三角剖分。無(wú)論用那種方法，劃分的網(wǎng)格并不是最好的，最合理的，這時(shí)如果進(jìn)行網(wǎng)格優(yōu)化的話，會(huì)使網(wǎng)格質(zhì)量提升，讓物探工作者能更容易使用三維模型。167。．1Delaunay三角剖分Delaunay三角剖分作為目前公認(rèn)的最優(yōu)三角剖分方法，是因?yàn)樗奶匦詻Q定的：（1） 最小內(nèi)角最大化特性：Delaunay三角剖分要求剖分的三角形內(nèi)角都盡量大一些，兩個(gè)三角形共邊的話，其中相對(duì)的兩個(gè)小的內(nèi)角盡量大一些，向等邊三角形靠近。（2） 外接圓特性：因?yàn)槿切蔚娜齻€(gè)點(diǎn)可以確定一個(gè)圓，如果存在一個(gè)點(diǎn)在那個(gè)圓里面的話，則這個(gè)三角形是不完美的，需要將第四個(gè)點(diǎn)與其相對(duì)點(diǎn)連接形成新的三角形，直到所有的三角形外接圓內(nèi)都沒(méi)有其他點(diǎn)為止。根據(jù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程，生成Delaunay三角網(wǎng)的各種算法可分為三種：分治算法，逐點(diǎn)插入法，三角網(wǎng)生長(zhǎng)法{4}。（1）分治算法 將分治算法思想應(yīng)用于生成Delaunay三角網(wǎng)，遞歸地分割點(diǎn)集，直至子集中只包含三個(gè)點(diǎn)而形成三角形，然后自下而上地逐級(jí)合并生成最終的三角網(wǎng)。（2）三角網(wǎng)生長(zhǎng)法三角網(wǎng)生長(zhǎng)算法的思路是，先找出點(diǎn)集中相距最短的兩點(diǎn)連接成為一條Delaunay邊，然后按Delaunay三角網(wǎng)的判別法則找出包含次邊的Delaunay三角形的另一端點(diǎn)，依次處理所有新生成的邊，直至最終完成。下面是我主要學(xué)習(xí)了的逐點(diǎn)插入法，運(yùn)用Lawson算法，先構(gòu)建一個(gè)Delaunay三角形，將想要插入的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)插入到這個(gè)三角形中。進(jìn)行優(yōu)化處理讓其滿(mǎn)足Delaunay三角網(wǎng)要求。具體方法就是：，這個(gè)三角形需要滿(mǎn)足待插入的點(diǎn)在三角形內(nèi)部。（1）若Q在三角形內(nèi)部，將Q與其他三個(gè)點(diǎn)相連，并刪除已知的三角形X形成三個(gè)新的三角形。（2）Q在三角形X的一條邊上，但不在頂點(diǎn)上，把Q與X的三個(gè)頂點(diǎn)中與Q相對(duì)的那個(gè)頂點(diǎn)相連，這樣將構(gòu)成兩個(gè)新的共邊的三角形，將新生成的兩個(gè)三角形加入Delaunay三角網(wǎng)，刪除三角形X。（3）如果新的點(diǎn)在三角形X頂點(diǎn)上，即Q點(diǎn)與三角形X上的一點(diǎn)重合，這樣就不需要處理，進(jìn)行接下來(lái)的操作。事實(shí)上，點(diǎn)集中存在兩個(gè)點(diǎn)在一個(gè)位置的話，算作一個(gè)點(diǎn)就可以了。，主要原則是滿(mǎn)足外接圓特性，即用優(yōu)化的方法使三點(diǎn)確定的圓內(nèi)不包含第四個(gè)點(diǎn)，如果存在第四個(gè)點(diǎn)，則交換對(duì)角線，讓交換好的兩個(gè)三角形都滿(mǎn)足外接圓特性。如果四點(diǎn)共圓的話，是否交換對(duì)角線不影響空外接圓特性，要考慮最小角最大化特性。盡量讓最小角最大化來(lái)判斷是否需要交換邊。 ，從網(wǎng)格中刪除不需要的三角形，最終得到的網(wǎng)格就是Delaunay三角網(wǎng)格。對(duì)于區(qū)域Delaunay三角剖分也是以點(diǎn)集Delaunay三角剖分為基礎(chǔ)的，只是需要進(jìn)行布點(diǎn)和邊界離散，將區(qū)域轉(zhuǎn)化為點(diǎn)集的形式。在剖分區(qū)域內(nèi)插入點(diǎn)，并將內(nèi)外邊界離散成一系列的小線段。在經(jīng)過(guò)與點(diǎn)集Delaunay三角剖分一樣的處理，最后進(jìn)行邊界處理，將多余不存在的三角形刪除。達(dá)到剖分的目的，為接下來(lái)的建模打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。．2其他三角剖分方法 貪婪法即通過(guò)分級(jí)處理的方式得到某種度量意義下的最優(yōu)解，是一種比較直接的設(shè)計(jì)技術(shù)。一般由貪婪法解決的問(wèn)題的一般特征是有n個(gè)輸入以及一組約束條件。任一滿(mǎn)足約束條件的輸入子集稱(chēng)為可行解，所以其可行解由這n個(gè)輸入的某個(gè)子集組成。滿(mǎn)足約束條件的子集可能不止一個(gè)，故可行解并不唯一。為了比較可行解的優(yōu)劣，事先也給出一些標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)一般以函數(shù)或變量的形式給出，稱(chēng)為目標(biāo)函數(shù)或目標(biāo)變量。能夠使目標(biāo)函數(shù)或目標(biāo)變量達(dá)到極值的可行解，稱(chēng)為最優(yōu)解。貪婪法設(shè)計(jì)算法的特點(diǎn)是一步步地進(jìn)行，根據(jù)某個(gè)優(yōu)化測(cè)度，每一步都要保證能獲得局部
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