畢業(yè)論文-基于似三棱柱的三維水文地質(zhì)體建模技術(shù)研究-文庫吧資料
2025-01-18 12:08本頁面
【正文】 相鄰平面的交線。使用平面來逼近曲面。三個頂點(diǎn)對應(yīng)的值記為 u( xi , yi )。如圖 所示 圖 規(guī)則格網(wǎng)離散點(diǎn)的生成 線性插值算法 基于三角形區(qū)域的線性插值算法如下 : 設(shè)有三角形區(qū)域 Ω 如圖 。重復(fù)（ 5）（ 6），直到搜尋結(jié)果為空，表明基準(zhǔn)點(diǎn)東北方所有各網(wǎng)點(diǎn)生成完畢，令 X = X0 – 10000； Y = Y0，開始生成第二個方向上的所有離散各網(wǎng)點(diǎn) 基于似三棱柱體的三維水文地質(zhì)體建模研究 10 （ 9） 依此生成基準(zhǔn)點(diǎn)東南、西北、西南 方向 以及東南西北方向線上的所有離散格 網(wǎng)點(diǎn)。則將點(diǎn)（ X， Y， 0）推入各網(wǎng)點(diǎn)數(shù)組，線性插值獲取z 值，更新點(diǎn)坐標(biāo)為（ X , Y ,Z） 。 （ 5） 如果搜尋結(jié)果為空，則 X = X0,Y 坐標(biāo)增加 10000 米。 可以選取一個水位地質(zhì)鉆孔離散點(diǎn)作為起始點(diǎn)，采取延展法向四個方向擴(kuò)充加密點(diǎn)。格網(wǎng)點(diǎn)的生成原則應(yīng)遵循如下 兩 點(diǎn)： （ 1） 考慮到研究區(qū)域范圍，點(diǎn)與點(diǎn)的間距定為 10 公里，即 10000 米。這一步驟，是為了 得到規(guī)則的含水層分層界面DEM 規(guī)則格網(wǎng)。 為了方便 后續(xù)要進(jìn)行的地下水流模型數(shù)值計(jì)算過程中， 在 根據(jù)規(guī)則格網(wǎng)的點(diǎn)進(jìn)一步做內(nèi)插 加密 操作 時 ， 應(yīng)將代表地下水位監(jiān)測井和開采井的離散點(diǎn)納入加密點(diǎn)集合中 。因此就需要對整個研究區(qū)域做插值處理。 最終生成的三角網(wǎng)效果如圖 所示： 圖 分層界面的 Delaunay 三角網(wǎng)生成 基于似三棱柱體的三維水文地質(zhì)體建模研究 9 4 基于三角形區(qū)域的線性插值 由于每一層的離散點(diǎn)個數(shù)較少且分布不均勻。 TIN 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是：三角網(wǎng)中包含的其實(shí)是每一個三角形的索引，每個三角形包 含了三個有向邊的索引，有向邊包含了兩個離散點(diǎn)的索引。此時所有的點(diǎn)都已經(jīng)納入到三角網(wǎng)中。重復(fù)步驟（ 3）（ 5）。找到該夾角最大的離散點(diǎn)，形成新的三角形，并將該三角形推入數(shù)組。如果可擴(kuò)展，將與該邊共三角形而不共邊的那個點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。 （ 3） 對于三角網(wǎng)數(shù)組中的三角形 k，遍歷其每一個邊。該屬性值為 1 表示該邊只為一個三角形的邊，如果為 2，則表示為兩個三角 形的公共邊。 將第一個三角形推入 TIN 三角網(wǎng)數(shù)組。 （ 2） 遍歷剩下的所有點(diǎn)，搜尋與基邊兩端點(diǎn)連線組成夾角最大的點(diǎn)。 采用三角網(wǎng)生長算法得地層界面三角網(wǎng)。 基于似三棱柱體的三維水文地質(zhì)體建模研究 8 建模時各分層界面上的離散點(diǎn)，實(shí)際上為鉆孔的原始采樣點(diǎn)、與各地層的交點(diǎn)以及內(nèi)插點(diǎn)。 DTIN 的生成算法很多，包括分治算法、三角網(wǎng)生長法、逐點(diǎn)插入法等。對于 TIN 模型來說， Delaunay 三角網(wǎng)在地形擬合方面表現(xiàn)得最為出色。 三角形生成算法 含水層分層界面可以采用 TIN 方法來進(jìn)行建模。 //第二邊索引 long L2。 //三角形索引號 long L0。 //邊終點(diǎn)索引 int useCount。 （ 2） 有向邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) Class Cline { Int id //有限變索引號 long p0。 //所屬含水層種類 int zkBelong。基于此拓?fù)潢P(guān)系，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下： （ 1） 點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) Class CPoint { Int id //點(diǎn)索引 號 float x y z。 基于似三棱柱體的三維水文地質(zhì)體建模研究 6 圖 三維水文地質(zhì)鉆孔建模 基于似三棱柱體的三維水文地質(zhì)體建模研究 7 3 分層界面 三角網(wǎng)（ TIN） 三角網(wǎng)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 三角網(wǎng)由一系列的三角形單元組成，每一個三角形由可拆解為三個有向邊。如圖 所示。 } （ 5）將每一層對應(yīng)的的含水層編號賦給分段圓柱，最終形成 VTK 可識別的規(guī)則格網(wǎng)數(shù)據(jù)文件。 Index = i + kIndex + jIndex。 x[0] = radius * cos(theta) + x0。 i 10 。 //計(jì)算圓周 半徑 jIndex = j * dim[0]。 j 2 。 （ 3）對于每一個圓柱分段 ki，獲取層底圓周面中心點(diǎn)位置坐標(biāo)， (x0,y0,z0 – aBore. hydroDepth [ki])。 （ 2）對于每一個 鉆孔對象，分段數(shù) k = ； 圓周擬合數(shù) i 需要手動指定，可以設(shè)置為 10；另外還需要指定圓周半徑 rMax 和 rMin。 生成時首先需要確定鉆孔的分段數(shù)，也即包含的含水層層數(shù) k，之后指定 圓柱體的圓周擬合數(shù) i，該擬合數(shù)決定了圓柱體圓周的圓滑程度。 表 含水層編號 含水層編號 含水層名稱 0 潛水含水層 1 第一隔水層 2 第一承壓含水層 3 第二隔水層 4 第二承壓含水層 5 第三隔水層 基于似三棱柱體的三維水文地質(zhì)體建模研究 5 6 第三承壓含水層 7 第四隔水層 8 第四承壓含水層 9 第五隔水層 每一個水文地質(zhì)鉆孔是由一系列的分段圓柱擬合而成的，每一個分段圓柱對應(yīng)于一種含水層介質(zhì)。為了便于管理，自上往下依次編號為 0、 9。 水文地質(zhì)鉆孔建模方法 為了區(qū)分出不同含 水層之間的隔水層，將潛水含水層和第一承壓含水層之間的隔水層記為第一隔水層，依此往下分別記作第二隔水層、第三隔水層、第四隔水層和第五隔水層。 //包含含水層的種類 vectorfloathydroDepth。 //鉆孔深度 int layerNumber。 //鉆孔編號 double[3] positionCoord。 鉆孔數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的水文地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)包含鉆孔的位置信息、含水層信息 ，以及鉆孔編號信息。 規(guī)則格網(wǎng)數(shù)據(jù)模型，即結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
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