基于VTK的三维地质体建模与可视化研究-巷道体算法实现

"基于VTK的三维地质体建模与可视化系统研究" 这篇硕士学位论文主要探讨了在VKT（Visualization Toolkit）环境下实现三维地质体建模与可视化的技术。作者徐志强在计算机应用技术专业，由导师杨邦荣指导，完成了这项研究。论文中详细介绍了如何利用VTK图形工具包来构建一个高效、真实感强并具有实时交互能力的三维地质建模与可视化系统。 在三维建模方面，论文提到了巷道体算法的实现，这一算法主要用于模拟矿井中的巷道结构。巷道体的建模采用了中线加断面的方法，即首先根据巷道中线在世界坐标系中建立中线，然后在中线节点的局部坐标系中生成巷道断面数据，通过坐标变换将这些数据转换到世界坐标系，最终用相邻断面的对应点连接成三角网格，完成巷道体的构建。这个过程涉及到局部坐标系的确定，一般采用与中线形成正交框架的方法，通过中线上的三个点计算出互相垂直的向量N、B和T，建立右手坐标系，以便确保巷道断面平行于XY平面。 论文还提到了一种不规则三角网（TIN）技术，用于表示三维地质实体。TIN结构能够提升渲染速度和实体运算的准确性，尤其适用于复杂地形和地质结构的建模。此外，系统采用了层次结构与插件方式相结合的架构设计，以降低模块间的耦合度，便于系统管理和扩展。三维图形引擎基于VTK的层次架构，提供了通用的建模算法、图形渲染和场景管理接口，减少了重复开发工作。 在交互设计上，论文采用插件模式，使得用户可以灵活地与三维模型进行交互，满足了实时性和灵活性的需求。所研究的系统不仅能够实现三维矿体建模，还包含了三维巷道实体建模功能，以及三维地质数据的管理。在渲染速度方面，该系统能够适应实际生产环境的需求。 关键词：三维地质、不规则三角形、图形引擎、三维建模 这篇论文的核心内容在于利用VTK进行三维地质建模，包括巷道体的布尔运算实现、局部坐标系的建立、TIN结构的使用以及系统架构设计，旨在提升地质建模的效率和真实性，同时提供良好的交互体验。