三维地质建模研究：基于VTK的预处理与可视化

"这篇硕士学位论文主要探讨了在三维地质建模与可视化的背景下，如何针对rcc电路间歇振荡现象进行数据预处理，以及利用VTK（Visualization Toolkit）进行三维建模。作者徐志强在导师杨邦荣的指导下，研究了如何构建高效、真实感强、交互性强的三维地质模型。 在研究中，作者提出了四个关键问题： 1. 一致性问题：这是关于相邻切片数据轮廓线的对应关系，解决这个问题对构建三维形体的拓扑结构至关重要。 2. 三角面片构造：将形体曲面转化为由相邻轮廓线之间的三角面片组成的结构，常用算法包括最短对角线法、最大体积法、同步前进法和曲面积最小法。 3. 分支问题：在多条轮廓线对应的情况下，如何处理形体表面的分支区域，实现光滑造型。 4. 钻孔数据预处理：包括轮廓线的方向一致性调整和质心计算，确保在构建三维形体前解决预处理问题。 针对轮廓线方向一致性问题，论文提出了一种“拓扑同构凸多边形法”，通过找到轮廓线与最大外包矩形的交点来计算法向量，确保相邻轮廓线的法向量一致。同时，计算轮廓线的质心，以平移轮廓线并连接三角面片，避免因最短对角线法失败导致的圆锥面问题。 在建模技术方面，论文采用了基于VTK的三维图形引擎，利用层次架构模式减少冗余，提供通用的建模算法、图形渲染和场景管理功能。使用TIN（不规则三角网）表示三维地质实体，以提高渲染速度和计算准确性。三维交互式设计则采用了插件模式，降低了模块间的耦合度，便于系统管理。 论文实现的三维地质建模与可视化系统可以进行三维矿体建模、巷道实体建模以及三维地质数据管理，渲染速度满足实际生产需求。关键词涉及三维地质、不规则三角形、图形引擎和三维建模。" 这篇论文的研究成果对提升三维地质建模的效率和准确性具有重要意义，特别是在矿产开采和工程建设领域的应用中，能够为决策者提供更直观、真实的世界模拟，有助于提高生产效率和安全性。