面向數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的三維引擎關(guān)鍵技術(shù)研究

畢明麗

（長春工程學(xué)院吉林省長春130061）

面向數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的三維引擎關(guān)鍵技術(shù)研究

畢明麗

（長春工程學(xué)院吉林省長春130061）

在進(jìn)行數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的過程中，三位引擎為其工作的開展提供了更加直觀、科學(xué)的便利以及交互技術(shù)，提高了數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的效率，本文基于數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的三位引擎關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究與分析。

數(shù)字地質(zhì)；三位引擎技術(shù)；調(diào)查

1　面向數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的三維引擎技術(shù)的論述

在開展數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的過程中，從二維到三維的數(shù)字化過渡一直是研究的重點(diǎn)，而三維引擎技術(shù)很好的解決了這一問題，在應(yīng)用三維引擎技術(shù)的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)資料的有效集成，將所搜集到的資料完美的反映在數(shù)字模型之中，并以三維效果的方式展現(xiàn)地址結(jié)構(gòu)的特征，進(jìn)行實(shí)際需求的儲量、估算以及空間分析等。

在應(yīng)用三維GIS技術(shù)的時(shí)候能夠較為真實(shí)的描述地質(zhì)體，利用投影技術(shù)將三維物體投射到二維設(shè)備智商，但是在使用二維技術(shù)進(jìn)行相關(guān)工作的時(shí)候必然會出現(xiàn)精度以及變形的問題，但是二維GIS技術(shù)在應(yīng)用的時(shí)候也具有一個(gè)優(yōu)勢，二維GIS技術(shù)在處理海量數(shù)據(jù)的時(shí)候可以應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲和空間分析方式，在城市管理、地圖導(dǎo)航以及地質(zhì)調(diào)查方面有很多的優(yōu)勢，在應(yīng)用三維GIS技術(shù)的時(shí)候基本不存在二維GIS技術(shù)的缺陷，主要是因?yàn)槿SGIS技術(shù)增加了維度，作為三位引擎技術(shù)的底層支持平臺，三維GIS技術(shù)在應(yīng)用的時(shí)候獲得了就系統(tǒng)性以及效率的保證，通過三維可視化的模式繪制三維模型，可以直接實(shí)現(xiàn)與用戶的交互對接，在可視化的基礎(chǔ)上影響系統(tǒng)用戶的直接體驗(yàn)，加強(qiáng)了系統(tǒng)用戶的需求體驗(yàn)。

在使用三位引擎技術(shù)的過程中，數(shù)字地質(zhì)調(diào)查已經(jīng)能夠做到覆蓋整個(gè)礦產(chǎn)資源的調(diào)查全過程，并對調(diào)查所得的內(nèi)容進(jìn)行模擬、評估以及展示，從而實(shí)現(xiàn)移動GIS和終端GIS的對接，基本實(shí)現(xiàn)了在數(shù)據(jù)層面上的數(shù)據(jù)池的技術(shù)，為之后與數(shù)字模型進(jìn)行銜接奠定了良好的基礎(chǔ)。

2　現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型的比較分析

2.1基于面元的三維數(shù)據(jù)模型

在應(yīng)用基于面元的三維數(shù)據(jù)模型的時(shí)候主要是借助地“面”來表示和描述地質(zhì)結(jié)構(gòu)，也就是采用微小面來進(jìn)行表達(dá)的工作，在利用這一模型結(jié)構(gòu)的時(shí)候，最大的優(yōu)點(diǎn)就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單易懂，快速可視化的數(shù)據(jù)操作以及維護(hù)為數(shù)字地質(zhì)的調(diào)查帶來了較大的便利，但是總體來說，在應(yīng)用面元三維數(shù)據(jù)模型的過程中存在著就空間分析的缺陷，不能針對數(shù)字地質(zhì)的具體對象實(shí)現(xiàn)對內(nèi)部屬性描述的功能。

2.2基于體元的三維數(shù)據(jù)模型

在使用基于體元的三維數(shù)據(jù)模型的時(shí)候，所采用的方法是從不同的面元模型入手的，也就是在使用的過程中要充分的考慮屬性表達(dá)的問題，將提對象分割成更多小的體元來進(jìn)行模擬地質(zhì)數(shù)據(jù)的表達(dá)，組成的元素規(guī)則也會有所不同。

2.3基于混合表示的三維數(shù)據(jù)模型

基于面元的空間模型在使用的時(shí)候有所側(cè)重，重點(diǎn)傾向于比表面層次的表達(dá)，也就是說在進(jìn)行空間分析的時(shí)候缺乏一定的優(yōu)勢，在使用基于體元的空間模型的時(shí)候，重點(diǎn)的表達(dá)對象是空間對象實(shí)體，對于空間情況的分析也具有較高的水平，但是整體的應(yīng)用效率較低，同時(shí)對于存儲空間的要求也比較的高，并且其中存在著兩種主要的混合方式，其一是兩種模型連接在一起共同表達(dá)數(shù)據(jù)，另一種混合方式是進(jìn)行數(shù)據(jù)融合之后進(jìn)行數(shù)據(jù)模型表達(dá)。

3　數(shù)字地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域的對數(shù)據(jù)模型的要求

3.1具有多維通用性

地質(zhì)調(diào)查在開展工作的過程中主要是面向眾多的地質(zhì)現(xiàn)象，在進(jìn)行調(diào)查的時(shí)候，所涉及到的地質(zhì)現(xiàn)象以及地質(zhì)信息的種類是多種多樣的，具有信息量大、信息復(fù)雜的特征，因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查的時(shí)候一定要確保所有的數(shù)據(jù)都是能夠?qū)崿F(xiàn)的有效連接，包括使用移動GIS、二維GIS、三維GIS技術(shù)的時(shí)候，構(gòu)建數(shù)據(jù)模型的時(shí)候一定要注意要求模型具有多維通用性的特征，確保地質(zhì)數(shù)據(jù)能夠高效的結(jié)合二三維的優(yōu)勢，

3.2具有較為完善的空間關(guān)系

在進(jìn)行數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的時(shí)候，一定要確保能夠建立有效的空間數(shù)據(jù)，這樣方便對地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的分析和利用，數(shù)據(jù)的空間關(guān)系指的是地質(zhì)之間地理實(shí)體之間的空間特性，在進(jìn)行這方面研究的時(shí)候重點(diǎn)之一就是拓補(bǔ)關(guān)系的研究，拓補(bǔ)關(guān)系指的是空間對象與層級對象之間的臨接、關(guān)聯(lián)以及包含的關(guān)系，由于二維GIS缺少了維度的支持，使得數(shù)據(jù)之間的相對關(guān)系比較的簡單，只能描述簡單的對象關(guān)系，但是在應(yīng)用三維GIS的時(shí)候，可以根據(jù)數(shù)據(jù)模型的不同定義建立起不同的拓補(bǔ)關(guān)系，可以根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)分析的需求選擇合適的關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)基本元素之間的連通、包含以及臨接的關(guān)系。

3.3具有復(fù)雜地址結(jié)構(gòu)描述的能力

針對數(shù)字地質(zhì)的調(diào)查以及研究，數(shù)據(jù)模型在設(shè)置地質(zhì)條件的時(shí)候具有一定的復(fù)雜性，例如在處理斷層地質(zhì)的數(shù)據(jù)的情況下，在面對這類復(fù)雜數(shù)據(jù)的時(shí)候，一定要科學(xué)的構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，選擇有利于工作人員科研工作開展的工作層面進(jìn)行決定，確保數(shù)據(jù)具有較高的完整性，并形成對數(shù)據(jù)模型的整體表達(dá)模式，為之后復(fù)雜的數(shù)據(jù)地質(zhì)的調(diào)查工作描述能力創(chuàng)設(shè)一個(gè)良好的條件。

4　結(jié)語

地質(zhì)調(diào)查主要涵蓋了地質(zhì)對象的所有現(xiàn)象的調(diào)查，在進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)的時(shí)候，最重要的就是要開展基礎(chǔ)的調(diào)查工作，對種類豐富、復(fù)雜的信息種類進(jìn)行高效率的處理，并對其中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)、統(tǒng)一的描述、組織、管理以及處理，使得數(shù)字地質(zhì)的調(diào)查研究有所側(cè)重，并重點(diǎn)的解決其中遇到的難點(diǎn)問題，使得數(shù)字地質(zhì)的處理工作更加的科學(xué)，研究更加的深入，基于上述這些內(nèi)容，本文分析了面向?qū)ο蟮牡刭|(zhì)調(diào)查的三維引擎關(guān)鍵技術(shù)的使用現(xiàn)狀以及現(xiàn)有的數(shù)據(jù)模型的對比分析，根據(jù)不同的地質(zhì)數(shù)據(jù)的調(diào)查研究結(jié)果，提出了在進(jìn)行數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的時(shí)候所搜集到的地質(zhì)數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)具有的特征，借此使得數(shù)字地質(zhì)的調(diào)查技術(shù)的實(shí)施更加的具有針對性。

[1]齊斐.數(shù)字地質(zhì)調(diào)查中人機(jī)交互與三維可視化技術(shù)研究[D].武漢:中國地質(zhì)大學(xué),2010.

[2]李超嶺,劉修國,李豐丹,等.數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)從野外數(shù)據(jù)采集到礦體三維可視化的無縫一體化技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[C]//全國地質(zhì)制圖與GIS學(xué)術(shù)討論會.2007.

畢明麗（1978—），女，東省威海市人，博士，講師，研究方向：礦產(chǎn)普查與勘探。