并行体绘制技术在矿山工程中的应用
发布时间：2021-05-19 16:45
矿体三维数字建模是数字矿山的关键技术之一,是实现数字矿山的基础。然而,在实际工程应用中,矿体三维构模及可视化系统,尤其是基于体矿化模型的三维可视化系统难以充分发挥其优势,究其原因主要在于矿岩空间尺度宏大,所造成的矿体数据表达与绘制效率之间矛盾的问题。本文将并行技术引入矿山可视化领域,研究基于体矿化模型的并行体绘制算法。本文研究主要包括以下几个方面:首先,本文采集了勘探钻孔数据、生产钻孔数据等地质资料,并对该数据进行了坐标变换、离散化、规则化处理;其次,按照矿山复合场理论,分析了体矿化模型的特点,构建了并行体矿化模型;再次,在分析和设计了光线投射算法的基础上,设计了并行光线投射算法,并实现了体矿化模型的并行绘制;最后,以某矿山数据为基础,采用CPU+GPU架构,在GPU上实现了体矿化模型的并行绘制,实验结果表明绘制效果与绘制速度得到了显著提升。
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.3 存在的问题与不足
1.4 主要研究内容
2 关键技术
2.1 科学计算可视化
2.2 三维体绘制技术
2.2.1 体绘制关键技术
2.2.2 体绘制常见算法
2.3 并行绘制技术
2.4 矿体体绘制技术
2.4.1 矿山体数据来源及模型
2.4.2 地质三维建模技术
2.5 本章小结
3 数据预处理及存储
3.1 钻孔数据采集及处理
3.2 矿床储量计算
3.2.1 矿石品位计算
3.2.2 数据估计计算
3.3 储量数据处理技术
3.4 数据存储
3.5 本章小结
4 体绘制算法及并行化
4.1 体矿化模型的构建
4.2 并行体矿化模型构建
4.2.1 并行体矿化模型的定义
4.2.2 并行体矿化模型可行性分析
4.2.3 构建并行体矿化模型
4.3 面向体矿化模型的体绘制算法
4.3.1 串行体绘制算法设计
4.3.2 并行体绘制算法设计
4.4 本章小结
5 并行体绘制算法实现
5.1 CPU+GPU实现平台
5.2 并行光线投射法实现
5.3 性能分析及优化
5.4 本章小结
6 系统应用实例
6.1 矿山实例
6.1.1 矿山概况
6.1.2 数据采集与数据预处理
6.1.3 矿山品位估值
6.2 绘制效果
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 主要研究成果
7.2 展望
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]Efficient ray casting of volumetric images using distance maps for empty space skipping[J]. Lachlan J.Deakin,Mark A.Knackstedt. Computational Visual Media. 2020(01)
[2]基于CUDA的二叉树图像拼接算法研究[J]. 王洪光,黄北生,王学生. 地理空间信息. 2019(12)
[3]面向互联网的大坝建设期仿真成果共享方法[J]. 左正,眭峰,胡昱,何学铭,徐树铨. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]CPU+GPU异构并行计算技术研究[J]. 李红辉,刘冬冬,杨芳南. 信息系统工程. 2018(05)
[5]一种基于OpenACC指令加速的素数生成算法[J]. 杨帅. 信息与电脑(理论版). 2016(20)
[6]基于GPU通用计算的并行算法和计算框架的实现[J]. 朱宇兰. 山东农业大学学报(自然科学版). 2016(03)
[7]一种高效的光线投射体绘制优化算法[J]. 何楠,杜宏伟. 航天医学与医学工程. 2015(04)
[8]一种高效的光线投射体绘制算法[J]. 方军,房晓阳. 计算机技术与发展. 2014(08)
[9]基于GIS的滑坡三维可视化系统研究[J]. 李小根,董联杰,李震. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2014(02)
[10]一种基于OpenACC的遥感影像正射纠正快速实现方法[J]. 莫德林,戴晨光,张振超,胡玲. 影像技术. 2014(02)
博士论文
[1]大规模数据并行可视化关键技术研究[D]. 王攀.国防科学技术大学 2013
硕士论文
[1]基于GPU的光线投射体绘制加速算法的研究与实现[D]. 张鹏.北京工业大学 2018
[2]多GPU环境下的并行体绘制[D]. 沈聪.浙江大学 2013
[3]基于CUDA的足迹表法可视化研究[D]. 田亮.南京理工大学 2011
本文编号：3196099
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.3 存在的问题与不足
1.4 主要研究内容
2 关键技术
2.1 科学计算可视化
2.2 三维体绘制技术
2.2.1 体绘制关键技术
2.2.2 体绘制常见算法
2.3 并行绘制技术
2.4 矿体体绘制技术
2.4.1 矿山体数据来源及模型
2.4.2 地质三维建模技术
2.5 本章小结
3 数据预处理及存储
3.1 钻孔数据采集及处理
3.2 矿床储量计算
3.2.1 矿石品位计算
3.2.2 数据估计计算
3.3 储量数据处理技术
3.4 数据存储
3.5 本章小结
4 体绘制算法及并行化
4.1 体矿化模型的构建
4.2 并行体矿化模型构建
4.2.1 并行体矿化模型的定义
4.2.2 并行体矿化模型可行性分析
4.2.3 构建并行体矿化模型
4.3 面向体矿化模型的体绘制算法
4.3.1 串行体绘制算法设计
4.3.2 并行体绘制算法设计
4.4 本章小结
5 并行体绘制算法实现
5.1 CPU+GPU实现平台
5.2 并行光线投射法实现
5.3 性能分析及优化
5.4 本章小结
6 系统应用实例
6.1 矿山实例
6.1.1 矿山概况
6.1.2 数据采集与数据预处理
6.1.3 矿山品位估值
6.2 绘制效果
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 主要研究成果
7.2 展望
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]Efficient ray casting of volumetric images using distance maps for empty space skipping[J]. Lachlan J.Deakin,Mark A.Knackstedt. Computational Visual Media. 2020(01)
[2]基于CUDA的二叉树图像拼接算法研究[J]. 王洪光,黄北生,王学生. 地理空间信息. 2019(12)
[3]面向互联网的大坝建设期仿真成果共享方法[J]. 左正,眭峰,胡昱,何学铭,徐树铨. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]CPU+GPU异构并行计算技术研究[J]. 李红辉,刘冬冬,杨芳南. 信息系统工程. 2018(05)
[5]一种基于OpenACC指令加速的素数生成算法[J]. 杨帅. 信息与电脑(理论版). 2016(20)
[6]基于GPU通用计算的并行算法和计算框架的实现[J]. 朱宇兰. 山东农业大学学报(自然科学版). 2016(03)
[7]一种高效的光线投射体绘制优化算法[J]. 何楠,杜宏伟. 航天医学与医学工程. 2015(04)
[8]一种高效的光线投射体绘制算法[J]. 方军,房晓阳. 计算机技术与发展. 2014(08)
[9]基于GIS的滑坡三维可视化系统研究[J]. 李小根,董联杰,李震. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2014(02)
[10]一种基于OpenACC的遥感影像正射纠正快速实现方法[J]. 莫德林,戴晨光,张振超,胡玲. 影像技术. 2014(02)
博士论文
[1]大规模数据并行可视化关键技术研究[D]. 王攀.国防科学技术大学 2013
硕士论文
[1]基于GPU的光线投射体绘制加速算法的研究与实现[D]. 张鹏.北京工业大学 2018
[2]多GPU环境下的并行体绘制[D]. 沈聪.浙江大学 2013
[3]基于CUDA的足迹表法可视化研究[D]. 田亮.南京理工大学 2011
本文编号：3196099
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