重力真三维可视化人机交互反演技术研究

发布时间：2017-08-19 16:08

  本文关键词：重力真三维可视化人机交互反演技术研究

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【摘要】：近些年来,由于计算机技术、人机交互技术、可视化技术、三维立体显示技术的飞速发展,现在更侧重于用立体图形来展现地质体。本软件系统在开源软件Visit的基础上用Python语言进行开发,实现了数据可视化、地质体建模、人机交互等功能,而且能够将大量抽象的数据转换为直观可视的三维图形图像信息。物探工作者通过本软件结合自身经验在真三维可视化场景中运用人机交互方式,依据中间结果的理想程度,通过重力正演拟合来完成反演解释。国内在重力真三维可视化人机交互实时反演软件研制上还处于起步阶段,所以本研究十分有意义。本论文的研究工作主要在以下三个方面:1.经过对重力异常正演计算理论、三维地质体建模理论、可视化技术以及软件工程的研究,在基于VTK的大型可视化开源软件Visit的基础上,使用Python语言经过二次开发设计并实现了三维可视化人机交互反演软件系统。2.该软件系统具有UI(User Interface)界面和显示窗口界面。在UI界面可以:(1)为密度模型赋予相应的参数并能对参数进行修改。(2)快速构建初始密度模型。(3)密度模型能够进行条状、面状、体状的添加和减少。能够进行单个或整体的缩放、移动、组合等操作。在显示窗口界面可以:(1)用四个窗口分别显示正演场和观测场的叠加立体图、源网区域及密度模型的立体图、密度模型的二维正演场、正演场与观测场的二维拟合差。(2)使密度模型在修改过程中四个窗口实时同步显示。(3)各窗口中的图件能够进行旋转、缩放、平移、背景色转换、视图重置等功能。(4)能将对应窗口中的图像生成具有双目视差的两幅图像,为实现真三维立体做准备。3.根据三维立体显示原理,搭建了硬件平台。硬件设备包括工作站、投影仪、金属幕布、启偏器、检偏器。工作流程是首先把具有双目视差的两幅图像分别经过两个投影仪成像,然后利用偏振方向互相垂直的启偏器把两幅图像投射在金属幕布上,接着通过对应的检偏器使双目图像分别进入左右眼,然后经过视神经中枢的融合,形成立体效果。最后我们就可以在真三维立体环境中进行重力人机交互反演解释。
【关键词】：重力勘探 真三维可视化 人机交互 反演解释
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-13
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究目的与意义11
• 1.3 研究内容11-12
• 1.4 研究成果12-13
• 第2章 重力三维可视化人机交互反演理论13-30
• 2.1 三维可视化13-19
• 2.1.1 开源软件Visit13-16
• 2.1.2 开发包VTK16-18
• 2.1.3 地质模型三维可视化显示18-19
• 2.2 重力人机交互反演理论概述19-27
• 2.2.1 密度模型构建22-24
• 2.2.2 重力异常正演计算24-25
• 2.2.3 实时同步25-26
• 2.2.4 人机交互26-27
• 2.3 开发环境的构建27-29
• 2.3.1 PyCharm28
• 2.3.2 Python28-29
• 2.3.3 wxPython29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 需求分析及总体设计30-40
• 3.1 需求分析30-34
• 3.1.1 硬件需求30-31
• 3.1.2 功能需求31-32
• 3.1.3 性能要求32-34
• 3.2 总体设计34-39
• 3.2.1 设计原则35-36
• 3.2.2 结构设计36-37
• 3.2.3 界面设计37-38
• 3.2.4 地质体三维立体显示设计38-39
• 3.2.5 系统流程设计39
• 3.3 本章小结39-40
• 第4章 系统平台的整体设计与功能实现40-66
• 4.1 系统的硬件设备40-43
• 4.2 重力三维可视化人机交互反演技术的实现43-54
• 4.2.1 人机交互界面的实现43-46
• 4.2.2 地质体建模的实现与效果展示46-52
• 4.2.3 重力正演计算的实现52-53
• 4.2.4 重力数据格式转换53-54
• 4.3 地质模型可视化效果展示54-56
• 4.4 地质体三维可视化的实现56-65
• 4.4.1 地质模型三维可视化理论基础56-60
• 4.4.2 地质模型三维立体可视化算法流程60
• 4.4.3 地质模型三维可视化具体实现60-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第5章 地质体建模实验66-73
• 5.1 研究目标设计66-70
• 5.2 结果评价70-71
• 5.3 本章小结71-73
• 第6章 结论与建议73-75
• 6.1 结论73-74
• 6.2 建议74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-77

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6 全丽娟;;城市三维可视化方法初探[J];科技信息;2010年31期

7 赵会胜;;三维可视化资料解释在地震勘探中的应用[J];甘肃科技;2010年19期

8 邓彩群;马明;谢振红;付博;;基于ArcScene+SketchUp的小区三维可视化研究与实现[J];城市勘测;2011年01期

9 温海清;王家华;;三维可视化技术方法研究[J];内江科技;2012年04期

10 毛健;苏笛;;地理场景三维可视化系统的关键问题研究[J];城市勘测;2012年04期

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1 郑澎;战守义;唐定勇;;基于振动仿真平台的三维可视化[A];四川省振动工程学会2002年学术会议论文集[C];2002年

2 林卉;赵长胜;张连蓬;盛辉;;校园三维可视化与仿真[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年

3 贾连兴;王应泉;金海;宣国民;;三维可视化作战仿真[A];2001系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2001年

4 钟宝荣;侯艳;;地质数据体三维可视化中有关裁剪算法的研究[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学（CAD/CG）学术会议论文集[C];2004年

5 姜慧研;;医学图像三维可视化方法[A];中国图象图形学学会立体图象技术专业委员会学术研讨会论文集（第三期）[C];2009年

6 汤晓安;陈敏;刘桂清;赵新华;耿振伟;;大规模实测数据的快速三维可视化算法[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集（下）[C];2001年

7 王哲;郑亚丽;;三维可视化信息技术在公路建设中的研究与应用[A];中国公路学会计算机应用学会2002年年会学术论文集[C];2002年

8 陈能;江男;施蓓琦;;城市基础地理信息三维可视化研究[A];中国地理学会2006年学术年会论文摘要集[C];2006年

9 李晓勇;许丽萍;陈晖;姜娟;;区域地层三维可视化及其在工程中的应用[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集（下册）[C];2006年

10 王晓敏;张雪君;李林枫;;三维可视化在远程诊断系统中的实现[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年

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1 记者 张佳星;中意将共同开发月球三维可视化系统[N];科技日报;2013年

2 本报记者 侯静　通讯员 苏文慧 罗国金;三维可视化使肿瘤治疗更精准[N];科技日报;2011年

3 胡珍玲;童亭矿生产管理三维可视化应用系统通过鉴定[N];经理日报;2007年

4 戈伟;福州将建三维可视化地质信息系统[N];中国国土资源报;2010年

5 胡珍玲;童亭矿三维可视应用系统通过鉴定[N];中国职工科技报;2007年

6 陈立民;镇江建成城市三维可视化快速建模与浏览系统[N];中国测绘报;2008年

7 本报通讯员 张云芳;无畏无惧勇展翅 搏击长空会有时[N];人民铁道;2012年

8 ;IMAGIS构造数字城市[N];中国计算机报;2002年

9 本报记者 邱燕娜;打造水电设计的乐高积木[N];中国计算机报;2012年

10 邵薇/译;计算机三维可视化的新型芯片[N];北京科技报;2002年

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1 刘辉;典型岛礁海域生物资源修复效果监测和评价技术研究与应用[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2014年

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3 程志刚;三维可视化导航经皮微波消融治疗肝癌的实验研究[D];中国人民解放军医学院;2016年

4 黄辉;三维可视化术前规划在肝、肾癌微波消融治疗中应用的研究[D];中国人民解放军医学院;2015年

5 罗智勇;面向地质勘查的三维可视化系统研制与开发[D];成都理工大学;2008年

6 张民;三维可视化在肝癌微波消融治疗中应用的研究[D];中国人民解放军医学院;2014年

7 黎华;地形与地质体三维可视化的研究与应用[D];中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）;2006年

8 朱英浩;城市三维可视化GIS的研究[D];武汉测绘科技大学;1998年

9 顾清华;复杂矿井三维可视化生产调度系统及关键技术研究[D];西安建筑科技大学;2010年

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1 李文雅;基于ArcEngine的数字校园三维可视化系统开发[D];长安大学;2015年

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7 刘畅;MRI脑影像的深度卷积网络分割和三维可视化[D];北京理工大学;2016年

8 陆培鹤;高速公路三维可视化系统的设计与实现[D];东华理工大学;2016年

9 王飞;移动端三维可视化原型系统设计与实现[D];中国测绘科学研究院;2016年

10 王东升;煤矿排水三维可视化在线监测系统研究[D];河南理工大学;2015年

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