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复杂岩质高边坡三维地质建模及虚拟现实可视化
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:0
  • 页码:2385-2397
  • 分类:P642[天文地球—工程地质学;天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心,江苏南京210098, [2]三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室,湖北宜昌443002, [3]中国水电工程顾问集团成都勘测设计研究院,四川成都610072
  • 相关基金:“十一五”国家科技支撑计划项目(2008BAB29B01); 国家自然科学基金资助项目(50979030)
  • 相关项目:柱状节理各向异性岩石力学特性及模型研究
中文摘要:

结合复杂岩质高边坡工程三维地质建模和可视化需要,通过综合分析国内外在计算机图形学领域对描述空间拓扑关系的常用三维数据结构,提出基于半边B-Rep和裁减NURBS数据结构的边坡三维地质建模方法,实现具有复杂地质条件和基础洞室群的边坡工程三维模型拓扑关系的快速、准确建立,为边坡工程三维地质可视化提供高质量的几何数据和拓扑关系信息。分析计算机可视化技术的发展趋势和虚拟现实技术的特点,论证应用桌面级虚拟现实技术的X3D规范,实现边坡工程地质可视化的可行性。鉴于X3D灵活的场景交互和对复杂NURBS几何造型的支持,实现基于X3D的边坡工程虚拟现实场景的实时动态可视化、虚拟现实场景对象的可视化交互式查询。以锦屏一级水电站左岸边坡工程为例,给出三维地质虚拟现实可视化在边坡开挖进度模拟和地质超前预报、边坡地质条件可视化查询、边坡安全监测断面地质条件解析、边坡安全监测系统可视化查询和综合分析等方面的应用,为三维地质虚拟现实可视化方法在其他工程领域的应用拓展提供参考。

英文摘要:

In order to achieve three-dimensional geological modeling and visualization of complicated high rock slope engineering,a new method of three-dimensional geological modeling and visualization based on data structures of half-edge B-Rep and trimmed NURBS is proposed.Through making comprehensive analysis of common data structure for describing the space topology in the field of computer graphics,rapid and accurate establishment of topological relation of three-dimensional geological model for rock slope engineering with complicated geological conditions and cavern groups is achieved;and the high-quality geometrical data and topological relation information for the geological visualization of slope engineering are provided.By analyzing the development trends of computer visualization technology and the characteristics of virtual reality technology,the feasibility of applying X3D specifications based on desktop virtual reality technology to achieve the slope geological visualization is demonstrated.According to the flexible scene interaction and support for the complicated NURBS geometric models of X3D,the real-time dynamic visualization of slope three-dimensional geological virtual reality scenes and visual interactive query in virtual reality scene objects based on X3D is realized.Finally,taking the left abutment slope of Jinping I hydropower station for example,the applications of three-dimensional geological visualization based on virtual reality to slope excavation progress simulation,geological prediction,visualization query of slope geological conditions,geological analysis of slope safety monitoring section,visualization query and integrated analysis of slope safety monitoring system and so on are given.These may provide reference for the application of three-dimensional geological visualization based on virtual reality to other engineering fields.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823