地震活断层探测地质体三维可视化设计

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1、1地震活断层探测地质体三维可视化设计12陈强刘学锋（1上海工程技术大学计算中心2061202上海大学遥感与空间信息研究中心200436）摘要：在地学研究领域涉及大量的三维建摸与可视化需求。本文结合地震活断层探测工程实际需要，研究设计基于钻孔数据的地下地质体建模及三维可视化设计。通过专业建模软件(RMScommon)考虑断层数据分层建模得到地质体立体网格三维模型；运用OpenGL在VC++环境下实现所建模型的可视化。关键词：立体网格三维模型、可视化、地层剖面、OpenGL，GISDesignofGridModelingandVisualizationbasedonOpenGLforGeolog

2、ywithBoreholeinseismicactivefaultprobe12ChenQiangLiuXuefeng(1ShanghaiUniversityofengineeringScience2061202ShanghaiUniversity200436)Abstract:3Dgridmodelingandvisualizationplayimportantroleinspatialinformationapplication.Thepapergiveadetaildesignforgeologybodyinthesubject,OpenGLandVC++aretoolsforvisu

3、alizationof3Dgridmodelfromseismicactivefaultprobe.Keywords:3Dgridmodelvisualization,geologyformationprofile，OpenGL，GIS地下地质体数字模型是空间信息研究的一部分。依据钻井、地震探测揭示的地下第四系321212六个主要标志层（Q、Q、Q、Q、Q、Q）的埋深和主要断裂参数，开展目标区第444332四系各标志层三维地层—构造框架建模和可视化，真实反映目标区地下第四系三维结构和被探测的主要断层的分布状态。是地震活断层探测的重要研究目标之一。由于地质体三维建模是一个非常专业的工程与科学问

4、题，本文用专业建模软件RMScommon创建地质体立体网格三维模型，文中不再述及。本文重点描述三维可视化方案设计。目标区地下三维第四系与构造建模和三维可视化两大模块，按照ArcGIS（美国ESRI公司地理信息系统软件）的数据组织方案组织数据，构建地下三维第四系地层－构造框架模型，模型数据体以Oracle数据库变长字段存储，并关联空间与属性信息。通过SDE、ADO/ODBC/JDBC存取。便于在ArcGIS平台上显示。以ArcGIS的AO组件作为系统GIS功能实现平台，以Oracle数据库系统作为系统数据库管理平台,并结合OpenGL与VC++技术进行三维可视化设计和开发。1、三维可视化实现方

5、案三维可视化模块通过调用建模后存放在数据库中的模型数据体、参考数据库中的各类钻孔的层序地层、等时面埋深、上断点埋深、切割地层关系等数据，提供对目标区的真实、逼真的三维显示。（1）单个标志层的三维表面模型（GRID或TIN模型）三维可视化可以直接利用ArcGIS提供的三维显示功能进行可视化显示，或在三维演示系统开发中调用ArcGIS的AO组件开发三维表面显示模块。1国家863高科技项目：基于SIG框架的（上海）城市空间信息应用服务系统（2002AA13402003）陈强（1965.1-）,男,博士后,副教授;研究方向：三维地学建模、可视化信息系统设计。刘学锋(1968.2-),博士后,教授，研

6、究方向：地理信息系统Chenqiang(1965.1-)male,postdoctor,viceprofessor,majorin3Dgeologymodeling,computervisualization.Liuxuefeng(1968.2-)postdoctor,professor,researchinGIS（2）多个标志层的三维体视化建模模型可视化需要借助体绘制技术实现，其实现过程可用图1所示的流程图表示。体数据模型据三维数据场中各数据点的值计算每一采样数据点的颜色值(R,G,B)和不透明度值(α)根据各采样数据点的梯度值及体光照模型计算出其相应的光照强度根据投影到图象平面上同一象素

7、处各数据点的不透明度将其相应的光照强度值叠加到一起三维体视化图像图1三维体绘制技术实现流程三维体绘制算法很多，光线投射算法是一种图象空间序的基本体绘制算法，其性能稳定、结构简单、易于实现且图象质量最好。算法能够为每个体素指定颜色和不透明度，使每个体素都对最终图象有所贡献，因此有利于保存图象的细节信息。由于光线投射算法的这些特点，许多可视化软件和工具包都提供了该算法的可视化功能，本项目采用光线投射算法实施体数据