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拓撲分析方法

發布時間:2023-09-27 05:05:40

⑴ arcgis拓撲檢查方法

1、首先需要打開ArcCatalog,創建個人資料庫(personl Geodatabase)。

⑵ 地質體三維建模方法

在分析三維空間建模方面的國內外大量研究文獻的基礎上,目前主要有四種類型的建模方法:基於體的建模方法、基於面的建模方法、混合建模方法(表1-1)以及泛權建模方法。

表1-1 3D空間建模方法分類

1.基於體的建模方法

體模型基於3D空間的體元分割和真3D實體表達,體元的屬性可以獨立描述和存儲,因而可以進行3D空間操作和分析。體元模型可以按體元的面數分為四面體(Tetrahedral)、六面體(Hexahedral)、稜柱體(Prismatic)和多面體(Polyhedral)等類型,也可以根據體元的規整性分為規則體元和不規則體元兩個大類。建模方法如下:

(1)規則塊體(Regular Block)建模;

(2)結構實體幾何(CSG)建模;

(3)3D體素(Voxel)建模;

(4)八叉樹(Octree)建模;

(5)針體(Needle)建模;

(6)四面體格網(TEN)建模;

(7)金字塔(Pyramid)模型;

(8)三稜柱(Tri-Prism,TP)建模;

(9)地質細胞(Geocellular)模型;

(10)不規則塊體(Irregular Block)建模;

(11)實體(Solid)建模;

(12)3D Voronoi圖模型;

(13)廣義三稜柱(GTP)建模。

2.基於面的建模方法

基於面模型的建模方法側重於3D空間實體的表面表示,如地形表面、地質層面、構築物(建築物)及地下工程的輪廓與空間框架。所模擬的表面可能是封閉的,也可能是非封閉的。基於采樣點的TIN模型和基於數據內插的Grid模型通常用於非封閉表面模擬;而B-Rep模型和Wire Frame模型通常用於封閉表面或外部輪廓模擬。Section模型、Section-TIN混合模型及多層DEM模型通常用於地質建模。通過表面表示形成3D空間目標輪廓,其優點是便於顯示和數據更新,不足之處由於缺少3D幾何描述和內部屬性記錄而難以進行3D空間查詢與分析。建模方法如下:

(1)TIN和Grid模型;

(2)邊界表示(B-Rep)模型;

(3)線框(Wire Frame)模型;

(4)斷面(Section)模型;

(5)斷面-三角網混合模型;

(6)多層DEM建模。

3.混合建模方法

基於面模型的建模方法側重於3D空間實體的表面表示,如地形表面、地質層面等,通過表面表示形成3D目標的空間輪廓,其優點是便於顯示和數據更新,不足之處是難以進行空間分析。基於體模型的建模方法側重於3D空間實體的邊界與內部的整體表示,如地層、礦體、水體、建築物等,通過對體的描述實現3D目標的空間表示,優點是易於進行空間操作和分析,但存儲空間大,計算速度慢。混合模型的目的則是綜合面模型和體模型的優點,以及綜合規則體元與不規則體元的優點,取長補短。主要包括如下混合建模方法:

(1)TIN-CSG混合建模;

(2)TIN-Octree混合建模;

(3)Wire Frame-Block混合建模;

(4)Octree-TEN混合建模;

(5)GTP-TEN混合建模。

4.泛權建模方法

陳樹銘認為地質三維領域中,地礦、石油的三維分析相對來說是比較簡單的,相比之下工程地質、水文地質等的三維分析更復雜,比如說在地礦、石油領域應用克里格方法基本就可以分析,但是對於工程地質、水文地質分析來說,克里格方法基本是不可行的。他認為目前主要有三類地質三維重構演算法,即剖面成面法、直接點面法,以及拓撲分析方法。在綜合應用概率統計、模糊、神經網路、插值、積分等理論的基礎上,構造了一種新演算法(他稱之為「泛權」演算法),其核心思想就是能對任意M維的連續、非連續邊界進行重構分析,並同時能耦合地模擬各種復雜背景因素的影響。

(1)剖面成面法。剖面成面法的基本思路是,在生成大量的地質剖面的基礎上,再應用曲面構造法(趨勢面法、DEM生成技術)來生成各個層面,進而來表達三維體。比如國外的三維地質分析軟體GEOCOM就是採取此種思路的一個典型。具體的解決步驟如下:

①收集、整理原始地質資料,並進行柱狀和綜合分層;

②建立地質空間多參數資料庫;

③根據以上資料,應用人工互動式的地質剖面生成軟體平台,加上專家的人工干預生成各種各樣的空間地質剖面;

④分別根據各已計算剖面的地層分布結果,加上專家的干預、分析參數的控制來生成各個地質曲面;

⑤建立地層空間曲面構架資料庫;

⑥應用地質三維展示平台,基於地層空間曲面構架資料庫、地質空間多參數資料庫,來進行地質三維展示,三維切割分析、方量計算等功能。

(2)直接點面法。直接點面法的基本思路是,直接將原始的散狀數據進行有效的分層,直接根據各個層面的標高,應用曲面構造法(趨勢面法、DEM生成技術)來生成各個層面。比如國外的三維地質分析軟體ROCKWARE就是採取此種思路的一個典型。其解決步驟基本同於剖面成面法,只是沒有下文第3)步,但是地層曲面生成技術相對前者來說要更難一些。

(3)拓撲分析法。拓撲分析法的基本思路就是,基於各個層面的離散點,通過分析這些點的空間拓撲關系,構造地質體。目前來說進行拓撲分析基本採用六面體、四面體模型,或者是Delaunay四面體模型等。其與剖面成面法、直接點面法,在本質上沒有什麼區別,還是從離散的點出發去構造地質層面。

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