基于WebGL的地质三维模型构建及可视化方法研究

【摘要】：数字化、信息化、网络化是当今时代发展的大趋势,地质体可视化逐渐成为地质领域的研究热点。“数字矿山”越来越受到矿产采集行业的关注,数字化地质数据也越来越受到城市规划者的重视。传统的三维地质数据可视化软件大多停留在C/S(客户机/服务器)模式,一般需要下载插件,费时费力且兼容性差,难以满足地质信息便捷快速传递的要求。随着WebGL技术的成熟与完善,基于B/S(浏览器/服务器)模式的Web端三维地质可视化成为可能,B/S用户在客户机上无需安装任何软件就可以轻松在浏览器中使用,这对地质信息的快速传递使用具有重要意义。本文在已有的研究基础上分析总结了三维地质模型、三维可视化平台和三维模型切割算法的发展现状,对三维模型构建、三维模型切割方法等关键技术进行了研究,并通过Java Script技术和WebGL技术完成可视化表达。针对WebGL的技术特点,本文使用三维空间钻孔数据设计了一种非规则块体三维模型构建方法,首先将钻孔数据离散化处理,将离散后的数据进行四格点三次B样条插值得到块体顶点数据,进行非规则块体模型的构建,然后借助WebGL技术在浏览器对非规则块体模型进行可视化渲染,无插件实现了地质体三维可视化。在三维地质可视化平台中实现了多种交互功能,包括平移、旋转、属性显示、剖面探查等功能。针对三维模型切割问题,本文基于Weiler-Atherton裁剪算法思想设计了一种适用于WebGL中非规则块体三维模型的切割方法,并通过可视化平台实现。本文基于WebGL技术进行了非规则块体模型的三维可视化平台的研发,并实现剖面探查等交互功能。三维可视化系统中地质体三维模型显示效果优越,三维可视化系统跨平台性能良好,运行性能良好,对3DGIS、Web GIS系统的开发具有一定借鉴意义。