地質體三維形態分析（簡體書）

《地質體三維形態分析》系統地闡述地質體三維形態分析的原理、模型、算法與實現參考，給出該方法在鳳凰山銅礦、丁家山鉛鋅礦、香花嶺錫礦深邊部找礦中的實際應用案例。地質體三維形態分析是作者在開展隱伏礦體三維預測的長期實踐中提出並逐步發展形成的，尤其是國家自然科學基金面上項目“基於柵格模型的地質體三維形態定量分析”成果的總結和提煉。地質體三維形態分析理論與方法，可定量地描述、分析、計算包括超覆、倒轉等複雜形體在內的任意地質體的形態特徵，提取地質體形態趨勢、外凸內凹、表面起伏程度、形態幾何參數、距離場等形態特徵量化指標，挖掘形態特徵、形態指標與礦化空間分佈之間的關聯關係，發現礦化礦體空間定位規律。

目錄前言第1章 緒論 1 1.1 概述 1 1.2 地質體與地質體形態 2 1.2.1 地質體 2 1.2.2 地質體形態 2 1.2.3 地質體形態的表達 3 1.3 地質體形態的傳統分析方法 3 1.3.1 地質體形態的圖件分析 3 1.3.2 地質體形態複雜度計算 6 1.3.3 地質體形態的趨勢面分析 8 1.4 研究現狀與問題 8 1.5 研究思路與研究方法 9 1.5.1 研究思路 9 1.5.2 研究方法 11 參考文獻 13 第2章 形態分析數學基礎 18 2.1 數學形態學基礎 18 2.1.1 數學形態學簡介 18 2.1.2 集合論基本概念 19 2.1.3 膨脹與腐蝕運算 21 2.1.4 開運算與閉運算 22 2.2 歐氏距離變換基礎 23 2.2.1 歐氏距離變換概述 24 2.2.2 歐氏距離變換原理 25 參考文獻 27 第3章 地質體三維建模 29 3.1 概述 29 3.2 地質數據庫 29 3.2.1 數據需求分析 30 3.2.2 地質數據模型建立 30 3.2.3 地質礦產資料編碼數字化 34 3.2.4 綜合地質數據庫的建立 34 3.3地質體線框模型建立 35 3.3.1 地質體界線圈定 36 3.3.2 線框模型的數據結構 39 3.3.3 地質體線框模型建立 41 3.4 地質體塊體模型建立 43 3.4.1 塊體模型的數據結構 43 3.4.2 地質體塊體模型建立 45 3.5 地質體二值體元模型建立 47 參考文獻 49 第4章 地質體三維形態分析原理與算法 50 4.1 地質體距離場計算 50 4.2 地質體趨勢形態提取 54 4.2.1 基於數學形態學的趨勢形態提取算法 56 4.2.2 基於歐氏距離變換的趨勢形態提取算法 58 4.3 地質體凹凸部分提取 59 4.4 地質體表面形態起伏提取 61 4.5 地質體趨勢、凹凸以及起伏程度分級提取 63 4.6 地質體接觸面(帶)提取 65 4.7 地質體形態幾何參數提取 66 4.7.1 地質體表面與趨勢面體元法向量提取 66 4.7.2 地質體表面與趨勢面間夾角提取 67 4.7.3 地質體表面與區域應力場方向面間夾角提取 70 參考文獻 70 第5章 地質體三維形態分析並行算法與實現 71 5.1 地質體三維形態分析並行計算概述 71 5.1.1 並行計算機體系結構概述 71 5.1.2 基於MPI 的並行編程模型 72 5.1.3 基於MPI 的並行算法設計 74 5.1.4 基於MPI 的並行程序實現 75 5.2 數學形態學並行算法 77 5.2.1 腐蝕與膨脹並行算法 775.2.2 開運算與閉運算並行算法 77 5.3 三維歐氏距離變換並行算法 78 5.3.1 平面階段並行化分析與設計 79 5.3.2 垂直階段並行化分析與設計 80 5.4 地質體三維形態分析並行算法 86 5.4.1 地質體趨勢形態提取並行算法 86 5.4.2 地質體表面凹凸部分提取並行算法 88 5.4.3 地質體接觸面(帶)提取並行算法 88 5.4.4 地質體表面形態起伏與夾角提取並行算法 89 5.5 形態分析並行程序實現 91 5.5.1 並行程序編碼實現 92 5.5.2 基於高性能計算平臺的並行系統 92 5.6 形態分析並行計算效率分析 95 5.6.1 算法時間複雜度分析 95 5.6.2 並行程序實際執行效率分析 99 參考文獻 104 第6章 基於TIN 模型的地質體三維形態分析 106 6.1 概述 106 6.2 地質界面的距離場計算 106 6.3 地質界面的幾何形態參數提取 109 6.3.1 坡度提取 109 6.3.2 地質界面間夾角提取 110 6.4 基於滑動平均的地質界面形態趨勢分析 113 6.5 基於離散光滑插值的地質體形態趨勢分析 114 6.5.1 離散光滑插值原理 114 6.5.2 離散光滑插值求解 115 6.6 地質界面和地質體表面的形態起伏分析 115 6.6.1 地質界面的形態起伏分析 115 6.6.2 地質體表面的形態起伏分析 117 6.6.3 形態起伏分級提取算法 117 6.6.4 算法加速 118 參考文獻 120 第7章 顧及結構分解的地質界面形態趨勢分析 122 7.1 概述 122 7.2 地質界面的多項式擬合 122 7.3 地質界面的趨勢-剩餘分析 123 7.3.1 地質界面的結構分析 123 7.3.2 地質界面的趨勢-剩餘分析 124 7.4 應用實例 125 7.4.1 斷層面的形態模擬 125 7.4.2 斷層波狀構造的分解 125 7.4.3 波狀構造的分級控礦 128 參考文獻 130 第8章 基於柵格模型的地質體三維形態分析實例 131 8.1 研究對象 131 8.2 應用實例 132 8.3 討論 143 參考文獻 144 第9章 基於TIN 模型的地質體三維形態分析實例 145 9.1 研究對象 145 9.2 應用實例 145 9.3 討論 161 參考文獻 161