隧道三維建模技術(shù)的研究-畢業(yè)論文

1、摘 要實(shí)際隧道開(kāi)挖中，圍巖的地質(zhì)環(huán)境變化，圍巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性都將給施工帶來(lái)不利影響。因此，在隧道工程施工過(guò)程中，弄清地下巖體的地質(zhì)特征、地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)分布規(guī)律以及隧道開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)，對(duì)于安全、科學(xué)地規(guī)劃隧道施工無(wú)疑至關(guān)重要。隨著我國(guó)綜合國(guó)力的不斷增強(qiáng)，鐵路行業(yè)突飛猛進(jìn)地發(fā)展，這對(duì)鐵路隧道設(shè)計(jì)、評(píng)審、施工、維護(hù)等方面都提出了更高的要求，傳統(tǒng)的基于二維地圖和實(shí)物模型的表現(xiàn)方式已難以滿(mǎn)足對(duì)各方面的需要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、可視化和虛擬

2、現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們希望能通過(guò)更加直觀的形式反映鐵路隧道的實(shí)際情況，從而為方案審查人員和高層決策者提供更加直觀的決策依據(jù)。所以，鐵路隧道三維建模技術(shù)日益受到重視。鐵路隧道圍巖的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)結(jié)構(gòu)都會(huì)對(duì)施工過(guò)程產(chǎn)生重要影響。因此，為設(shè)計(jì)人員提供更為直觀的三維可視化隧道地質(zhì)模型有助于其對(duì)地下巖體的地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)特征等信息進(jìn)行綜合考慮，提高施工效率，將隧道開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)盡量降低。建立隧道三維地質(zhì)模型可以更為直觀的方式表達(dá)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)

3、意圖，同時(shí)，也為后續(xù)施工、運(yùn)營(yíng)、管理及維護(hù)提供了具有指導(dǎo)意義的途徑。本文借用 VC++開(kāi)發(fā)平臺(tái),利用 OpenGL 軟件接口,實(shí)現(xiàn)了隧道的三維仿真。通過(guò)系統(tǒng)運(yùn)行,展示了三維地質(zhì)體模型、鐵路隧道的三維模型及鐵路隧道內(nèi)部地質(zhì)剖面,能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)資源的數(shù)據(jù)管理、三維自動(dòng)建模、三維可視化和空間分析等操作。本研究以以人為本的科學(xué)發(fā)展觀的精神,對(duì)于在鐵路工程建設(shè)中應(yīng)用先進(jìn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)科學(xué)的管理、設(shè)計(jì),提高施工安全性等方面具有現(xiàn)實(shí)意義,為我們的鐵路

4、隧道工程建設(shè)進(jìn)入世界先進(jìn)水平做出了具有一定價(jià)值的研究。關(guān)鍵詞：鐵路隧道，三維建模，OpenGL，空間分析目 錄 目錄 目錄摘 要..............................................................................................................................1第一章 緒論......................

5、..........................................................................................31.1 研究背景及意義..............................................................................................31.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀............

6、..................................................................................41.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀.......................................................................................41.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀.........................

7、..............................................................51.3 研究?jī)?nèi)容..........................................................................................................6第二章 隧道三維建模的理論基礎(chǔ)..........................

8、..................................................72.1 非均勻有理 B 樣條方法 .................................................................................72.2 黃金分割法.............................................................

9、.........................................82.2.1 單峰函數(shù)...............................................................................................82.3 三維顯示技術(shù)..............................................................

10、..................................102.3.1 坐標(biāo)系統(tǒng).............................................................................................112.3.2 OpenGL 變換................................................................

11、......................112.3.3 OpenGL 光照......................................................................................132.3.4 OpenGL 紋理貼圖............................................................................

12、..14第三章 隧道三維仿真建模......................................................................................163.1 隧道三維仿真系統(tǒng)場(chǎng)景的建模原則............................................................163.2 隧道建模分析........................

13、........................................................................173.3 隧道模型結(jié)構(gòu)分析........................................................................................17第四章 隧道三維模型設(shè)計(jì)及內(nèi)部計(jì)算..........................

14、........................................194.1 隧道模型建構(gòu)................................................................................................194.2 隧道內(nèi)部計(jì)算............................................................

15、....................................214.2.1 隧道橫斷面的若干計(jì)算.....................................................................214.2.2 隧道橫斷面的曲線逼近.....................................................................234.3 隧道頭（

16、尾）計(jì)算........................................................................................264.3.1 隧道頭（尾）斜斷面的計(jì)算.............................................................264.3.2 連拱隧道洞口倒角圓弧計(jì)算...........................

17、..................................27第五章 隧道裁剪算法研究......................................................................................295.1 裁剪算法...........................................................................