三维地震数据可视化的研究与实现

【摘要】近年来，随着三维可视化技术的发展，越来越多的行业在实际工作当中广泛应用了三维可视化技术，尤其是在油藏开发和地震勘探应用中。三维地震数据可视化技术分为面绘制和体绘制两大类，能够直观的展现出体数据内部构造和属性信息，使得地震数据的分析解释工作脱离了仅仅依赖单纯的数值表格，可以通过计算机图形硬件渲染出的清晰图像进行分析和解释。地学解释人员也慢慢不只满足于静态的图像信息，开始寻求在与数据体交互中动态观察数据体的内部细节。另一方面，随着勘探手段和技术的发展，地震体数据的信息量越来越大，加上体绘制的运算量非常大，渲染速度成为海量三维地震数据可视化过程中的瓶颈。因此LOD层次细节多分辨率技术成为了大规模三维地震数据体绘制过程中的关键技术。本文详细分析和介绍了地震数据三维可视化方法中的基于纹理映射方法和基于光线投射方法，并应用到GPU图形绘制管线中,通过GPU加速可视化速度。在与三维地震数据体的交互中，实现了正交切片及正交切片拖拽器、斜交切片及斜交切片拖拽器、任意曲面及任意曲面拖拽器、兴趣区域及兴趣区域操纵器等多种交互方式。在这些动态交互方式的介绍中，着重描述数据结构的组织及其绘制流程。并且就斜交切片和任意曲面与体数据求交的数学模型进行详细介绍。在大数据的背景下，对于大规模数据的存储方式、交互绘制、数据加载及内存管理进行了分析和研究。最后将这些具体的研究内容付诸实践，实现了三维地震数据可视化软件。本文的具体工作如下：1.对于交互可视化的关键技术:正交切片拖拽器、斜交切片拖拽器和兴趣区域操纵器进行分析设计与实现；2.对LDM文件格式进行分析，并与传统的SEG-Y地震数据文件格式做了比较和分析；3.分析设计多分辨率体数据的快速加载机制和内存管理模块并付诸实现；4.设计和实现了一种三维地震数据可视化系统软件。本系统基于COIN3D中VolumeViz进行扩展，支持LDM格式海量数据的体绘制。用QT作为界面开发的工具，使得系统具有平台无关性，增强可移植性和健壮性。
【作者】王昌平；
【导师】郭晓新；
【作者基本信息】吉林大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】地震数据；三维可视化；GPU；交互体绘制；切片；曲面；多分辨；

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