基于Java3D实现井眼轨迹三维仿真研究

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基于JavaJava+3D的地层3维建模与可视化

基于JavaJava+3D的地层3维建模与可视化

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收稿日期:#))@=<)=<< ;修回日期:#))"=<<=<A 基金项目:中国地质调查局环境地质调查资助项目 ( #))!<)@))))> ) 作者简介:杨小冬 ( <>AA=) , 男, 湖北潜江人, 博士生, 主要研究方向为网络地理信息系统。 / N:D&:LE[; \ <*! ’ O%N
[ GI ] 治算法和 凸 包 算 法 。本文是采用凸包算法来
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/ 0+12 和 3452 !& 等是基于 ! 维多边形建模为基础 的技术。 #$%$ !& 是由 6 7 8 ) +9:0; < ;2,=; >19 开发的, 使用 #$%$ 编 程 语 言 实 现 基 于 客 户 端 的 交 互 式 !
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数据来源与数据预处理
本文研究的数据来源于某地区地下水资源调
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矿井三维可视化仿真系统研究的开题报告

矿井三维可视化仿真系统研究的开题报告

矿井三维可视化仿真系统研究的开题报告一、选题背景矿井是一个危险且特殊的工作环境,其地形地貌复杂,资源类型多样,有些矿井甚至存在可燃气体等危险物质。

为了保障矿工的安全和提高矿井生产效率,需要对矿井进行准确全面的管理和监控。

目前,矿井管理和监控主要依靠观察和手工记录,这种方法存在一定的误差和漏洞。

因此,矿井三维可视化仿真系统的研究具有十分重要的意义和应用价值。

二、目的和研究内容本研究旨在开发一套矿井三维可视化仿真系统,通过建立矿井数字模型、采用虚拟现实技术和数据挖掘技术,实现对矿井生产和管理的全面监测和控制。

具体研究内容如下:1. 建立矿井数字模型通过对实地矿井进行扫描和测量,使用三维建模软件建立矿井数字模型。

在数字模型中加入有关矿井地下通道、设备、人员等信息。

并将模型数据储存于数据库中。

2. 虚拟现实技术的应用利用虚拟现实技术,将数字模型模拟成逼真的可视化场景,实现对矿井生产和管理的实时监控。

并通过增强现实技术,将虚拟场景和实物相结合,快速定位和处理矿井生产过程中的异常情况。

3. 数据挖掘技术的应用利用数据挖掘技术,采集和分析矿井生产过程中所产生的数据,预测和识别可能存在的问题和危险,提供优化方案和建议,保障矿井的安全和高效运行。

三、预期成果本研究预期达到以下成果:1. 建立可视化的三维矿井数字模型,储存于数据库中。

2. 利用虚拟现实技术,实现对矿井实时监控和管理。

3. 利用数据挖掘技术对矿井生产数据进行分析和预测,提供优化方案和建议。

四、研究方案和进度安排本研究计划分为以下四个阶段进行:1. 矿井数字模型的建立和储存,包括矿井地面和地下数字模型的建立、矿井信息的整理和储存、数字模型数据的存储与管理等,预计用时2个月。

2. 虚拟现实技术的应用,包括针对各类矿井场景的虚拟现实设计、加入增强现实技术,实现虚实结合,预计用时3个月。

3. 数据挖掘技术的应用,采集矿井的生产数据,进行数据分析、处理与挖掘,提供提高矿井生产效率的可行性方案,预计用时4个月。

石油钻井井眼轨迹三维可视化建模

石油钻井井眼轨迹三维可视化建模

石油钻井井眼轨迹三维可视化建模作者:张敏来源:《电脑知识与技术》2011年第13期摘要:为便于钻井人员直观地观察、分析及有效地控制井眼轨迹,该文从基于切片建立三维几何模型的思路出发,根据不规则三角网(TIN)构网和三维几何变换提出了一个新的筒状井眼轨迹的三维可视化建模方法。

该方法不需要对井眼轨迹弯曲处进行插值圆滑处理,高效快捷地实现了筒状井眼轨迹的无缝连接。

详细描述了井眼轨迹的建模方法,为“临境”观察、控制石油钻采的三维可视化打下了基础。

关键词:井眼轨迹;三维建模;三维可视化;切片中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)13-3182-02Modeling of 3D Visualization for Wellbore TrajectoryZHANG Min(Xi'an Shiyou University, Institute of Computer, Xi'an 710065, China)Abstract: In order to directly observe, analyze and effectively control the drilling trajectory for the drill staff, this paper puts forward a new method for the tubular wellbore trajectory which bases on slices modeling, Triangulated Irregular Network (TIN) and 3D geometric transformation. The method implements the 3D tubular wellbore trajectory seamless connection efficiently and conveniently without interpolation smoothing treatment ofthe wellbore trajectory's bender. It also details in the wellbore trajectory modeling and also lays the foundation for the "person on the scene" observation and controlling three-dimensional visualization of oil drilling.Key words: wellbore trajectory; 3D modeling; 3D visualization; slices近年来,随着计算机图形学和计算机技术的发展,计算机可视化技术不断普及,创建“虚拟世界”也不断掀起热潮,而建立具有真实感的三维可视化场景是建设“虚拟世界”的重要一步。

基于java3d的巷道三维可视化系统研究与实现

基于java3d的巷道三维可视化系统研究与实现

论文题目:基于Java3D的巷道三维可视化系统研究与实现作者姓名:潘德吉入学时间:2006年9月专业名称:大地测量学研究方向:城市与矿区与测量工程地理信息系统指导教师:卢秀山职称:教授田茂义副教授论文提交日期:2009年5月论文答辩日期:2009年6月日授予学位日期:The Research And Realize Of Tunnel3D Visualize SystemJava3D DBased On Java3A Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree ofMASTER OF PHILOSOPHYfromShandong University of Science and TechnologybyPan DejiSupervisor:Professor Lu XiushanGeomatics CollegeMay2009声明本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文,除了所列参考文献和世所公认的文献外,全部是本人在导师指导下的研究成果。

该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。

硕士生签名:日期:AFFIRMATIONI declare that this dissertation,submitted in fulfillment of the requirements for the award of Master of Engineering in Shandong University of Science and Technology,is wholly my own work unless referenced of acknowledge.Thetted for qualification at any other academicsubmitteddocument has not been submiinstitute.Signature:Date:摘要矿山的三维可视化一直是数字矿山领域研究的热点方向。

基于VR三维井眼轨迹的可视化

基于VR三维井眼轨迹的可视化

基于VR三维井眼轨迹的可视化
随着世界油气资源格局的变化,如何在钻井过程中快速、准确的
选择路径成了当今油田作业的首要任务。

虚拟现实技术的快速发展为钻井工程沉浸式显示提供了条件,三维可视化技术的应用为预测一条
更加精准的钻井轨迹,为实现相邻井眼防碰撞处理、模拟井眼轨迹控制、专家远程决策以及为钻井工程操作人员的培训提供虚拟平台奠定基础。

区别于井眼轨迹数字仿真,本文将井眼轨迹的钻进形态以三维
立体的形式展示,辅之以虚拟地层、虚拟井场,再现一个沉浸式的虚拟钻井工程。

凭借VR沉浸式显示技术,创建的虚拟井场可实现井场漫游、起下钻控制等交互操作;创建的地层更具有现实地质的纹理、层次感;创建的三维井轨迹不仅可以模拟钻进过程,还能够实现地下漫游等交
互操作。

本文的主要研究内容有:(1)创建三维虚拟模型。

通过3Ds max 创建了井场、地层、井眼轨迹的三维模型,并进行优化;利用SP、PS
软件对三维模型进行渲染、贴图,真实再现虚拟物体;(2)搭建虚拟钻
井工程。

在Unity软件中构建虚拟钻井工程环境,添加植被、山水等
自然元素;导入三维模型,添加碰撞效果,音乐背景,增强用户的真实
体验;(3)人机交互界面设计及控制效果的添加。

利用UGUI系统创建
交互系统的初始界面、主界面及子界面;编辑脚本程序,实现起下钻、井场及地下漫游、井眼轨迹控制等交互功能。

借助VR设备,开发的三维虚拟可视化井眼轨迹交互系统能够再现虚拟钻井工程,给用户提供
一个沉浸式显示环境,增强了人机交互效果,实现了用户运动、观察、分析和决策等目的,为井眼轨迹优化、控制和预测提供了重要依据。

矿井三维模型可视化系统的设计与实现

矿井三维模型可视化系统的设计与实现

矿井三维模型可视化系统的设计与实现摘要:巷道包含了复杂的拓扑信息和空间信息,是矿井其他信息的空间载体,其建模尤为重要。

本文针对矿井三维模型可视化的需要,设计并实现了一套基于Java语言的矿井三维可视化模型。

系统主要包括不同断面巷道模型的分类和参数化构建、矿井液压支架模型的实现、巷道纹理材质库的选择、光照选择,巷道漫游等。

关键词:矿井三维可视化,JOGL,Java,巷道1引言数字矿山作为一种复杂的三维空间信息系统,不仅能够存储、分析和表达真实矿山中各种空间实体对象的属性信息,而且涉及大量复杂的空间定位特征及可能拓扑关系的组织和管理。

因而,数字矿山的三维空间数据模型是联结真实矿山世界和计算机中抽象的矿山世界的桥梁[1]。

本研究就是对矿井三维模型可视化系统进行设计与实现。

通过数字矿山建设至少可以在以下几个方面给矿山企业带来好处:1、提高矿山企业的生产效率和资源优化;2、加强矿山的安全管理,积极的预防矿难事故;3、降低决策的风险性,提高企业快速反应能力。

本文针对煤矿井下环境抽象出各类图元,在空间上模拟真实井下系统,实现了矿井三维模型可视化系统[2-3]。

2 JOGL图形库JOGL是Java对OpenGL API绑定的开源项目并设计为采用Java开发的应用程序提供2D/3D图形硬件支持。

JOGL对OpenGL 2.0[4-5]规范中的API和几乎所有第三方开发商的扩展提供完整访问,而且集成了AWT和Swing界面组件。

JOGL函数库的简单抽象要比高度抽象如Java 3D函数库执行起来高效的多,因为其大部分代码是自动生成的,所以JOGL的升级可以迅速的与OpenGL升级相统一[6-8]。

3矿井三维模型可视化的设计3.1巷道图元三维模型分析巷道由于存在于地下,其数据提取不像地表实体一样简单。

巷道图元与巷道图元间采用非直线形式,以实际角度进行弧形连接。

根据巷道的不同用途,其断面形状,宽度,高度也都不一样,所以可以从巷道断面形状入手抽象出几例模型。

井眼轨迹的三维显示毕业论文

井眼轨迹的三维显示毕业论文

井眼轨迹的三维显示毕业论文目录摘要................................................. 错误!未定义书签。

Abstract ............................................. 错误!未定义书签。

1 绪论 (1)1.1井眼轨迹三维显示技术产生的背景 (1)1.2井眼轨迹三维显示技术国外研究状况 (1)1.2.1井眼轨迹三维显示技术国外研究状况[8] (1)1.2.2井眼轨迹三维显示技术国研究状况 (2)1.3 本论文的主要研究容 (3)2 常规二维定向井轨道设计[11] (4)2.1 设计原则 (4)2.2 轨道类型及计算方法 (4)2.2.1 三段式轨道 (4)2.2.2 多靶三段式 (5)2.2.3 五段式轨道 (5)2.3 井段计算设计结果表述 (5)3 井眼轨迹测量及计算[10][11] (7)3.1 基本概念 (7)3.2 对井眼轨迹测斜计算数据的规定 (7)3.3 井眼轨迹计算的模型假设 (8)3.4 轨迹计算的方法 (9)3.4.1 平均角法 (10)3.4.2 校正平均角法 (11)3.4.3 弦步法 (12)4 井眼轨迹误差分析[22] (13)4.1 误差原因分析 (13)4.1.1 井位的误差 (13)4.1.2 井下测量误差 (13)4.1.3 计算误差 (14)4.2 小结 (15)5 井眼轨迹控制 (16)6 井眼轨迹三维显示软件的编制[12]~[21] (17)6.1 软件的功能简介 (17)6.2 软件的流程图 (17)6.3 软件窗体模块介绍 (17)6.3.1 用VB编制人机交互界面 (17)6.3.2 用VB编制计算机绘图管理程序 (17)6.4 软件的难点处理 (18)6.4.1.VB调用数据库数据 (18)6.4.2.VB与Matlab的衔接语句,以及MATLAB引用VB计算的数据[13] .. 196.4.3.Matlab软件绘制井眼轨迹管道三维立体图[12][14] (19)6.5 软件的不足 (19)6.6 软件运行环境 (20)6.6.1 硬件要求 (20)6.6.2 软件要求 (20)7 结论与展望 (21)致谢 (22)参考文献 (23)术语 (25)附录1:插图 (27)附录2:软件说明书 (33)1 绪论1.1井眼轨迹三维显示技术产生的背景随着石油工业的发展,井眼轨迹的三维显示已经成为钻井设计与钻井施工过程中不可回避的重大问题。

基于虚拟现实的三维井场虚拟环境建模研究

基于虚拟现实的三维井场虚拟环境建模研究

基于虚拟现实的三维井场虚拟环境建模研究中国石油大学(华东)硕士学位论文基于虚拟现实的三维井场虚拟环境建模研究姓名:李瑞民申请学位级别:硕士专业:信息与通信工程指导教师:王延江20100501摘要近年来,随着石油资源成为国家战略的主要能源,石油的开采量越来越大,然而开采难度随着地质复杂情况不断加大,对钻井工人进行钻前模拟培训成为必要。

传统的钻井仿真系统通常是基于三维动画或者基于OpenGL、Flash技术,这种钻井仿真培训系统存在着种种问题,如实现的功能较单一、画面沉浸感不强、缺乏交互性。

随着虚拟现实技术在各行业有了长足的发展,将虚拟现实技术应用在钻井仿真培训中成为可能。

本文为了实现更加真实、更具有交互性的钻井仿真培训系统,使用虚拟现实技术建立三维井场虚拟环境,并且应用到仿真系统中。

本文在详细讨论虚拟现实技术特点、组成和应用的基础上,提出了一种基于虚拟现通信模块和数据库读取脚本,实现了虚拟司钻控制台通过网络动态控制三维井场虚拟环境的功能。

最后以正常钻进接单根为例,详细介绍了虚拟环境在钻井仿真中的使用方法。

本系统画面感真实、动态交互性能强,较好的模拟了真实的钻井井场环境,在实际应用中有一定的现实意义。

关键词:钻井仿真;虚拟现实;Virtools;三维井场建模onthree-dimensionalVirtualEnvironmentStudyDrillingbasedonVirtualModeling RealityLiRuimin InformationandCommunicationEngineerDirectedProfessorbyWangYanjiangAbstractInrecent theoilbecomesthemainsourceofofOuryears,as country’Senergystrategy,theamountof oilresourceis and theofexploring beginningbiggerbigger.Butdifficultyisasthe thesimulationforexploitationincreasingcomplicatedgeologycondition,SO trainingthe workersissimulationarebasedon necessary.Traditionaldrilling drilling systemsthree―dimensionalcartoonor andFlashthiskindof has OpenGL software,butsystemmanyasthefunctionis isnotofproblems,such single,immersefeeling verywell,shortinginteractive withthe ofvirtual inallkindsofnature,etc.Alongdeveloping realitytechniquemethodof virtual inenvironmentisindustry,the realityusing techniquedrilling becomingpossible.After the theuseofvirtualdiscussingcharacter,constitution,andrealitytechnique,thisthesis forwardanewmethodofthethree―dimensionalvi rtualbrings modeling drillingenvironmentonbasedVirtools studiesonthe ofVirtoolssoftware,and blocks,SDKbuildingsoftware.Thenwritethevirtualconsolesocketcommunicationanddrillingprogram,the SQLServer ofVirtoolsC++Builder.Thethree―dimensionalwellenvironmentcanbyscript drillingbecontrolledthevirtual console network.Atnormal andby drilling through last,thedrillingare thevirtualenvironmentin simulationconnectingsinglejointimplemented晰th drillingsystem.moreThe is interaction Cansimulatetherealvivid,hashighdynamicsystem ability,andenvironmentbeaendrillingKey Simulation;Virtualwords:Drilling DrillingEnvironmentModeling关于学位论文的独创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果,论文中有关资料和数据是实事求是的。

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Ke wo d : aa D; lT aetr; s aiain 3 Smuain y r s J v 3 Wel rjco Viu l t ; D— i lt ; y z o o
0 引 言
给定一组 有序离散 的井眼轨迹 空间坐标点P( O1…, ,  ̄- ,, n i ) 完成以下工作 : 1 如何构造参数均匀插值方程P 0 z=) t ) = ) ) (】 (,£,
d i 036 6i n10 — 5 42 1 . . 1 o: . 9 .s. 6 85 . 00 0 1 9 s 0 0 70
T eT re Di n in l i lt nfrW e rjco yb sd o a a D h h e - me s a muai o U T aetr ae nJ v 3 o S o

堕塑
辘 珊 麓
第 1ห้องสมุดไป่ตู้第7 0 0 7 期2 1 年
基 于J v 3 实现 井 眼轨 迹 三维 仿 真研 究 aa D
钟 原
( 南石 油大 学, 西 四川 成都

600) 150
要 : 用计 算 机 可视 化 图 形技 术 , 设 计 和 实钻 的 井眼 轨 迹 实现 三 维 可视 化 , 得 两者 之 间模 型 的 差异 , 利 将 获 实现 对 实钻
作 业 的指 导 。 出利 用参 数 均 匀插 值 算 法 实现 将 离散 的 井眼 轨 迹 数 据 平 滑化 , 理 论 研 究 的基 础 上 , fJv3 提 在 利 laaD平 台 开发
实现 了三 维 井 眼轨 迹 仿 真 系统 。
关 键 词 : a a D; 眼轨 迹 ; 维仿 真 Jv3 井 三
何 实 现光 滑 连 接 。
21 参 数 均 匀插 值 曲线 的 表 示 .
随着油气勘探开 发工作的不断深入 ,钻探对象越来越复 杂 , 探手 段也 越来 越多样化 , 钻 井眼轨迹作 为最直观显示井 眼 情况 、 井斜 控制 水平等的重要依据 , 技术人 员需要根据测斜数
据 计算 井 眼轨 迹 参 数 , 以判 断 实 钻 井 眼 轨迹 是否 与设 计 轨 迹 一 致。 因此 , 过三 维 可 视 化 技 术 , 从 测 量 和 实 验 计算 得 来 的数 通 将
1 Jv 3 a a D平 台技 术 研 究
/ 1 使P n 时, ㈨= 。构造P 为下列的参数多项式: , ( O
P )曰 )0曰 )l…+ )+ B ( O= P+ l P+ B …+ f 0 ) (-) 31
= B (P t 01  ̄)i ∈[, t ]
∈[,】 01, )
用均匀插值方法来构造 曲线方程 )分别取01 , n…, 一 ) , t ,n2 , ( 1 / / n
不足 , 为提高我 国钻井水平和管理水平 , 具有重要的现实 意义 。
本文采用Jv3 技术 , aa D 利用数据库技术 、 向对象技术等 , 面 实现 三维井 眼轨迹仿真软件的研究 和开发 。
1 】 来
表示经过这n 1 + 个点 ;) 2对生 成的三次参数均匀插值 曲线段, 如
据转化为井 眼轨迹的三维图形 图像[ 实现其三维立体表示 , ¨ , 弥
补 了 国 内开 发 的一 些 井 眼 轨迹 绘 制 软 件 还 停 留在 二 维水 平 [ 2 1 的
设过 J, P 一 + 点的 p …,肿的n l j 次参数曲线方程
i =0
基 于Jv的Jv3 技 术 , 为Jv的 一 个 标 准 扩 展 模 块 , aa aaD 作 aa 具
其 中B O为关 于t 次多项式 。由拉格 朗 日插值 基函数 ) 的n 和参数均匀插值定义可得:
B (=( t( t… t)— …( t)  ̄)(-ot - —“O t ) t J t t )- ) -
/tt(-) 0 t1£ 1 £・) (r o r I f ( ) 广 (-) t… - )广 …( t t

有优 秀的、 丰富的U (wn 、 wT E l s的S ) IS ig A 、 c pe WT 和We发布能 i b 力1 3 ] 。它提供 了一套 完整的从几何体建模 、 三维 图形渲染生成 到场景交互控制 、 画生成 的类和接 口, 动 为用户创建并控制 三 维 场 景 提供 了方 便 的 工具 。Jv3 基 于场 景 图结 构 Se e aa D cn G a h t c r t这种层次结构 , rp r t e4 S u u ),  ̄ 无论是描述现实中的对象 , 还 是计算机实现都栩栩如生。根据 以上特征 , 本文 的设计开发选
u i r t p l o g r m Fn l , s g a a D t h o g vlp h D We r e t y i l i s mfu d n i nf m i e o t n o t .i l U i J v 3 c n l d e e — l a c r mua o S t n s o n r a a i i l h ay n e o e ot 3 y l j o S T tn y e o O t . h
ZHONG a Yu n
Abtat T e he— i es nl i a zt neh o g p e az e ei e n a 3 - e a c rt gt e i s c: h re dm ni av u i i c nl ys p h do e i t s ndad e D w lrj t yo et f r t o sl a o t o ia trl eh d g rl t e o d _ h fr c e enh mf ie e c ay e rl gak. h i rtw Hrj t y a cm ot es ruhprm t ee e t e e r u t l ldii ssT e s e e a co tb o e m o n s t o g aa e r n bw t o g d t a u lw l ln t h dc e t e rda e s h h e
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