A. 三維地質建模方法
自20世紀80年代以來，研究人員提出了許多三維地質模型來仔型模擬地質體，使這方面的研究有了長足的發展。通過對國內外大量的三維地質建模方面的文獻和專業軟體的研究分析，三維地質建模方法大體可歸納為三類：離散點源法、剖面框架法和多源數據耦合建模法。
1.2.3.1 離散點源法
在地質找礦中，經常需要根據少量的離散點采樣數據(如地質測繪或鑽孔資料)來獲取地質體的形狀，從而為進一步指導找礦起指導性的作用。因此，研究如何實現空間並拍散亂點數據場可視化的方法具有一定的意義。
Carlson(1987)從地質學的角度提出了地下空間結構的三維概念模型，並提出用單純復形模型(Simplicial Complex Model)來建立地質模型。Victor(1993)、Pilout(1994)則具體應用Delaunay四面體的三維矢量數據模型研究離散點地質建模問題。Lattuada(1995)對3DDT(3 Dimensional Delaunay Triangulation)在地質領域內的應用進行了研究，表明四面體格網能很好地用於地質體的三維建模，優點包括：四面體單元易於建立索引；模型易於手工編輯；可通過相鄰關系導出拓撲結構；約束三角剖分易於實現面約束；四面體非常便於可視化，同時具有較高的表達精度；易於實現搜索和關系查詢等。Courrioux et al.(2001)基於Voronoi圖實現了地質對象實體的自動重構。Frank et al.(2007)採用隱函數法(implicit function)表達三維曲面，對離散點集進行三維重構(reconstruction)，用來模擬斷層和鹽丘(salt dome)。楊欽(2001，2005)利用離散點源信息構建地層與斷層結構面，依此作為約束條件約束Delaunay剖分建立三維地質模型。
鑽孔數據也屬於一種點源信息。它實質上是將原始的點、線數據進行有效的分層，根據各層面標高應用曲面構造法來生成各個層面或實體。圍繞鑽孔數據進行三維地質建模已有許多學者進行了研究，其中較早利用鑽孔數據進行三維地質模擬的是加拿大學者Houlding(1994，2000)，利用鑽孔孔口點位信息進行 Delaunay三角剖分，作為「主 TIN(Primary TIN)」，其他地層面則通過高程映射實現。張煜等(2001)對其建模方法進行了深入研究與發展，在垂直鑽孔的理想狀態下，採用三稜柱(Tri-prism，TP)數據模型建立三維地質模型，並給出了相關的剖切演算法。Lemon et al.(2003)採用「地層層位法」建立三維地層模型，並採用自定義剖面(user-defined cross-sections)的方法對地質模型進行局部交互修正。吳江斌(2003)、朱合華等(2003)提出一種基於鑽孔數據的二分拓撲數據結構的建模演算法，嘗試採用基於鑽孔數據的四面體體元模型構建地下三維地質模型；四面體結構在表達復雜結構上則較靈活，但是使用四面體表示空間實體會產生大量的冗餘，且生成四面體的演算法比較復雜。張芳(2005)採用Delaunay三角構網技術，利用鑽孔數據構建三維地層層面模型，同時引入「界面分片」思想，以適應於海量數據模型的可視化表達，但缺少對地質體屬性信息的表達。在三稜柱模型的基礎上，針對鑽孔存在偏斜問題，類三稜柱(Analogical Tri-prism，ATP)(齊安文等，2002)、廣義三稜柱(Generalized Tri-prism，GTP)(Wu，2004)方法先後被提出，用來進行三維地質建模，已被證明廣泛適應於礦山、石油等深部地質問題建模；同時，似三稜柱(Similar Triprism，STP)(Gong et al.，2004)也被提出用於解決鑽孔傾斜問題，如鄭蔚等(2005)基於鑽孔數據採用STP建立三維地質模型對地下空間進行虛擬漫遊。STP與GTP本質上是相絕戚羨同的。基於鑽孔數據建立三維地質建模，這一看似簡單的數據模型方法，經歷了10多年的發展歷程：從初期的TP數據模型，適用於鑽孔垂直成層、地層等厚的理想情況，發展到STP、GTP適用於鑽孔不垂直且地層不等厚的常見情況。
1.2.3.2 剖面框架法
剖面框架法就是在收集整理原始地質勘探資料的基礎上，建立分類資料庫，人工交互生成大量的二維地質剖面，然後應用曲面構造法生成各層位面表達三維地質模型，或者利用體元表示法直接進行地質體建模(Chae et al.，1999)。
利用地質剖面表達研究區域三維地質現象的初級形式是序列地質剖面法(朱小弟等，2001)。序列地質剖面構模技術實質是傳統地質制圖方法的計算機實現，即通過平面圖或剖面圖來描述地質構造，記錄地質信息，如圖1.2所示。其特點是將3D問題2D化，在空間上採用若干平行或近似平行的地質剖面來表達研究區域的地質分布特徵，但它在空間表達上是不完整的，它把剖面之間的地層或構造分布情況留給工程設計人員去「想像」。這種構模方法難以完整表達3D礦床及其內部構造。
基於剖面信息建立真三維模型具有很大的發展空間，對於復雜地質構造區域具有很好的適應性，成為當前地質建模的主要方法之一。然而，基於剖面進行三維重構得到完善發展的是在醫學領域，後來迅速擴展到其他領域。在醫學領域里，通過電腦斷層掃描(CAT)或者核磁共振(MRI)等技術，可以獲得一系列相互平行的人體切片圖像，通過提取對象的邊界，基於輪廓線演算法，生成三維人體模型。地質剖面信息同醫學切片信息一樣，都是反映研究對象的某一特定斷面上的構造分布，可以藉助醫學三維人體建模技術來構造三維地質模型。較早將醫學領域的切面三維建模引入地學領域的是在考古學方面的應用(Tipper，1976，1977；Herbert et al.，1995)，主要應用在古生物的三維重構方面，而應用在三維地質建模方面的文獻並不很多。
圖1.2 序列地質剖面構模實例
公認的剖面三維重構的代表之作是Keppel的文章(Meyres et al.，1992；Herbert et al.，1995，2001；Xu et al.，2003；屈紅剛等，2003)。在Keppel的研究基礎上，Meyres(1992)將剖面建模方法分為4個子問題：對應問題(correspondence problem)、構網問題(tiling problem)、分支問題(branching problem)和光滑問題(fitting problem)：①對應問題解決相鄰剖面之間的輪廓線匹配問題；②構網問題主要解決輪廓線之間的三角形構網問題，考慮滿足某個准則，例如最大體積法(Keppel，1975)、最小面積法(Fuchsetal.，1977)等；③分支問題是解決同一對象在不同剖面上的組成部分的個數不同的問題；④光滑問題主要解決將初始生成的三角網進行插值，從而得到更加光滑的三角網。
屈紅剛等(2003)提出基於含拓撲剖面地質建模方法來實現復雜地質的三維建模的對應問題，鄧飛等(2007)則對一般意義上的剖面地質建模進行了討論。
1.2.3.3 多源數據耦合建模法
隨著計算機性能的提高，具備了對海量數據的處理能力，人們對建立的地質模型要求也不斷提高，希望能夠建立高精度和高復雜度的地質模型(Turner，2003，2006；Calcagno et al.，2006；Kaufmann et al.，2008)。提高模型的精度可以通過插值的方法來實現，但更好的方法是通過增加約束信息來對初始地質模型進行細化，這就涉及耦合多源數據來建立地質模型的問題。
早在1993年，Houlding提出三維地學建模概念的時候就強調地質解釋信息具備對模型的修正(revision)功能。並且指出礦業工程有地質勘探數據、人工繪制數據及施工數據，還有不確定性的需要通過地質統計學進行估計的數據(Houlding，2000)，最終的地質模型需要綜合考慮這些種類不同的數據。
McInerney et al.(2005a，b)認為三維地質建模只能部分上是一個數字地質采樣過程，更重要的是地質學家的人工解釋過程。並且尖銳地指出，不要指望一些計算機軟體能夠自動並成功地「建模」! 讓一個有經驗的地質學家輸入解釋性的信息進行建模，是現實和必要的；而軟體只是建模過程中提供便利的一個工具(There is no expectation that some computer software will successfully and automatically「builda model」! The reality is that interpretative input from a skilled geologist is essential to build a model；the software is simply a tool to facilitate the model-building process)。其要求實際上是，地質建模不僅要考慮地質勘探所獲取的確定性數據，還應加入地質工程人員對地質構造的解釋性數據，這就構成多源地質建模的基本思想。
Mallet(2002)針對地質體建模的特殊性和復雜性，以點、線數據為主要數據源，建立以三角形為基本單元的三維曲面，採用離散光滑插值技術(Discrete Smooth Interploate，DSI)使曲面的粗糙度最小，並作為GOCAD的核心技術，得到了許多地球物理公司和石油公司的支持。
相比較國外以石油、礦業工程為主要應用領域的三維地質建模，鍾登華等(2006)則從水利水電工程地質領域，研究多源地質數據建立壩區的三維地質模型。Wu et al.(2005)提出一種逐步細分的多源數據集成地質建模方法，考慮到地質數據大多比較稀疏和低采樣率的特徵，採用逐步細化的方法對初始地質模型不斷修正。
地質構造的復雜性和認識的階段性，使多源地質建模引起越來越多的研究興趣。32屆國際地質大會(International Geological Conference，IGC)於2004年在義大利佛羅倫薩召開，在「地質的復興(The Renaissance of Geology)」(Zanchi et al.，2007)議題上，多名國際知名的地學建模專家共同提到了多源地質建模問題。其中，Zanchi et al.(2008)藉助商業軟體對義大利境內阿爾卑斯山(Alps)利用多源地質建模問題進行研究，並應用於滑坡穩定性分析。西方發達國家主要將地質建模應用於能源與環境領域，這是為數不多的在工程建設領域開辟蹊徑的研究。無獨有偶，Kaufmann et al.(2008)嘗試採用多源地質建模，研究在廢棄煤礦巷道內進行天然氣儲存問題。
總體來看，三維地質建模技術是一個從簡單地層模擬到復雜地質構造模擬的發展過程。從最初基於單一數據建立簡單層狀三維地質模型，到綜合利用多源數據建立復雜地質模型，能夠反映地質構造的空間特徵。
B. 三維建模入門
三維建模入門教程分三步：
一、CAD三維建模首先應當熟悉世界坐標系和三維空間的關系；其次是掌握CAD的用戶坐標系以及多個視圖的使用技巧，另外必須熟悉面域的操作和多段線的編輯；至於基本立體的繪圖練習全靠反復訓練，掌握各自的特點。
切記：CAD的每一個命令中都蘊涵著各自的技巧，好好探索和熟練它們。
二、世界坐標系是CAD在作圖時，用於確定平面或空間點位置的一個笛卡爾坐標體系，每一個坐標的正向和另兩個坐標的旋向必須符合右手定則，CAD在平面作圖時的三維世界坐標系標志是坐標符號圖中有一「W」字樣。
一般將X-Y平面理解為水平面，Z軸方向表示高度距離，就是說「Z」值等同於用來確定X-Y水平面高度的標高命令「ELEV」，孫亮旅無論是「Z」值還是「ELEV」值，其「+」值表示在X-Y面上方，而「-」值表示在X-Y面的下方，用戶在作圖時要切記這一點。
注意：不管你的三維建模設計多復雜，作圖過程中一定要有個基本坐標體系不能變，否則，作圖方向的紊亂，將使你陷入困境！
三、如何靈活使用三維坐標，在三維實體建模的作圖過程中，要經常地變換坐標系統，從而有利於作圖。CAD的世界坐標系是不變的，主要是用戶坐標系的變換，其命令為「UCS」它可以完成平移、新建坐標方向、旋轉等功能。
三維模型構成：
1、網格
網格是由物體的眾多點雲組成的，通過點雲形成三維模型網格，點雲包括三維坐標（XYZ）、激光反射強度（Intensity）和顏色信息（RGB），最終繪製成網格，這些網格通常由三角形、四邊形或者其它的簡單凸多邊形組成，這樣可以簡化渲染過程。但是，網格也可以包括帶有空洞的普通多邊形組成的物體。
2、紋理
紋理既包括通常意義上物體表面的紋理即使物體表面呈現凹凸不平的溝紋，同時也包括在物體的光滑表面上的彩色圖案，也稱則凳紋理貼鍵羨圖（texture），當把紋理按照特定的方式映射到物體表面上的時候能使物體看上去更真實。
紋理映射網格賦予圖像數據的技術；通過對物體的拍攝所得到的圖像加工後，再各個網格上的紋理映射，最終形成三維模型。
C. 三維模型數據精度如果達到LOD3細節層次級別，該如何要求設計師三維可視化 3D 地圖
如果視角距離近，則會對某些場景放大，包括室內場景，而視角距離遠了之後，遠處的場景都可以隱藏，這些就是常見的數據精度要求。主要是面向眾多場景組合，為了方便數據管理而設置的顯示標准。
建築、道路、地形、河流模型
應根據建築基底和建築高度製作模型，以大比例尺的地形圖建築輪廓線為依據，建築高度根據通用數值和比例間接獲取。
CampusBuilder在繪制過程中可以切換2D/3D視角，並使用參考圖管理進行比例尺換算。
一個LOD3數據精度級別的三維模型就做好啦
D. 如何使用AutoCAD提高三維實體建模效率
要提高CAD繪圖效率，不管平面、三維建模、三視圖、效果圖只有熟練掌握靈活使用各種命令，而且努力學習專業技術知識，勤學苦鍵橡漏稿爛練效率自然就如漏提高了。
E. 如何提高3D列印模型的精度
哪些因素會影響FDM成型件的精度？
FDM工藝是一項涉及CAD/CAM、數據編程、材料編制、材料制備、工藝參數設置以及後期處理等環節的集成製造過程。每一個環節的差錯，都可能影響FDM成型件的精度。下面「弘瑞3D列印」講述幾大主要因素：
材料性能
FDM材料的性能將直接影響成型件的成型精度，材料在工藝過程中要經過固體→熔體→固體的兩次相變，在凝固過程中，由材料的收縮而產生的應力變形會影響成型件精度。因此，如要提升精度，應通過改進材料的配方等方法來減小材料的收縮率。
分層厚度
分層厚度是指在成型過程中每層切片截面的厚度。由於每層有一定的厚度，會在成型後的實體表面產生台階現象，直接影響成型件的尺寸誤差與表面粗糙程度。通常情況下，分層厚度越大，模型表面產生的台階高度也就越大，表面質量也會越差，但加工效率則會提高。所以分層厚度的設置要根據自身需求而合理設定。此外，為了提高成型精度，加工物悶御完成後，會進行相應的打磨拋光等後期處理，提高成品效果。
噴頭溫度
噴頭溫度影響材料的絲材流量、擠出絲寬度、粘結性能及堆積性能等。溫度過低，絲材粘度就會加大，擠出絲速度變慢，會導致噴頭堵塞，同時絲束的層與層之間粘結強度也會降低，可能導致層與層之間的剝離；溫度過高，材料趨於液態，粘性系數變小，流動性變強，會導致擠出速度過快無法形成精度控制的絲束，在加工製作時可能會出現前一層的材料尚未冷卻，後一罩岩層就鋪覆在前一層的上面，使得前一層材料出現坍塌現象。因此，噴頭溫度的設定非常重要，要根據每種絲束的性質在一定的范圍內進行恰當的選擇，保證擠出的絲束成正常的熔融流動狀態。
填充速罩孝度與擠出速度
擠出速度是指噴頭內熔融狀態的絲束從噴嘴擠出時的速度。若擠出速度增大，擠出絲的截面寬度就會增大，當擠出速度達到一定數值，擠出的絲束粘附在噴嘴外圓錐面，形成「擠出脹大」現象，出現這種情況就不能進行正常加工。
填充速度應與擠出速度匹配，填充速度比擠出速度快，則材料填充不足，會出現斷絲現象，難以成型。相反，若填充速度比擠出速度慢，則熔絲會堆積在噴頭上，使成型面材料分布不均，表面會有疙瘩，影響成型質量。因此，填充速度與擠出速度之間應進行合理匹配。
那麼如何提高FDM成型件的精度呢？
通過軟體對STL文件進行修復，提高面片質量，減少CAD模型離散化過程中的精度損失。
選擇合適的工藝參數，包括層厚、補償量、擠出速度、填充速度、開啟/關閉延時，噴頭溫度、成型室溫等。
增加基底厚度，增大填充間隔，可以減小物件彎曲變形的程度。
保持平台的清潔，校準Z軸列印的初始高度。
在FDM工藝成型的過程中，影響精度的因素以及改善精度的方法除了上面講述的這些，還會有很多種其他情況。應根據自身需求及實際情況，靈活處理。唯有秉承不斷鑽研、精益求精的態度，才能成就精緻的3D列印佳作。這也正是3D列印的樂趣所在。
F. 如何提升3d建模能力
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G. 簡述3D列印模型數據處理的基本流程
一、建模。3D建模通俗來講，就是通飢段賀過三維製作軟體將虛擬三維空間構建出具有三維數據的模型。
1、直接下載模型。現在網上有很多3D模型的網站，種類和數量都非常多，可以下載到各種各樣的3D模型，而且基本上都是可以用來直接進行3D列印的。
2、通過3D掃描儀逆向工程建模。3D掃描儀逆向工程建模就是通過掃描儀對實物進行掃描，得到三維數據，然後加工修復。它能夠精確描述物體三維結構的一系列坐標數據，輸入3D軟體中即可完整的還原出物體的3D模型。
3、用建模軟體建模。目前，市場上有很多的3D建模軟體，比如3DMax,Maya,CAD等等軟體都可以用來進行三維建模，另外一些燃檔3D列印機廠商也提供3D模型製作軟體。
二、切片處理
實際上就是把3D模型切成一片一片，設計好列印的路徑（填充密度，角度，外殼等），並將切片後的文件儲存成.gcode格式，一種3D列印機能直接讀取並使用的文件格式。
然後，再通過3D列印機控制軟體，把.gcode文件發送給列印機並控制3D列印機的參數，運動使其完成列印。它的作用是和3D列印機通訊。
三、列印過程
啟動3D列印機，通過數據線、SD卡、等方式把STL格式的模型切片得到Gcode文件傳送給3D列印機，同時，裝入3D列印材料，調試列印平台，設定列印參數，然後列印機開始工作，材料會一層一層地列印出來，層與層之間通過特殊的膠水進行粘合，
並按照橫截面將圖案固定住，最後一層一層疊加起來，就像蓋房子一樣，磚塊是一層一層的，但累積起來後，就成一個立體的房子。最終經過分層列印、層層粘合、逐層堆砌，一個完整的物品就會呈現在我們眼前了。
3D列印機與傳統列印機最大的區別在於它使用的「墨水」是實實在在的原材料。
四、完成列印，後期處理
3D列印機完成工作後，取出物體，做後期處理。比如，在列印一些懸空結構的時候，需要有個支撐結構頂起來，然後才可以列印懸空上面的部分。所以，對於這部分多餘的支撐需要去掉，做後期處理。
其次，有時候3D列印出來的物品表面會比較粗糙（例如SLS金屬列印的），需要拋光。拋光的辦法有物理拋光和化學拋光。通常使用的是砂紙打磨（Sanding）、珠光處理（BeadBlasting）和蒸汽平滑（VaporSmoothing）這三種技術。
還有，除了3DP的列印技術可以做到彩色3D列印之外，其他的一般只可以列印單種顏色。有的時候需要對列印出來的物件進行上色爛派，例如ABS塑料、光敏樹脂、尼龍、金屬等，不同材料需要使用不一樣的顏料。
(7)怎樣提高三維建模數據擴展閱讀
限制因素
1、材料的限制
雖然高端工業印刷可以實現塑料、某些金屬或者陶瓷列印，但無法實現列印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，列印機也還沒有達到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。
研究者們在多材料列印上已經取得了一定的進展，但除非這些進展達到成熟並有效，否則材料依然會是3D列印的一大障礙。
2、機器的限制
3D列印技術在重建物體的幾何形狀和機能上已經獲得了一定的水平，幾乎任何靜態的形狀都可以被列印出來，但是那些運動的物體和它們的清晰度就難以實現了。
這個困難對於製造商來說也許是可以解決的，但是3D列印技術想要進入普通家庭，每個人都能隨意列印想要的東西，那麼機器的限制就必須得到解決才行。