基于IDL的三维地质体模拟系统的设计与实现

三维地质体建模具有形象、直观、易操作等优点,已成为地学研究的重点。以野外收集的钻孔资料为源数据,利用IDL强大的数据处理与图形显示功能,采用表面模型法和体绘制构造三维地质体可视化模型,通过建立的可视化界面实现地质体的旋转、缩放等多种控制操作,并且实现任意点地层属性查询、动态调整、剖面切割等分析功能。最后,将其应用于实际工程中,验证了系统的可行性和实用性。     

基于几何细分的三维地质模型自适应精细化构建方法

为钻孔采样数据设计的广义三棱柱体元是地质建模中的常用方法，它利用相邻的三棱柱体元表达地层空间分布情况，而通常相邻钻孔采样间隔较大，导致这些区域模型的精度较低，地层面不光滑。基于此提出了三棱柱三维地质模型的插值平滑的理论和方法，在不该变模型数据结构的情况可以自适应地细分三棱柱模型实现高精度插值。(1)提出了三棱柱三维地质模型几何平滑度的定义与计算方法，用于判断一个三棱柱体元是否需要插值。(2)详细讨论了基于三棱柱几何平滑度的三维地质模型插值虚拟钻孔设计与计算方法。(3)基于虚拟钻孔设计计算和基于现有三棱柱体元的三维地质模型自适应平滑插值方法研究。     

盐岩地质三维建模及分析平台研发与实现

通过对不同领域地质三维建模和模拟分析相关技术研究现状的分析,结合盐岩地质特点和用途,应用3D GIS最新研究成果,设计实现了盐岩地质三维建模与分析应用平台,并对其中的关键技术方法进行了研究与实现。在完成了系统功能结构设计的基础上,利用Geodatabase数据模型对盐岩二维、三维空间数据进行组织与管理。在此基础上,利用面向对象程序设计技术,实现了细分虚拟钻孔构建和含盐地层三维建模与分析方法;基于声纳探测数据的盐腔三维表面拓扑重建技术和3D GIS空间分析的盐腔围岩三维体元模型构建方法,实现了盐岩地质体直接体绘制等关键技术。本文研究成果可以为盐岩地下溶腔的合理开采与利用提供有力的技术支撑和科学依据。     

MapGIS K9平台在三维地质可视化模型构建中的应用

通过城市地质调查工作构建地下三维地质结构模型是推动"智慧城市"建设和"地质+"服务的核心技术。以长江三角洲南翼的嘉兴市地理地形图和各类城市地质调查钻孔数据为基础,建立地形图形库、钻孔数据库、构造数据库等基础数据库,结合地理信息系统(geographic information system, GIS)技术、计算机技术、图像处理与可视化技术,构建分析评价子系统功能模块。借助MapGIS K9软件平台的三维软件工具,开展基于地表地质图和地质-地球物理-钻孔联合解译剖面的三维地质模型构建、三维模型可视化、三维模型切割及三维模型隔栅剖面展示的分析研究。精选代表性第四纪地质钻孔116个、工程地质钻孔1 106个、水文地质孔445个,分别构建了嘉兴市第四纪三维地质结构模型、工程地质三维结构模型和水文地质三维结构模型,可在任意角度、任意区块获取地层结构和属性信息,展示地下三维地质构造及地层分布特征的可视化效果,可服务于城市地下空间开发利用和规划管理工作,为政府有关部门提供科学决策依据。     

IDL在三维地层可视化中的应用研究

本文以钻孔资料为源数据,利用IDL语言强大的数据处理与图形显示功能,分别使用多层DEM表面模型法和实体模型法构造地层三维模型,实现了地层的平移、旋转、缩放、透明等多种控制操作。并实现了任意点地层分布查询、任意剖面切割、属性查询等分析功能,从而尽可能模拟现实世界,增强三维地层的真实感。最后,将其应用于实际工程中,验证了其合理性和实用性。     

基于G-maps拓扑数据模型的三维地质建模方法

三维地质建模是数字城市、矿山、石油等领域进行地下空间数字模拟的关键技术,本文研究了基于G-maps拓扑数据模型的三维地质建模方法。G-maps拓扑数据模型通过三个迭代函数完全表达了三角形内结点、边和三角形单元之间的拓扑关联信息。基于G-maps拓扑数据模型进行Delauany构网时,不仅能加快构网速度,同时也保存了三角单元内与单元间的拓扑关系。利用Delaunay三角构网,建立钻孔之间的拓扑关系,实现了基于三棱柱模型的三维地质建模。由于采用G-maps拓扑数据模型,对于新获取的钻孔数据可以很容易获取该钻孔对模型的影响区域,快速的插入钻孔信息,使得局部地层能够动态更新。     

基于BIM技术地质体三维模型构建关键技术的研究

近年来,BIM(BIM:Building Information Model)技术在岩土勘察行业慢慢推广应用,成为一种新的信息表达手段。本文提出了"点-面-体"的地质体BIM模型的构建基本思想。首先对地质勘察的钻孔数据进行三维可视化,然后在此基础上,利用克里金算法以钻孔数据为样本数据插值拟合出三维地质层数据,最后根据三维地质层数据,采用三棱柱模型构建出三维地质体。实验效果表明,利用BIM技术构建的地质体三维模型能够直观表达出地质层的分布情况,为后期设计人员、施工人员的工作提供参考辅助信息,便于他们做出正确的决策。     

厦门翔安海底隧道数字化建模技术

围绕厦门翔安海底隧道工程，首先在总结当前三维地层建模理论与方法的基础上，建立该工程的三棱柱地层实体模型。该模型将地质勘察钻孔数据离散为点源信息，采用Delaunay三角化算法对钻孔点的平面点集进行二维构网，由网格节点之间的联接关系所确定的钻孔之间的联接关系将钻孔连接成地层的三棱柱体表达，该模型体现便于存储、快速可视化和便于空间分析等优点。然后在三维图形平台上进行了隧道及附属设施的三维建模。最后在此基础之上实现基于数字模型的信息查询、地层剖切、地层开挖等空间分析功能。     

隧道工程区三维建模及可视化研究

传统的工程地质资料分析,不能很好表达隧道与地质体的空间关系,依托成兰线龙门山隧道开展隧道区域三维地质建模与可视化研究。基于Visual Studio C++2008及Open GL三维数据库,利用钻孔数据、区域地质资料,实现了地表地形、地层地质体、钻孔、隧道等三维建模与可视化,构建了完整的区域地上下空间模型,为隧道施工信息化及风险控制提供了有力保障。     

基于EVS的隧道工程三维地质建模应用

介绍了EVS软件三维地质建模流程,以横琴杧洲隧道工程场地为研究对象,基于勘察钻孔数据,使用EVS软件建立了地层模型和属性模型,剖切三维模型得到沿线纵剖面及横剖面,定量对比分析了两类模型的建模效果,结果显示除粗砂层和中风化砂岩层以外的其他地层体积误差均小于8％,地层模型中各地层区域内相应地层的预测概率达到60.91％～9...     

基于Delaunay构网的地层3D TEN模型及建模

构建真三维的地层模型是地质学、三维GIS、科学可视化及工程应用领域共同关心的课题。在总结当前的三维地层建模理论与方法的基础上,提出了地层的真三维四面体模型。该模型将地层钻孔数据离散为点源性息,采用Delaunay四面体化算法构建三维地层,并对地层尖灭、断层等突变信息的处理进行了探讨。最后给出了该方法在典型地层和工程应用中的实例。该模型体现了TEN便于存储、快速可视化等优点,建模方法则充分利用计算机。     

基于潜势场理论的三维复杂地质模型参数精细化建模与分析

由于实际工程中可获得的地质资料有限,而地层关系复杂,传统的地质建模方法进行区域地质体建模精度可能不足,无法满足工程需求;而潜势场理论通过集成地层界面接触数据和方向数据,并利用协克里金方法进行梯度场插值,使得地质模型具有较高的准确度,更符合实际地层结构。本文基于潜势场理论,以南京地铁5号线某区间工程钻孔数据为主要数据源,经过模型尺寸分析、地层合并及土层接触关系分析等步骤,建立了精细化的三维地质模型;并对地铁穿越的关键土层③-1b1-2层压缩模量的空间分布特征通过属性建模进行了精细化分析。结果显示基于潜势场理论的三维地质建模方法对于复杂地质条件建模具有明显的优势,对关键土层参数的空间分布规律进行精细化分析有利于指导工程设计与施工。     

基于VTK的三维地质建模方法研究

不规则三角网(TIN),广义三棱柱(GTP)和四面体(TEN)是广泛应用于钻井三维地质建模的数据模型.本文重点研究TIN-GTP-TEN混合建模方法,通过引入VTK作为可视化工具,利用VTK类库中的相关建模函数以及其自身数据结构以点索引号集合来表达任意几何体的特点,对基于钻井数据的传统三维地质建模过程作了一些改进.例如...     

基于多层DEM的地层三维建模与可视化

在对钻孔数据进行信息提取基础上,将研究区钻孔所揭示地层按照地层沉积顺序进行编号,以钻孔孔口坐标为基准,结合区域边界条件,采用Delaunay三角网格剖分方法,建立各层不规则三角网;在对地层层面进行相交处理后,进行层面缝合构建基于多层DEM的地层实体模型.该方法相对体模型拓扑结构简单,建模速度快,易于进行剖切分析.     

工程地质三维剖切的OOP实现

首先利用标准地层层序表和钻孔数据,根据层面TIN模型,建立了工程地质三维模型;然后在此基础上,提出了一种基于虚拟钻孔的工程地质三维剖切的实施方法,该方法通过剖切平面与层面TIN边相交的交点生成虚拟钻孔,将虚拟钻孔和实测钻孔一起重新构建层面TIN模型,实现工程地质三维剖切。同时还提出了利用面向对象程序(OOP)设计思想来实现该剖切方法,并且介绍了OOP实现的概念设计和工程地质三维剖切类的抽象和集成,就OOP实现的具体应用进行了探讨和分析。结果表明该方法快速简易可行,对层状地质结构的三维剖切有较好的效果,从而为工程地质分析提供了一条新的途径,能满足工程地质分析和地质解释等应用的实际需要。     

基于限定Delaunay三角剖分和OpenGL的三维地层可视化系统设计与实现

针对三维地质建模工作非常繁琐和复杂,为降低操作人员的劳动强度和提高模型可视化效果,提出一种基于结合限定Delaunay三角剖分和OpenGL进行三维地层可视化的方法。利用限定三角剖分算法可以生成任意边界形态、任意尺寸大小或者带有多个孔洞的地层表面三角网;利用OpenGL的对象拾取机制实现钻孔数据的可视化管理和人机交互地层建模。同时将该方法应用于三维地层可视化系统开发中,系统克服了手工填加虚拟钻孔来提高模型精度的麻烦,可以显著提高三维地层建模的效率和可视化效果。最后利用南京某地区三维地质调查项目地质勘察获取的钻孔数据,进行了实际建模操作。实验结果表明,系统能够快速、准确地构建地层的三维模型,并实现多种模型可视化,为工程勘察信息的管理和分析提供了科学、高效的技术手段。     

基于工程勘察钻孔数据的三维地层模型的自动构建

三维地层建模技术是实现地层三维可视化的核心。提出了一种用三角形面构实体作为描述三维地质实体的基本单元，基于工程勘察钻孔数据自动构建三维地层模型的方法。这种三维地层建模方法操作简单，用户只需按工程勘察工作习惯组织钻孔数据，即可自动建立三维地层模型，并可对其进行剖切、开挖等空间分析，有利于三维地层建模技术在实际岩土工程勘察工程中推广运用。     

基于ArcGIS的三维地层建模方法

基于多层DEM地层建模思路,总结了在Arc GIS中利用钻孔数据生成地层分界面TIN模型来实现三维地层建模及可视化的一般方法,建模实例表明,该方法简单、高效,可以快速建立层状地质体的三维可视化模型,可以为类似的工程提供参考。     

三维地质建模在岩土工程勘察中的应用——以盛京金融广场项目为例

通过建立建筑工程所在区域的三维地质模型,建筑设计和施工人员可对复杂地质条件进行分析和研究,为城市建设提供技术支撑。基于盛京金融广场项目勘探钻孔数据及地层分层资料,采用GTP建模方法,根据钻孔数据中岩层接触关系,从新到老、自上而下逐层自动创建三维地层模型。经交叉剖切分析检验,建立的三维地质模型与实际勘探数据拟合度较好,准确客观地反映了研究区域内的地层地质条件。本文通过对三维地质模型进行研究,分析了研究区域工程地质条件及施工过程的潜在风险,提出了风险管控措施,可为建筑物设计、施工和风险防控提供科学决策依据,具有较高的推广价值。     

基于GIS的太原市活断层三维建模

针对目前三维地质建模技术不能真实反映实际地层与复杂结构面相互交切关系的综合三维特征信息,本文提出了一种在ArcGIS环境下了利用浅层地震探测资料构建三维地层和断层模型的新方法,该方法通过对浅层地震探测深度剖面进行"微分",设计构建了三维地质模型的算法,利用AOVBA开发方式进行了程序的开发,对太原市活断层探测区域第四纪地层剖面和断层断面进行了三维地质可视化建模。