文档介绍：对地质工程复杂地质体可视化技术的探究
对地质工程复杂地质体可视化技术的探究
摘要:地质工程复杂地质体中的各种地质信息,可以通过野外勘探实测或监测仪器记录获得,但一般都是散乱数据,工程地质工作者很难对其在工程岩土体中的分布规律有一个整体和直观的把握。各种地质信息,包括地表地形、地下水位、地层界面、断层、节理、风化带分布、侵入体及各种地球物理、地球化学、岩土体的物理力学参数或数据的等值面(线)等,都可以看作是三维空间中的函数,利用各种野外实测资料分别建立相应的曲面拟合函数,进而利用计算机建立三维地质模型,达到直观地表达地质信息在工程岩土体中的分布规律、提高对于地质规律的认识、指导地质工程项目的勘测施工及监测的目的。
关键词:地质体可视化技术
中图分类号: TU7文献标识码: A
0引言
现有的地理信息系统(GIS)都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息,要扩展到真三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距。一个大型地质工程项目从可行性研究阶段、初步设计阶段到详细设计阶段,乃至到工程运行期的管理与监测期,建设周期长,往往积累了大量的地质资料,用三维模型图形图像来表达、解释和管理如此庞大的资料比光靠数据库和图表图纸等传统手段来得有效的多。建立地质工程复杂地质体的三维模型,处理岩层界面与结构面组合关系,逼真反映地下地质结构全貌,将为地质工程工作者分析研究工程地质现象和发现掌握岩土体结构规律提供一种崭新的研究手段和研究方法。
1复杂地质体可视化研究与开发现状
TITAN三维建模软件是由北京东方泰坦科技有限公司开发的TITAN地学综合信息系统中的一个组件,是基于框架建模的思想研制开发而成的,利用平行或基本平行的剖面数据建立起三维空间任意复杂形状物体的真三维实体模型。TITAN三维建模软件的组成部分有:①剖面数据处理模块,建立剖面数据,为建立三维实体模型提供由一系列平行的剖面组成的框架数据,数据剖面由多边形、环和点元素组成;②对应关系处理模块,建立剖面之间、多边形之间、环之间和点之间的对应关系,为建立三维实体模型提供剖面间的——对应关系,从而建立建模元素之间在三维空间中的联系;③模型处理模块,建立实体模型,用剖面数据和剖面间的对应关系建立起三维实体模型,并且可以对模型进行任意切割、计算面积和体积的处理。此软件只是三维建模与图形处理的引擎,适用面广泛。但在面向具体专业时,需要添加或扩充专业模块,比如工程地质专业模块等。纵观国内外几种软件的研究与开发现状,对于地质工程专业的复杂地质体建模与分析的针对性不强,没有充分体现地质工程专业的特殊性,不能够很好地满足地质工程生产与研究的实际需要。
2地质工程复杂地质体三维建模和可视化的关键技术问题分析
,实测数据越丰富精确,得到的地质模型越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。对于不同的地质信息,需采用不同的拟合函数。地表地形测量数据(X坐标、Y坐标和地表高程Z)、地下水位埋深测量信息(地下水位测点地表X坐标、Y坐标和水位埋深h)等的曲面图形生成可归结为双自变量离散数据的插值和拟合。空间曲面插值函数有以下构造方法,如与距离成反比的加权方法(Shepard方法),径向基函数插值法(Multiquadric方法),平面弹性