水利水电工程地质结构面等值线图自动生成

等值线图是地质科学研究中最常用的图件之一,如地形等高线图、地层等厚度图、地下水埋藏深度图等。在水利水电工程地质分析中,最常见的等值线图是等高线图,它是一种描绘地形高度的等值线图。利用三维地质模型,不仅能够获得更高质量的地形等高线图,而且还可自动生成地质体内的各地质界面的等高线图。

一般地,地质勘测结果大多反映众多离散分布的数据点,而其测量对象却是一个整体连续分布的模型。地质等值线图正是衔接两者的纽带,它可以通过实际的离散数据建立起区域性连续的整体概念。从这个意义上说,常规地质等值线图的绘制就是把离散的数据点变换为连续图形的过程,而基于三维地质模型的等值线生成,则是由面到线的数学处理过程。

重建的三维地质模型可以分解为各地质体的界面模型,以某一岩层界面为例,它是一个光滑的空间曲面,令平面z=c(c为常数)与该曲面求交,即可得出一条等值线。不断改变常数c的大小(可按等距离改变)后,就可获得一组等值线。

在一定区域内绘制的等值线一般具有以下4个特征:

(1)每条等值线均为连续曲线。

(2)给定c值后,相应的等值线不限于一条。

(3)由于研究区域有界,所以等值线既可以是封闭曲线,也可以是与区域外连续的开曲线。

(4)等值线一般不互相交错。

由上述原理可知,在三维地质模型的基础上绘制等高线图较为简单,对于任一地质界面、任意间距的等高线图自动生成,其程序算法Draw_Contours设计如下:(www.xing528.com)

基于三维地质模型利用计算机自动生成等值线图具有较大的优势:

(1)与人工方法相比所需时间和费用较少。

(2)严格遵守固定不变的作图方法,具有客观性和可重复性。

(3)便于随着信息的变化或增加而修正更新。

图6.5为某岩层结构面5m等高线自动生成实例。

图6.5　岩层结构面等高线的自动生成

(a)岩层界面;(b)5m等高线