水利水电工程地质模型建模方法及应用

在本系统中，建立三维地质模型综合使用了四种方法，即直接生成法、直接点面法、等值线法和剖面法。一般来讲，三维地质模型的建立使用上述方法都可以解决，但应用起来，难易复杂程度不同，使用者可以根据自己的需要选择使用。

（1）直接生成法：根据二维制图时输入的数据和图形，直接生成三维数据和模型。在二维制图时，所研究的是三维空间的对象，只不过是采用了标高投影的方法，在二维制图中来解决，因此在数据和图形中都保留了大量的三维信息，直接使用这些信息来生成三维模型是最简单和最快捷的方法，例如钻孔和平洞的数据，可以直接生成三维钻孔和三维平洞。在建立地质平面图时，图面上的地质界线都输入了相应的属性，根据这些属性和地形等高线图，就可以建立三维地质模型。

（2）直接点面法：通过离散点数据生成三维网格数据文件，进而生成三维面和三维实体模型。这一方法适用于离散点数据足够多而且分布相对均匀的情况。当达不到这一要求时，可以借助等值线法和剖面法来增加离散点。

（3）等值线法：也可称为等高线法。根据若干离散点编制等高线图，是工程地质人员的一项基本技能，编制出的等高线图能形象地表现出一个曲面的三维形态，可以借助等高线图生成三维曲面。除根据离散点编制等高线图以外，对于地质结构面，该系统还提供了一些根据已知数据自动生成等高线图的功能，例如：根据一点及产状自动绘制等高线图，根据结构面在地表的出露线及产状自动绘制等高线图，根据平切图地质结构面线自动绘制等高线图。等高线图绘制好以后，用户可根据其他勘探资料，加上自己的工作经验和想象力，编辑修改等高线，使其改变成为一个符合实际情况的曲面形态，然后再根据等高线图生成结构面的bsn数据文件，绘制成三维面。(www.xing528.com)

（4）剖面法：由于钻孔数量不足，只依靠钻孔的数据作为离散点还不够，需要借助剖面的数据生成离散点。工程地质剖面图是各类工程勘察试验成果的综合体现，也是地质工程师经验解释结果的综合反映，能够较好地反映工程区典型和特殊的地质现象，直观的表达地层的分布与构造特征。将工程地质剖面图的信息加入到三维地质模型中，或者在建模过程中根据相邻钻孔数据绘制一系列剖面，再将这些剖面与钻孔数据结合在一起建模，会大大提高三维地层模型精度与表现能力。上述方法可称为剖面法。以剖面法生成三维地质界面时，要求系统具备很好的二维制图工作环境，因为需要解决地质平面图上快速地布置剖面线、快速地切制剖面图、方便地对剖面图进行编辑，以及由剖面图向三维模型的转换，可以想象没有一个很好的二维制图软件作为基础，三维软件也是不容易搞成功的。剖面法可以应用在制作地表覆盖层、河道覆盖层、各风化界面、地下水位面、地层界面和地质结构面，还可以应用在料场贮量计算、滑坡体的体积计算等。也可以利用剖面作为三维模型的骨架剖面，来生成三维地质模型，但这要求剖面之间的距离要保持在一定的精度。

在该系统中，综合应用了以上方法来建立三维模型，本书没有按照建模方法分门别类进行说明，而是按照各类地质对象如何进行三维建模来介绍，并说明是使用了哪种建模方法。三维地质建模主要包括以下内容：三维地形模型、三维勘探点、三维地质结构面、三维地形表面的地层分界线、三维风化界面和水位面、特殊地质现象三维建模（褶皱、喀斯特洞穴等）。基本建模方法都是采用上述四种方法。