基于Bentley市政工程三維地質模型創(chuàng)建應用

三維地質建模與可視化技術能夠形象表達地質體的地層信息及空間構造特征,對于工程設計和決策具有十分重要的意義。在綜合前人研究成果基礎上,提出一種基于二維地質剖面構建三維地質模型的方法,該方法充分利用已有資料,并融入專家知識經驗,具有用戶交互簡單、對于復雜地質現(xiàn)象處理能力較強等特點。同時,本文還分析了建模過程中的若干關鍵問題,并設計給出了相應的算法,最后通過一個具體的工程實例展示了該方法的實際建模效果。

大型水利水電工程所處地區(qū)地質構造復雜,涉及的地質信息眾多且時間跨度長,給工程設計帶來很大的困難.基于錦屏一級水電站工程實例,通過對地質勘探數(shù)據的整理和對地質解譯結果的分析,采用新的方法和數(shù)據結構建立了滿足要求的三維地質模型.進而以三維地質模型為中心,從點、面、體3個層次將空間圖形與其信息進行有機鏈接,同時也建立了相關的綜合地質信息數(shù)據庫,實現(xiàn)了三維地質模型信息的可視化管理與查詢,突破了傳統(tǒng)的純文本方式,使工程人員能夠全方位、動態(tài)地分析和利用地質信息,提高設計水平.

工程量計算是工程成本計算的基礎,是工程招投標,設備采購等工程管理工作的重要數(shù)據支撐.傳統(tǒng)圖形算量軟件無法發(fā)揮三維設計的優(yōu)勢,本文通過對基于bentley三維設計模型的工程算量系統(tǒng)的研究,介紹了工程算量系統(tǒng)的設計思路、工作流程及實際應用效果,工程應用表明,該系統(tǒng)極大提高了工程量計算的工作效率,具有廣闊的行業(yè)應用前景.

為了獲取三維地質體任意方向的剖面圖,在四面體建模的基礎上,利用面與面之間的相切關系以及四面體剖切后拓撲關系的一致性,在三角形自分解基礎上完成了三維地質體的任意剖切,并在vc環(huán)境下利用opengl對該剖切進行了顯示。仿真結果表明,該方法實現(xiàn)了三維地質體任意方向的剖切處理,提高了繪制地質剖面圖的效率。

2004年開始數(shù)字地質填圖技術在全國區(qū)調中全面推廣應用,運用數(shù)字地質填圖過程中獲取的prb數(shù)據直接構建淺部三維地質模型具有重要研究意義。構建三維地質模型的關鍵是三維地質界面的構建,本文重點闡述了斷層面、第四系界面、地層面、巖體界面、殘留頂蓋界面、俘虜體界面等6種主要地質界面的構建流程與方法。面的構建時應先創(chuàng)建模型的邊界面(dem面、模型的底界面、模型的四周邊界面),再建斷層面,最后按地質體新老順序依次構建其他地質界面,構建地質界面時應遵循\"野外路線數(shù)據為主要數(shù)據,地下地質數(shù)據為約束數(shù)據\"的原則。該方法建立的地質界面與地表填圖數(shù)據和地下地質數(shù)據都能夠完全吻合,建立的地質界面精度高且美觀,但受地表產狀可推測深度的限制,該方法僅適用于淺部三維地質模型的構建,但構建的模型可以作為深部三維地質建模的參考與約束。建模單元可以與地表填圖單元相同,也可以進行少量的合并,模型可達到的精度較高,模型的精度取決于野外填圖路線數(shù)據的精度和數(shù)量,尤其是野外路線中的點間界線和有效產狀的精度和數(shù)量。為了保證模型的精度,在野外路線填圖過程中應盡量保證每條野外路線中的點間界線(b)都具有有效產狀,在地質界線產狀變化較大的部位需要適量增加產狀數(shù)據。

為解決三維地質模型不確定性問題突出、精度難以評價的難題,分析了三維建模過程中誤差來源,提出采用c-f方法對三維地質模型各階段不確定性進行統(tǒng)一度量,以實現(xiàn)三維地質模型精度有效評價。以扎哈淖爾露天礦為工程實例,構建了扎哈淖爾露天礦三維地質模型精度評價體系,以解析法和模糊評價法確定了各證據的可信度,以簡單有效的ahp方法確定了各證據權重,經證據的合成與傳遞,有效地實現(xiàn)三維地質模型精度定量化評價,最終確定了扎哈淖爾露天礦三維地質模型的可信度為0.783。經實際采動量核算,驗證了該方法的可行性,提高了模型實際應用價值。

三維地質模型是一個較為直觀、有效的研究地質領域內容的方法。文章將三維地質模型分為面模型、體模型和混合模型三類,并從曲面插值法、三角網剖分法和地質斷層建模法三個方面理論化地闡述了三維地質模型的可視化方法,最后就典型的體模型和虛擬鉆孔模型進行了分析,描述了三維地質模型可視化的應用。

在油氣開發(fā)領域,經常采用網格模型對地形進行描述,而網格模型的大數(shù)據量成為實時繪制的瓶頸。因此,對地形網格模型進行簡化的同時必須對現(xiàn)有算法進行加速。提出了一種三維地質模型的快速建模方法:通過刪除頂點法矢量變化不明顯的點來減少數(shù)據量,同時運用gpu技術將海量地形數(shù)據進行并行計算進而提高建模速度。試驗結果表明,該算法能夠在保證在失真較低的情況下實現(xiàn)數(shù)據運算速度的大幅提升以及網格模型較大幅度的簡化,從而滿足實時顯示的需要。

在油氣開發(fā)領域，經常采用網格模型對地形進行描述，而網格模型的大數(shù)據量成為實時繪制的瓶頸。因此，對地形網格模型進行簡化的同時必須對現(xiàn)有算法進行加速。提出了一種三維地質模型的快速建模方法：通過刪除頂點法矢量變化不明顯的點來減少數(shù)據量，同時運用gpu技術將海量地形數(shù)據進行并行計算進而提高建模速度。試驗結果表明，該算法能夠在保證在失真較低的情況下實現(xiàn)數(shù)據運算速度的大幅提升以及網格模型較大幅度的簡化，從而滿足實時顯示的需要。

在油氣開發(fā)領域，經常采用網格模型對地形進行描述，而網格模型的大數(shù)據量成為實時繪制的瓶頸。因此，對地形網格模型進行簡化的同時必須對現(xiàn)有算法進行加速。提出了一種三維地質模型的快速建模方法：通過刪除頂點法矢量變化不明顯的點來減少數(shù)據量，同時運用gpu技術將海量地形數(shù)據進行并行計算進而提高建模速度。試驗結果表明，該算法能夠在保證在失真較低的情況下實現(xiàn)數(shù)據運算速度的大幅提升以及網格模型較大幅度的簡化，從而滿足實時顯示的需要。

在油氣開發(fā)領域，經常采用網格模型對地形進行描述，而網格模型的大數(shù)據量成為實時繪制的瓶頸。因此，對地形網格模型進行簡化的同時必須對現(xiàn)有算法進行加速。提出了一種三維地質模型的快速建模方法：通過刪除頂點法矢量變化不明顯的點來減少數(shù)據量，同時運用gpu技術將海量地形數(shù)據進行并行計算進而提高建模速度。試驗結果表明，該算法能夠在保證在失真較低的情況下實現(xiàn)數(shù)據運算速度的大幅提升以及網格模型較大幅度的簡化，從而滿足實時顯示的需要。

三維地質模型主要通過剖面構造·自動建模方法要求這些剖面基本平行,并且相鄰剖面地質體的差別不能過大·本文針對剖面數(shù)據較少且不平行的情形,設計了人機交互的三維地質模型構造方法,利用普通多面體柵格化算法和由marchingcubes算法得到的光柵矢量化,實現(xiàn)了光柵和矢量模型的相互轉換·在保證模型間拓撲正確的基礎上,提高了地質模型的編輯效率,并在實踐中得到了檢驗·

在巖土工程有限元數(shù)值模擬中,復雜的地質環(huán)境使得建模困難,模型一般都被簡化處理。其結果直接影響計算的準確性。借助地質模型能最大程度地表達地質實際的特點,將地質模型和數(shù)值模型相結合,提出一種新的巖土工程有限元建模方法——crm地質模型轉化法。其核心思想是將三維地質模型經過特定方式轉化為符合有限元網格要求的數(shù)值計算模型。具體轉化過程為:①根據計算范圍對地質模型進行區(qū)域切割;②從切割模型提取控制數(shù)據進行網格重構;③對重構模型按地層屬性自動剖分有限元網格;④將網格數(shù)據導入數(shù)值分析系統(tǒng)完成建模。通過編程實現(xiàn)與實例驗證,這種方法能準確生成復雜模型網格,整體建模速度快,自動化程度高,且能方便地模擬開挖過程,并可為不同的數(shù)值分析系統(tǒng)使用,極大地提高了前處理工作的效率。

重點介紹bentley三維工廠軟件在工程設計中的應用,包括廠房建模、設備建模和管道建模,并結合某工程實例,簡述建模后的處理及成品輸出。

利用struts和hibernate技術,對灌漿數(shù)據進行采集和整理,在灌漿分析系統(tǒng)中將這些灌漿數(shù)據轉化為三維灌漿孔模型,實現(xiàn)三維地質模型和灌漿數(shù)據耦合;在耦合模型的基礎上對灌漿效果進行可視化分析:對任意排灌漿孔模型進行三維地質模型剖切,揭示每排灌漿孔模型的不良地質體垂直分布情況;通過改變單位注灰量較大灌漿孔模型的顏色屬性,耦合其對應的三維地質模型,從而實現(xiàn)單位注灰量在地質模型中的可視化分析;在灌漿參數(shù)基礎上自動生成其對應的綜合剖面,將地質條件耦合到剖面中,賦予綜合剖面圖地質信息屬性;通過對任意灌漿孔段進行地質信息數(shù)字化,明確每個灌漿孔段是否通過不良地質體以及各個不良地質體的高程分布;以施工單元為基準,對單位注灰量和地質信息進行耦合統(tǒng)計分析。通過工程應用實例表明,基于三維地質模型對整個壩基灌漿工程的可視化分析,可以有效指導灌漿工作并能對灌漿效果做到及時、有效的反饋分析,為工程管理人員做出快速的決策提供可靠的依據,從而提高工作效率和工作水平。

基于三維地質模型的巖土工程數(shù)字化的應用,成為我國巖土工程領域的主要發(fā)展方向。巖土工程的三維地質建模和可視化分析研究,提高了巖土工程的信息化管理水平,在巖土工程領域具有一定的應用價值。本文對巖土工程三維地質模型建模和可視化分析的特點進行了介紹,結合巖土工程基坑開挖施工的實際情況,提出了基坑開挖體的三維地質模型的建模方法,并對巖土工程基坑開挖體的三維地質建模的可視化分析方法進行了研究。

我國高放廢物地質處置經過30多年研究,已初步確定新場為地下實驗室推薦場址。開展新場巖體三維地質建模研究,一方面能夠充分利用已有資料準確地表達各種地質現(xiàn)象,直觀再現(xiàn)地質單元的空間展布及其相互關系；另一方面可以挖掘隱含的地質信息,方便地質分析和工程決策,這在地下實驗室研究階段非常重要。在對新場已有資料綜合分析和解譯的基礎上,建立了巖體的三維地質模型,直觀地再現(xiàn)了新場巖體地質環(huán)境特征；并基于地質建模結果,開展了鉆孔設計等工程應用,取得了較好的效果。本研究可為我國高放廢物地質處置后續(xù)工作中地質分析與工程設計提供有益參考和技術支持。

在介紹surpac建立三維地質模型原理及過程的基礎上,對礦山三維地質模型建模方法進行論述,并對礦山三維地質模型的不確定性原因進行分析,提出可行的解決方案。

地質體三維模型的構建可以有效的預測地質體內巖性分布特征.以沈陽地鐵十號線下穿渾河區(qū)間段地質體為工程實例,基于鉆孔勘探數(shù)據,利用克里格插值法,分析地質體內巖性的空間分布特征,實現(xiàn)了三維模型的可視化構建.結果表明地層主要由砂礫、圓礫、泥礫類土組成為主,為工程施工及線路的選擇提供了依據.

地質體三維模型的構建可以有效的預測地質體內巖性分布特征。以沈陽地鐵十號線下穿渾河區(qū)間段地質體為工程實例,基于鉆孔勘探數(shù)據,利用克里格插值法,分析地質體內巖性的空間分布特征,實現(xiàn)了三維模型的可視化構建。結果表明:地層主要由砂礫、圓礫、泥礫類土組成為主,為工程施工及線路的選擇提供了依據。

針對傳統(tǒng)勘探剖面構模人工干預較多、模型精確性有待提高等問題,研究了一種智能化與人機交互相結合的三維地質模型快速構建方法,并結合該方法對控制模型不確定性的主要因素及約束方法進行了分析。該方法以面向勘探剖面的三維地質模型構建工作流程為主線,通過優(yōu)化提升各環(huán)節(jié)自動化、智能化工作程度以提高三維地質模型構建的速度與精度?；谠摲椒ㄑ邪l(fā)的軟件功能模塊能較好地實現(xiàn)勘探剖面二維平面快速編圖及剖面邊界三維空間動態(tài)重構,進而基于三維勘探剖面實現(xiàn)面向用戶自定義屬性約束的地質界線動態(tài)提取和三維地質模型快速構建。經實際應用檢驗表明,該方法不僅能有效提高三維地質模型構建的效率和精度,而且對模型幾何形態(tài)的不確定性程度具有較好的約束控制作用。

水電工程地下洞室區(qū)域所處的地質構造往往比較復雜,二維設計方法有一定的局限性.引入非均勻有理b樣條(nurbs)技術,并結合地質交互解譯、tin算法和地質趨勢面分析理論方法構建三維地質模型.基于三維地質模型,提出地下洞室三維參數(shù)化設計的概念和方法,對設計成果進行分析,并應用改進的層次分析法,構建地下洞室設計方案的優(yōu)選模型.通過在某水電工程設計中的應用驗證了該方法的可行性.