基于钻孔数据的三维可视化快速建模技术的研究

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1、第30卷增刊岩土力学Vol.30Supp.2009年8月RockandSoilMechanicsAug.2009文章编号：1000－7598－(2009)增1―0260―07基于钻孔数据的三维可视化快速建模技术的研究刘振平，贺怀建，朱发华（中国科学院武汉岩土力学研究所，武汉430071）摘要：为了实现三维建模过程的智能化以及自动化，以及使复杂地质体三维建模过程变得简单，针对CAD图形资料编写了能够直接将地表、钻孔等地质信息读入到数据库的DXF接口程序，提出了一种利用GA-Kriging插值手段对地层属性进行插值并最终实现三维可视化快速建模的方法，并且在此基础上

2、基于VTK图形库实现了三维建模、等值线绘制、钻孔显示、切片以及特定地层的提取以及体积的计算等功能。在编写Kriging插值算法时，为了实现块金常数、变程等常数取值的自动化、最优化，应用GA智能算法求解。最后，通过地铁隧道的一个工程实例，对建模方法以及相应的算法模块进行了验证，表明方法具有一定的优越性。关键词：三维可视化；钻孔数据；Kriging插值；GA算法；快速建模中图分类号：TP391文献标识码：AStudyoftechnologyoffast3DmodelingandvisualizationbasedonboreholedataLIUZhen-ping

3、,HEHuai-jian,ZHUFa-hua(InstituteofRockandSoilMechanics,ChineseAcademyofScience,Wuhan430071,China)Abstract：Forthepurposeofintellectualizationandautomationintheprocessof3Dmodelingandalsoforsimplificationofcomplexgeologicalbodymodeling,DXFinterfaceprogramwhichcanreadtheboreholedataands

4、omeotherdrawingdatafromCADandrewriteittodatabaseorvisualizeitisprogrammed.The3Dfastmodelingmethodisputupwith,whichdosetheinterpolationwithstratusattributevaluesbymeansofGA-Kriging.Moreover,thefunctionsincludingmodeling,contoursdrawing,displayofboreholes,slicingofstrata,extractionofs

5、pecialstratum,calculationofvolumeandsoon.IntheprogrammingofKriginginterpolationmethodcode,theGAintelligentalgorithmisappliedforthecalculationofconstantparameterssuchasnuggetconstantandrange.Itisprovedthatinthiswayglobaloptimalsolutionoftheparameterscanbeobtainedeasily.Finally,anengi

6、neeringinstanceisgiventotestwhetherthiskindofmodelingmethodandrelatedprogramcodesareappropriateornot;itisshownthatinthiswaythe3Dmodelingbecomeseasyandefficient.Keywords:3Dvisualization;boreholedata;Kriginginterpolationmethod;geneticalgorithm;fastmodeling的瓶颈。如何根据已有的工程地质数据通过相对简1引言便地操作

7、得到工程所需的三维地质模型，已经成为随着计算机科学制图、可视化等科学技术的不岩土工程信息化发展和进一步推广的制约因素，很断进步，岩土信息工程在众多学者的努力下也蓬勃多学者在这一方面开展了大量地研究和实践，其中发展。无论是矿山、地铁、水电站，还是关系国家在根据钻孔数据进行三维快速、自动化建模方面的[1]安全的石油安全地下储备工程，它们的建设、设计研究比较多，如贺怀建、白世伟等根据多层DEM等面临的地质实体等都需要借助三维可视化的手段表面数据模型，针对地质钻孔资料中岩层分界点的[2]来表达。但实际工程中往往由于地质数据的缺乏以排序来建立三维模型；朱合华等利用钻孔数

8、据运及地质体复杂性，三维建模已经成为了