岩土工程中基于栅格的三维地层建模及空间分析

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1、第26卷第3期岩石力学与工程学报Vol.26No.32007年3月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMarch，2007岩土工程中基于栅格的三维地层建模及空间分析李邵军，冯夏庭，王威，周辉(中国科学院武汉岩土力学研究所，湖北武汉430071)摘要：地理信息系统(GIS)及空间信息分析技术的发展为解决复杂的岩土工程科学问题提供新的手段，三维空间的地层和硐室建模是岩土工程GIS信息技术的核心内容。在此基础上，研究三维空间分析算法并实现具备强大面向对象分析功能的GIS信息

2、系统，是该项技术在岩土工程领域得以推广应用的前提条件。以典型的工程应用实例为背景，介绍基于栅格的包含多元信息(监测设施、工程措施和地质断层等)的三维地层建模技术，详细探讨地层模型中的任意单纯地层剖面生成、地层与三维场景中的水位面及实体相交、地层与硐室的混合剖切算法及面积和体积的空间计算等分析功能。关键词：岩土工程；数值模拟；地理信息系统(GIS)；空间分析+中图分类号：P628.3；O141.4文献标识码：A文章编号：1000–6915(2007)03–0532–06THREE-DIMENSIONALGRID-BAS

3、EDSTRATAMODELANDSPATIALANALYSISINGEOTECHNICALENGINEERINGLIShaojun，FENGXiating，WANGWei，ZHOUHui(InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan，Hubei430071，China)Abstract：Thetechnologiesofgeographicinformationsystem(GIS)andspatialinformationprovide

4、anewmethodforsolvingcomplexproblemingeotechnicalengineering，wherethetechnologyofmodelconstructionforstrataandcavernsinthree-dimensionalspaceisakeyissue.Analysisofdevelopingspatialthree-dimensionalstratamodelwillmakeitpossibleforGIStobesuccessfullyappliedtogeote

5、chnicalengineering.However，therearefewreferencesrelatedtothissubjectatpresent.BasedonatypicalslopeprojectinLongtanHydropowerStation，thetechniqueformodelconstructionofthree-dimensionalgridstratamodelwhichconsistsofmulti-variantinformationsuchasmonitoringfaciliti

6、es，constructionmeasuresandfaults，isintroduced.Inaddition，somespatialanalysisalgorithmssuchasgenerationofsimplestratacross-section，intersectionbetweenstrataandthree-dimensionalobjects，hybridsectionalalgorithmbetweenstrataandcavern，spatialcalculationforareaandcap

7、acityinarbitraryzonearediscussed.Theproposedtechnologywillgivesomeusefulreferencestothecontinuousresearchonthissubject.Keywords：geotechnicalengineering；numericalsimulation；geographicinformationsystem(GIS)；spatialanalysis进的发展，但是它的应用仅仅在少数领域比较成熟，1引言如地图、制图与数据发行、城市与

8、区域规划和地籍管理等，而GIS在许多其他领域的应用才刚刚起步。近年来，GIS及空间信息分析技术获得突飞猛在岩土工程应用领域，国内外也出现一些大型分析收稿日期：2006–06–07；修回日期：2006–07–22基金项目：国家重点基础研究发展规划((973)项目(2002CB412708)；中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KJCX3–SW–