三维地质模型在变电站勘察中的应用

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1、三维地质模型在变电站勘察中的应用12张石友，付本奇（1.河南省电力勘测设计院，郑州450007；2.郑州宇通客车股份有限公司，郑州450016）摘要：利用地质勘察资料，依据地质平面图、剖面图、钻孔柱状图、物探数据等建立拟建变电站厂区的三维地质模型，使得厂区内三维地质体形象的展示在设计者面前，本文以三维设计软件CATIA为平台，以淅川南220kV变电站为工程实例，简要阐述了变电站三维地质建模的过程及工程应用。关键词：三维地质模型；CATIA；NURBS中图分类号：TU195文献标识码：ATheApplicationof3

2、DGeologicalModeltotheSubstationInvestigation12ZHANGShi-you，FUBen-qi(1.HenanElectricPowerSurvey&DesignInstitute,Zhengzhou450007,China;2.ZhengzhouYutongBusCo.,Ltd.,Zhengzhou450016,China)Abstract:Byuseofgeologicalinvestigationdataandbasedongeologicalplane,profile,b

3、orehistogram,andgeophysicaldata,3DGeologicalModelofthesubstation’splantareaisbuilt,thenthegeologicalbodieswhichareintheplantareaareshownonpresenceofthedesigner.Usingthe3DdesignsoftwareastheplatformwhichiscalledCATIA,andthroughtheengineeringexampleoftheXichuansou

4、thsubstation,theprocessofbuildingthesubstation’3DGeologicalModelandtheengineeringapplicationareexpoundedbriefly.Keywords:3DGeologicalModel;CATIA;NURBS1引言随着计算机技术的飞速发展，三维地质建模技术越来越受到地学界的重视，并成为地质可视化技术的一个热点。国外的三维地质建模及其分析研究开展较早，在理论研究、软件开发和实际应用等方面发展较为成熟。经历了从简单的线框建模、表面建

5、模、体三维建模到集成建模的发展阶段。这些软件基于Unix的主要有Datamine、Minecom、Surpac、Lynx、Vulcan等，基于Windows的主要有GOCAD、SurpacVision、PC-Mine、MicroMine、Minemap等。在国内也出现了GeoView、IMAGIS、GeoMo3D、TITIAN3D、VRMAP等地学三维可视化软件。这些商业软件的出现，在很大程度上推动了三维空间建模技术方法的研究，也在地球物理、石油物探、石油开采和露天矿开采等领域取得了颇有成效的研究成果。国内三维地质建模

6、研究起步较晚，软件方面如北京华油吉澳开发的GeoTools系统、北京理正开发的LeadingGIS地理信息系统、北京东方泰坦公司和加拿大阿波罗集团共同研制开发的TitanGIS、北京灵图公司开发的VRMap三维地理信息系统等[1]。研究成果方面如王海笑[2]和陈健[3]采用DEM建立了三维层状地层模型；徐能雄[4]采用柱体构模方法、表面构模方法与断面构模方法分别构建了连续岩体、非连续岩土和倒转褶皱岩体三维模型；张菊明和陈昌彦等[5~6]对风化带分布、多层地层等地质信息的可视化和断层错断岩层的表达和显示的算法进行了深入的

7、研究，提出了“局部间断拟合函数”，借助AutoCAD平台实现了复杂三维地质图形的显示，并成功应用在三峡船闸边坡工程的地质信息三维可视化中。本文针对近期研究成果，采用CATIA软件为平台进行三维地质模型设计，以淅川南220kV变电站工程为例，引入多种地质数据，采用NURBS技术来构建曲线、曲面，可以很好的模拟数据点间地形的起伏，利用交叉布尔运算来生成地层体，很好地反映了该变电站厂区的地质特征。2CATIA三维设计简介2.1CATIA软件简介CATIA是由法国Dassault公司开发的集CAD/CAM/CAE于一体的优秀三

8、维设计系统，在机械、电子、航空、航天和汽车等行业获得了广泛应用。作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分，它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。达索系统的PLM解决方案目前已经成功应用于全球水利水电行业。加拿大魁北克水电公司、全球知名水电设备制造商VOI