三维地质模型在门头沟新城建设规划地质勘查中的应用

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1、2010第5卷第4期技术应用V01．5No．4三维地质模型在门头沟新城建设规划地质勘查中的应用赵越，李军辉(

2、匕京市地质研究所．

3、匕京100120)摘要：三维地质模型具有直观．准确，可分析．可利用等特点，可以为城市规划及土地利用提供科学依舞。本文介绍了三维地质模型。在门头沟新城建设规划地质勘查中的应用。关键词：三堆地质模型，空问结构。可视化。新城建设规划中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1007—1903(2010)04—0040-．-05随着国家社会经济发展的需要，全国各地都在进行城市化建设规划。为了

4、给城市规划提供科学地质依据，应对规划区进行区域地质勘查工作。传统的城市地质勘查手段，主要是基于点、线、面等二维平台下，开展地面调查、遥感解译、工程钻探等工作。传统的二维地质工作解释仅仅是出现在有限的几条剖面和平面上，剖面之间或平面之间是不连续的。因此，采用三维地质模型直接展示地质体的空间分布情况，可满足城市建设规划有关专家的需要。本文介绍三维地质模型，在门头沟新城建设的需要。1三维地质模型概念和特点(1)三维地质模型概念三维地质模型是指使用适当的数据结构，在计算机中建立起能反映地质构造的形态、各构造要素之间的关系以

5、及地质体空间物性分布等地质特征的数学模型。三维地质结构模型，可以把空间分布不均匀、不连续、散乱的地质信息，通过数学拟合及计算机图形学的方法变成可视的、连续的和形象直观的3D地质图形。(2)三维地质建模软件本次建模采用的软件是‘北京市城市地质数据管理与服务系统》(图1)，该系统是2007年由北京市地质矿产勘查开发局基于VC十+语言平台上开发的。系统运行于图形工作站，能满足三维地质空间信息获取、管理、分析和可视化的基础软件平台。系统可以使用多种类型的数据源生成三维数据，并提供多种三维数据的生成方法。系统主要功能，有数据

6、管理、可视化功能、三维结构建模和三维属性建模等。图1北京市城市地质数据管道与服务系统界面(3)三维地质模型意义三维地质模型通过处理岩层界面与结构面组合关系，力求真实地反映地下地质结构全貌，将地质体及其形态结构直观、形象地展现在分析者面前，能够最大限度地增强地质分析的直观性和准确性，做出符合地质现象分布变化规律的工程设计与施工方案。三维地质模型的特点，除了具有确定性、可视性及可修改性之外，更重要的是能够利用已有模型教据进行有关分析和推测。例如：通过分析三维地质模型的结构，可以计算有关地质体的体积与储量，在地球物201

7、0V01．5No．4赵越等：三维地质模型在门头沟新城建设规划地质勘查中的应用第5卷第4期理探测领域，还可以分析推测地质体所引起物探异常的原因。分析研究三维地层结构，深刻认识工程地质环境特征，确定工程建设层岩土力学参数的空间分布特征，为合理确定土地利用和城市规划奠定了地质基础。2三维地质模型在门头沟新城地质勘查中的应用(1)模型建立“北京门头沟规划新城三维地质模型”基本上覆盖了门头沟新城建设规划的功能区，根据野外施工钻孔和资料收集钻孔的特点，按照“取点一连线一建面一成体”的工作路线建立地质模型。首先，在平面上完成钻孔

8、点的合理选取，以控制工作区范围，并满足成果精度要求。在钻孔点选取完成后，在平面上进行剖面线布置，并对布置好的剖面线进行钻孔地层间的连线，建立二维地质剖面。然后将二维地质剖面数据转为三维地质剖面，对三维地质剖面进行计算机拓扑，最终建成三维地质结构模型。其详细路线描述见表l，建模过程分别见图2、图3、图4、图5、图6。表1三维地质建模技术路线表l整理资料整理工作区收集到的钻孔资料，请相关专家制定地质分层规则2地层编码将经专家确认的地层信息进行编码，据相关规定统一地层代号及属性3选择钻孔钻孔在平面上的布置应形成封闭网格，

9、网格形状以四边形和三角形为宜4数据录入将钻孔资料录入到三维系统，为建模提供基础教据5确定剖面根据软件要求，确定合适的剖面线以控制工作区剖面线确定后，按照软件的操作要求，生成各钻孔的柱状图，而后按照地质规律连接钻孔之间艟I应的地层，建立削面的边界，乍成多边形，再赋予各多边彤相应的膳性即各多边形6二维剖面连接所代表的岩性，之后再通过多边形的属性给各弧段赋f相应的棱性。之后应进行削面数据质量检查，直到检查无错误为止。最后设定剖面参数，保存为三维削面文件。二维地质剖面完成之后，就开始i维地质结构建模，三维地质结构建模的实施

10、主要分为以下几个步骤来完成：(1)逐个查找每一个方格网中的错误，如地层小现螺旋等。(2)根据查找出的错误，返回对应的■维地质剖面中．逐一进行修改，直至无n日题为止。(3)建立小7三维地质建模剖面，分出边界削面和非边界剐面(4)调入三维模_II!!专题文件，采用自动建模或分布建模建立=三维模型。(5)若三维模型建立中间，计算机提示有错误，则应按照棚应I．uJ题