三峡库区地质灾害体三维地层可视化实现.pdf

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1、第42卷第5期人民长江Vo1．42，No．52011年3月YangtzeRiverMar．．201l文章编号：1001—4179(2011)05—0026—04三峡库区地质灾害体三维地层可视化实现田宜平，沈建业(中国地质大学(武汉)计算机学院，湖北武汉430074)摘要：角点网格模型是实现不同区块不同尺度三峡库区滑坡体模拟的关键。从介绍角点网格模型的特点入手，介绍如何利用OpenInventor实现以角点网格模型表达的三维地层的可视化显示。重点介绍了如何利用角点网格模型来表达多尺度地质灾害体的三维地层构造格架。同时研究了用三维地层体数据中各角点网格体的属性信息进行

2、可视化表达的方法，实现了基于角点网格模型的多尺度三维地层的空间信息和属性信息多重可视化。关键词：OpenInventor；角点网格；三维地层；多尺度；地质灾害监测中图法分类号：1：'208文献标志码：A在三峡库区地质体的三维地质建模过程中，地质基于OpenGL的面向对象三维图形软件开发包。OIV体都是以网格的形式来表达的。目前国内的三维地质开发包支持多平台多种程序语言，经过多年的发展，建模系统主要采用矩形网格，其所有单元网格的长、宽OIV已经基本上成为面向对象的3D图形开发的工业均相等，垂向连接顶底网格点的网格面为垂直面。虽标准，被广泛地应用于机械工程设计与仿真、

3、医学、地然矩形网格处理规则形体比较方便，但是不太适合处理科学、石油钻探、虚拟现实、科学数据可视化等领理实际的地质状况，在有断层的情况下，就不可能建立域。目前世界上比较成熟的OIV开发包有3个，局部加密的地质模型，完成不了多尺度的研究。三角它们分别由SGI(SiliconGraphics，Inc．)，TGS(Tem—网格虽然可以很好地描述地质体的复杂结构，但是目plateGraphicsSoftware)和SIM公司开发，其在遵循前还没有与之配套的基于地质统计学的建模算法。OIV接口规范的基础上各有特点。TGS公司是最早将在较为复杂的地质条件下，在库区范围内，要对局

4、部地OIV由Unix系统移植到MicrosoftWindows下的公司，质滑坡体进行加密处理实现精细模拟、并对其力学非该公司的OIV也是目前世界上使用最多的OIV版本。均质性和几何形态进行精细描述，就要求数值模拟采OIV具有功能强大，性能优异等优点，而且TGS为了用更为灵活的网格“。大数据量复杂网格模型的多满足不同应用领域的要求，开发了大量的可独立使用尺度模拟是复杂滑坡模拟的大势所趋，将角点网格模的功能强大的扩展模块，这也使得OIV被越来越多的人青睐。使用OIV开发包，可以快速、简捷地开发出型应用于滑坡过程模拟，既能在宏观上对滑坡体的条各种类型的交互式三维图形软件

5、⋯。件进行模拟，也能在局部细节上提高模拟的精度。但这也为后续预测滑坡的滑移过程及地层三维可视化2基于角点网格的三维地层可视化增加了一定的难度。2．1角点网格模型1OpenInventor简介角点几何网格是由Ponting引入油藏数值模拟研OpenInventor(以下简称OIV)是SGI公司开发的究中的，具有不同油层网格步长可变的优点，能够更收稿日期：201l—Ol一25基金项目：国家大型油气田及煤层气开发科技重大专项(2008ZX05051)作者简介：田宜平，男，副教授，硕士生导师，主要从事盆地模拟和三维可视化图形软件研究与开发。E—mail：typzl@sin

6、a．corn第5期田宜平，等：三峡库区地质灾害体三维地层可视化实现27加精确地描述断层两翼的深度变化、流体分布和流体读取计算并按孔隙度属性进行渲染显示的结果，图2渗流特征¨。基于角点网格数据结构的体模型，在逻是角点网格地层模型建立后的线框显示，可以清楚地辑结构上属于，．，K的规则拓扑结构模型。其中，，看到角点网格模型的格架结构及地层层次和断层。y，z方向逻辑上有n+1(rt分别等于，，．，，K)条线，每个方向上剖分成n个格子，共，-，个单元；⋯”(Cel1)¨。在平面上，每个单元之间有独立的坐标，～静，但都约束在地层顶底面对应结点的连线上，具体的z釜戥值决定其，，

7、，坐标对。每个单元格都存储8个顶点的蹋嚣三维坐标来唯一确定一个小的六面体，这样除了地层边界处的点之外的每个逻辑顶点都存储了8个点的坐标，虽然增加了文件存储空问，但可以精确表达地层的ll断裂、升降等构造特征。将角点网格模型应用于滑坡，-体的模拟中既能合理的表达地层构造，又能提高滑坡图1角点网格模型地层可视化过程模拟的正确性和精确性。2．2地层可视化构造一地层格架的三维可视化是地质灾害体描述的重要手段，其基础是数字地层格架的构建15]。OIV支持许多领域的多种数据格式，其开发包也提供了一些应用比较广泛的体数据加载器。但是在本文中用于油藏数值模拟的地层模型是由建模软件P

8、etrel