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1、第28卷第2期桂林工学院学报Vol128No122008年5月JournalofGuilinUniversityofTechnologyMay2008文章编号:1006-544X(2008)02-0188-05基于GOCAD的三维地质模型构建方法董梅,慎乃齐,胡辉,刘飞(中国地质大学工程技术学院,北京100083)摘要:探讨了利用GOCAD建立工程建筑三维地质模型的关键技术问题,提出了以克里金插值和离散光滑插值相结合来建立地层界面以及采用GOCAD中的GRID功能代替SOLID功能建立三维地层实体的方法。
2、以北京市某经济开发区建筑场地为例,利用GOCAD建立了该场地第四系沉积层的模型。实例分析表明,由此建立的三维地质模型能更好地反映实际情况。关键词:GOCAD;工程建筑层;克里金插值;离散光滑插值;三维地质建模中图分类号:P642;TP391144文献标志码:A目前,国内对三维地质建模作了较多研究,灵图标准三维地学模型软件,自1989年GOCAD研究计划的VRMap系统具有完整的空间数据描述体系,能进提出,经历10年发展,GOCAD软件正式发行,由于其行海量数据管理,并且能实现数据查询分析、地形分强大的三维
3、模型构建和分析功能,该软件被广泛应用。[1,2]析等。国外在这方面的研究进展较快,已经开发出与其他软件比较,GOCAD软件具有如下特点:很多商业化软件,如美国考格尼塞斯公司的GeoSec(1)GOCAD实现了通用地球模型所设想的功3D软件,加拿大金康公司开发的GemCom软件,以色能。能够直接导入各种专业软件数据,实现交叉列帕拉代姆地球物理公司的GeoDepth系列软件,T2学科团队统一协作。通过GOCAD提供的流程自动surf公司的GOCAD软件等,它们都能分别利用地震化工具,使用者能够利用系统提供的向
4、导,渐次资料、钻井资料、地表地质资料生成三维地质解释成实现地下构造的快速重建,而无需经过繁琐的软果,但各具特色。其中GOCAD软件作为新一代地质件和数据转换。建模软件的代表,以工作流程为核心,达到了半智能(2)全三维、全拓扑。与现有通用的GIS软化建模的世界最高水平,在国外受到众多用户青睐,件不同,GOCAD软件从数据结构、工作模式和功但是由于该软件全英文化的界面以及未出版中文的能设置都实现了真三维化,提供了非常全面的三用户手册,至今国内尚未见到介绍有关该软件功能维空间分析支持;它采用的三维矢量拓扑数据模
5、及操作的书籍,导致用户在实际使用中都只能逐渐型,能够分析三维空间对象的拓扑关系,进行复摸索,耗费大量的时间。杂曲面的交叉和切割等空间关系计算。本文以北京市某经济开发区建筑场地为例,(3)GOCAD使用了空间插值算法DSI(discrete探讨了GOCAD软件在第四系沉积层(限于工程建smoothinterpolation)。空间数据的内插是通用CAD筑层)三维地质模型构建中的关键技术问题,力和GIS软件的基本功能,但这两类软件使用的数据求为该软件在地质工程领域中的应用提供范例。内插算法并不适用于地质构造的
6、数据内插。针对以上插值算法的不足,GOCAD软件开发了针对地1GOCAD软件概述质建模特点的插值算法,即离散光滑插值算法GOCAD软件作为石油、地质、物探、采矿等行业的(DSI)。DSI类似于解微分方程的有限元方法,用收稿日期:2007-07-13基金项目:国家自然科学基金资助项目(40602037)作者简介:董梅(1983-),女,硕士研究生,研究方向:工程岩土体稳定性与三维建模。通讯作者:慎乃齐,教授,E2mail:nqshen@1261com。第2期董梅等:基于GOCAD的三维地质模型构建方法189
7、一系列具有空间实体几何和物理特性、相互连接层位很清楚简洁的区域,使用这种方法可以很大的空间坐标点来模拟地质体,已知节点的空间信地减少工作量,但是,当建模区域面积较大、且息和属性信息被转化为线形约束,引入到模型生地层条件较复杂时,则不能直接用层位相连生成成的全过程,因而DSI插值适用于自然物体的模层面,必须要先人为划分好层面,再利用第二种拟。方法建立模型。(4)拥有完善的地质统计分析功能。在GO2使用第二种方法时,若是直接由原始数据点CAD软件中提供了多种地质统计分析模块:空间生成不规则三角网格(TIN),
8、由于研究区部分区数据分析、克里格估计、序贯高斯模拟等。域钻孔点分布稀疏,生成的三角网格棱角分明,由此可以看出,GOCAD软件强大的功能完全比较粗糙,很难真实地反映实际的地层结构。为可以满足地质分析的要求。此,笔者通过多次建模实践,发现可以在地层层面起伏比较大、钻孔较少的地带通过克里金插2三维地层模型构建的关键技术[3]值对原始点进行加密,以改进它的网格密度。一个典型的三维地质模型是由一个或多个地克里金法的优点在于它对原始点的数
