GOCAD地质建模在某工程中的应用

现有的地理信息系统都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息,要扩展到真三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距.文章基于GOCAD,分析了工程地质体三维建模关键技术问题,并结合某水电工程坝址区的三维地质建模进行了实际应用.     

三峡库区地质灾害体三维地层可视化实现

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Open Inventor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。     

水利水电工程的图形信息模型研究

在水利水电工程领域,应用信息技术较普及的是计算机辅助设计技术,然而这些研究和应用仅仅表现的是图形本身的几何属性,并没有将一些关键的物理属性、拓扑等信息融入到图形之中,忽略了图形和信息的融合。本文基于BIM 理论,提出水利水电工程的图形信息模型(HPIM,Hydropwer Project Information Modeling)的总体框架,通过CAD 中的三维几何造型引擎(ACIS)和拓扑运算用基本图元构造出工程几何形态,并将图形运算与图元扩展数据贮存相结合,实现图形与信息的融合。构造出的图形信息模型为水利水电工程不同阶段的应用提供简洁的共享的方法。     

工程地质三维设计系统研究

随着计算机技术的飞速发展,传统的二维工作方法已经不能满足时代发展的需求,为此,笔者开发了地质三维设计系统,该系统整合了水电、火电、变电、工民建等工程,包含了全面、灵活的地质数据录入及管理,三维地质建模前处理系统、三维模型展示及二维标准出图系统等方面内容,该系统既可按不同的工程类型分别录入,又没有改变原有的录入习惯,还可以兼容原来软件的数据,实现了数据的统一管理,通过该系统可以实现建模数据的快速提取,可以实现标准剖面的快速出图,还可以实现二维与三维的联动.     

岩滩水电站三维地质建模技术研究

以岩滩水电站为例,分析了三维地质建模中的自由曲面构建、齐全的数据接口以及DSI离散内插方法,不同地质对象的建立和数据表达,与数值计算相结合的技术等几个关键问题。将以上技术应用于岩滩水电站的三维地质模型,结果表明,该模型在显示、成图分析及三维数值计算等方面均取得了较好的效果。     

基于数字孪生技术的水利水电工程地质勘察

为提升水利水电工程地质勘测效果,高效、精准分析地质结构状态,提出基于数字孪生技术的水利水电工程地质勘察方法。该方法依据数字孪生技术为核心,结合数据采集、数据处理、三维建模等技术,构建水利水电工程地质的数字孪生模型,并通过三维虚拟引擎技术,实现地质模型的可视化交互;在构建模型的基础上,采用Op-tumG2有限元极限分析法分析地质的地层分布、岩土属性以及连续情况,计算地质坡体的最小稳定安全系数,完成水利水电工程地质勘察。测试结果显示：该方法能够完成水利水电工程地质数字孪生模型构建,能够清晰呈现土层的连续情况,并可完成滑动面位置分析和地质坡体的最小稳定安全系数计算。     

基于DSI插值的复杂地质体流程化建模技术在工程中的应用

介绍了当前国际领先的三维地质曲面建模技术,对比分析了算法的优越性,将算法引入到复杂地质体建模当中,结合工程地质工作流程与习惯,开发了流程化建模工具。巴塘水电站的成功应用证明,DSI算法适合非连续、非线性和具有二元结构的地质体三维建模。结合工程地质数据库,运用流程化工具建立复杂地质体三维模型,提高了工作效率,工作过程体现了地质工程师对地质体的认知过程,模型成果客观反映了地质对象的空间关系。     

基于规则体元的三维地质模型构建加速技术研究

基于规则体元的三维地质模型在地质空间数据处理、三维空间信息分析和操作的简便性和模型通用性上相较于其他模型构建方法都有很大的优势,但是基于规则体元方法的三维模型构建中对于描述精确度高,模型范围大的地质体,在数据存储空间占用、模型生成时间、模型显示帧率和显存占用上都有较大的影响。针对规则体元方法的三维模型构建的效率问题,提出一种地质模型构建加速技术,通过降采样ＬＯＤ技术、模型压缩技术和多线程ＰａｇｅｄＬＯＤ调度技术,较大提升了基于规则体元的三维地质模型的生成时间和显示帧率,并且极大减少数据存储空间和显存的占用。通过对不同地质大小的模型构建效率对比发现,使用加速技术后,可以满足对12800ｍ×12800ｍ×128ｍ大小的三维地质模型的分析需求。     

基于MapGIS-TDE三维平台的地质模型构建

以长江三角洲平原南翼的嘉兴市为例,建立了基于MapGIS-TDE三维平台针对不同类型和特性地质数据的三维地质模型,利用建立的模型以三维真实感图象的形式,直观地展现地质结构的真实形态、特征以及三维空间物化属性参数的分布规律。通过三维模型可视化分析,可实现对地层信息的拾取、钻孔模型的拾取,并支持对各类地质体进行平面剖切、水平剖切、斜切、折线垂直剖切及组合剖切等,展示地下三维地质模型及地层分布变化的可视化的效果。     

复杂地质结构三维建模技术应用与研究

复杂地质结构工程通常所采用的二维数据信息无法直观表达工程区的地形、地质情况,建立复杂地质结构的三维模型,可以形象、直观地了解工程地质条件的基础信息,回避或减少工程设计的风险,提高工程设计的效率与水平,降低工程投资成本,提高工程设计方案的准确性、科学性和前瞻性.以构建河口村水库的三维地质模型为例,探讨了复杂地质结构三维建模的方法.     

基于三维激光扫描技术的滑坡监测预警研究

地面三维激光扫描技术突破了传统监测方法的限制,可以高精度、高密度、高效率、远距离、无接触地获取地表对象的三维空间信息数据,在工程领域得到广泛应用。目前,水电工程地质灾害监测预警仍多采用传统监测手段,自动化程度不高,特别是分布有大量危岩体或孤石群的高陡岩质滑坡体,传统监测手段存在一定局限性。基于此,笔者分析了三维激光扫描技术的研究现状与工程应用实践,介绍了三维激光扫描系统的基本原理,以某水电工程大型滑坡体为例,探索了三维激光扫描技术在地质灾害监测预警方面的有效性。结果表明,三维激光扫描监测新手段在滑坡地质灾害监测预警方面达到了预期效果,其监测预警的成功经验有在水电工程中推广和借鉴的价值。     

CATIA在水利工程地质建模中的应用

随着科技发展,三维可视化地质建模技术的开发与应用会越来越受重视。文中通过某一个工程实例简单介绍了CATIA软件在水利工程地质建模方面的应用过程,总结了此软件建立地质模型的操作步骤与相关功能命令的使用方法技巧。整个流程表明:CATIA软件能够比较快速地建立三维地质模型,反映真实的地貌特征,从而在水利工程地质模型方面的应用前景广阔。     

Google Earth三维勘察技术平台在铁路工程中的应用

利用Google Earth提供的海量地理信息数据和公开的应用程序接口,通过对Google Earth数据与铁路工程数据信息的融合和精度校正,集成Google Earth与Auto CAD、GPS等软件,建立了基于Google Earth的三维勘察技术平台。该技术平台可以全面、直观地展示铁路沿线工程信息,实现整体和立体性勘察,增强地质勘察的预见性和针对性,减少盲目的外业工作,有效提高勘察效率和质量。结合具体铁路工程实例,阐述了Google Earth三维勘察技术平台在铁路地质勘察中的应用范围、方法及有效性,实现了传统勘察方法与现代新兴技术的融合,以期为类似条件下铁路地质勘察提供借鉴。     

三维激光扫描技术在引水隧洞检修中的应用

三维激光扫描技术是国际上近年发展的一项集光、电和计算机技术于一体的新技术,利用该技术可以快速、精确地获取空间数据。锦屏二级水电站引水隧洞放空检修时发现少数洞内存在混凝土破损情况,但受时间与费用等因素限制,难于以采用常规手段详细检查混凝土表面缺陷与变形等问题。通过采用三维激光扫描技术对隧洞进行全断面扫描,及时探查了混凝土表面的缺陷并进行了处理,确保了工程安全运行;同时,还得到混凝土表面的三维坐标信息,建立了混凝土表面缺陷基准数据库,可为后续进一步分析混凝土表面缺陷的变化情况提供参考。     

三维地质建模技术在水力发电工程中的应用

三维实体模型是描述水电工程地质问题的最有效方法之一,通过对地质体对象的分类及其三维建模方法的研究,从建模功能、数据表达和数值计算分析等几个方面系统地研究了三维地质建模技术,并最终在岩滩、万家口子和小湾等3个实际的水力发电工程中得到应用.     

三维勘测设计技术在水利水电工程中的应用研究

水电工程项目不仅规模大、涉及专业多、技术复杂,而且专业间需要不断反复地协调、数据的修改与转化,这对勘测设计手段提出了更高的要求。而三维勘测设计实践表明,三维勘测设计技术可以极大地提高设计效率、设计精度和表现效果,具有很强的实用价值和应用前景。首先介绍水利水电工程三维设计的构架与分解方法,多专业勘测设计的技术路线、设计思路和设计校审协同工作流程,骨架关联驱动技术和专业知识模板库技术。然后以某水电站工程为实例,探讨了三维协同设计的软件平台选择、应用流程以及测绘、地质、水工设计、计算分析、工程制图、动画表现等各专业各环节实现的全过程。     

基于AutoCAD的工程地质三维实体建模方法

采用基于AutoCAD平台的Object ARX二次开发技术,以测量数据和钻孔数据为基础,编程建立各地层界面模型,通过面域拉伸和实体布尔运算等方法生成工程地质三维实体模型。其中,地表模型的建立直接采用测量数据,形成Delaunay三角网面域;地表以下各地层模型的建立则是利用Surfer对地层钻孔数据进行插值拟合,形成三维网格数据文件,导出为"*.dat"文件后,利用Object ARX二次开发技术编程建立地层三角网面域。研究结果表明,用该方法建立的模型,不仅能真实反映工程所处的地质环境,而且极大地提高了设计工作效率。     

GOCAD三维地质建模成果的二次开发及应用研究

利用GOCAD软件所建立的三维地质模型切剖面时,若要满足二维地质成果图的要求,后处理工作量相当大。利用GOCAD三维地质模型可以剖切出任意方向、任意位置剖切面的优势,二次开发出“GOCAD三维地质模型自动生成标准地质剖面图工具”,可自动读取GOCAD切剖面生成文件的信息,自动搜索剖面附近钻孔地质数据,快速生成AutoCAD格式的标准地质剖面图。生成的地质剖面经技术人员修改校正,可反馈到三维地质模型中,使模型不断趋于精确。该方法成图速度快、效率高,可减轻地质人员的劳动强度。      

GIS支持下的大型高边坡安全监测预警模型研究

近年来在边坡工程变形预测和滑坡研究中,GIS作为一项新技术得到不断应用。目前大多数学者只是将GIS技术作为一个数据准备和处理的手段,采用统计分析方法来研究边坡破坏和各种影响因素之间的关系,将定量的力学分析模型和GIS技术结合来进行边坡稳定性研究较少。为提高边坡变形失稳和滑坡的安全评价的精度,提出了GIS支持下的高边坡工程安全监测滑坡预警模型,将GIS与边坡确定性分析模型结合,给出边坡稳定的安全判断,并以现场的位移监测成果为依据,基于现场观测的数据进行分析、处理和统计推断方法,形成一个综合的边坡变形失稳的预警模型,从而能更好更全面地对边坡失稳给以科学的解释和工程应用合理的建议。     

复杂基岩覆盖层分界面建模算法研究和实现

构建基岩覆盖层分界面是水电工程三维地质建模的重要内容和难点。应用地学领域广泛采用的克里金插值法,以覆盖层的深度作为插值变量,构建基岩覆盖层分界面。插值过程中设计并实现了一种剖面划分有效点的方法,提高了插值精度;为了反映属性参数在空间上的变化及各向异性,在平面上计算了4个方向的试验变异函数,并对不同变异函数模型的拟合效果进行了比较。以羊角滑坡为例,通过在三维设计平台CATIA下二次开发程序,实现了多源数据条件下滑坡基岩覆盖层分界面的建模,并对基于克里金插值所构建的滑坡体与其他方法构建滑坡体,进行了滑坡方量比较和评估,表明克里金插值法的模模效果较为理想。