Page 101 - 水利水电工程三维图形建模研究

第三章 水利水电工程信息模型及应用研究

主要地层和区域性大构造即可满足精度要求，相比之下工程地质的三维分析更是
复杂，特别是水利水电工程地质，通常区域相对小但精度要求高，地层及小构造
错综复杂，因为每一个小构造都会影响工程设计及施工方案，因此中国和其他国

家至今仍没有相对很成熟又实用的用于水利水电工程地质三维模型软件。
2. 工程地质三维模型建立方法
通过中国和其他国家该类软件的了解及相关论文的查询，根据地质三维重构
算法可分为剖面成面法、直接点面法和拓扑分析方法。

第一，剖面成面法。剖面成面法的基本思路是，在生成大量地质剖面的基础上，
应用曲面构造法（趋势面法、DEM 生成技术）来生成各个层面，进而来表达三
维体。例如，国际上的三维地质分析软件 GEOCOM 就是采取此种思路的一个典
型。第二，直接点面法。直接点面法的基本思路是，将原始的线状数据进行有效

的分层，根据各个层面的标高，应用曲面构 . 造法（趋势面法，DEM 生成技术）
来生成各个层面。例如，国际上的三维地质分析软件 ROCKWARE 就是采取此种
思路的一个典型。但是，地层曲面生成技术相对前者来说要更难一些。第三，拓
扑分析法。拓扑分析法的基本思路就是，通过分析各个层面的离散点的空间拓扑

关系来构造地质体。目前，进行拓扑分析基本采用六面体、四面体模型，或者是
Debuuy 四面体模型等。由于地质体空间拓扑关系很复杂，用该方法目前还没有
查询到相关软件。
3. 工程地质三维模型建立方法的比较与选择

由于剖面成面法建立三维地质模型需要绘制大量的地质剖面图，工作量很大，
尽管算法会简单很多，故用此方法仍然不可取。面拓扑分析法由于水利水电工程
地质三维构造的复杂性决定了其空间拓扑关系极其复杂，目前仍需在理论上进一
步探讨，因此我们认为将该方法用于水利水电工程地质三维模型的建立尚不可行。

直接点面法在理论上是可行的，对于中等复杂体，在云南麻勒塘水利水电工程三
维模型建立等应用都很成功，其复杂情形可通过对三维面进行坐标旋转等处理的
来解决。
（二）基本三维面的建立

1. 地形三维面的建立
由于控制地形的信息较多，通常不需要插值，其实现原理如下：通过矢量化
地形图的等高线及等地形等高点获得三维离散点数据，再将离散点转换成 TIN（三

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