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水利水电工程三维图形建模研究
Research on 3D Graphic Modeling of Water Conservancy and Hydropower Engineering

二、系统设计

（一）总体结构

水文地质、水工建筑和水利工程联合施工三维系统的总体结构由三维地质模
型、地质分析与施工以及水利工程交互设计三部分组成。该系统是以地质建筑部
分的性能为基础，在三维通用设计平台上，将地质调查和水利工程的各个工作要
素有机地结合起来，形成一个综合性的结构。整个工作过程是一个不断更新的、

交互式的、可视化的过程，使工程师可以利用这个过程，对于同一个工程项目，
在不同的领域工作，及时沟通、反馈，及时修改工程项目，提高工程效率。
（二）系统设计

结合 VC++ 平台的实际构建，提供了三维协同设计模块。该系统包括三维地
质模型、水工建筑物模型、地质工程分析设计以及四个数据库管理单元。这四个
单位不仅识别明确、易于实施，而且联系紧密，地质与水工建筑物模型能提供直
观、准确的三维地质模型和三维数字工程模型来支持地质与水工建筑物模型；工

程地质分析与施工模块是核心模块。通过开发设计模型，根据实际需要，得到地
质剖面图，主要分析地下建筑物的布置、边坡等方面，考察不同系统的优缺点，
创造合理的设计方案：数据库管理模块提供工程建模、可视化分析和协同设计、

项目管理和各种输入输出工具，整个系统具有良好的结构和服务功能。
（三）关键技术
1. 三维地质建模技术
地形地质是水利工程和建筑设计的基础，三维地质模型是水文技术三维可视

化设计的基础。三维地质建模是国际上的一个挑战。根据对现有研究成果的分析
和综合，考虑节水、水培工程地质信息的复杂性和特殊性，作者和工程人员根据
合理结构的不均匀性，提出了一种混合数据结构，结合不规则三角剖分模型和等

高线结构，非石油资源局结构适应复杂地质构造，而 TIN 模型则作为过渡的中
间表示形式，利用 BREP 构造，组织 NURBUS 地质层与复杂地质层之间的拓扑
关系。基于上述数据结构，三维地质模型的设计包括地形模拟、地质结构建模和

地质构造建模，采用 TIN 模型和 NURBS 技术，根据地质模型的要求，保持地形
线高度。基于 BREP 和布尔地形的区域还原地形模型将上述结果有机地结合起来，
建立相应的地球三维几何模型，导入地质色彩，绘制地图、颜色纹理，最后通过

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