三维空间建模技术在工程地质中的应用研究
苏宇宁
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苏宇宁,. 三维空间建模技术在工程地质中的应用研究[J]. 建模与系统仿真,2023.2. DOI:10.12721/ccn.2023.157020.
摘要:
随着我国经济水平的不断提升,科学技术也获得了长足的发展,科研人员在具体的工作实践中,正在紧跟时代发展趋势,在技术层面进行大量的创新升级,试图可以为人们的生产生活提供诸多便利,真正推动经济的持续健康发展。工程地质三维空间模型构建在现如今已经得到了一定的推广和应用,该技术主要是基于信息化技术产生的,对于石油资源开采和道路桥梁构建等工程具有关键性作用。与此同时,该技术的大量应用也可以在一定程度上帮助承建单位更快地掌握是该地区的地质情况和实际演变规律,对于指导工程设计人员参与建设方案的规划和施工图纸的绘制具有积极的促进作用。本文在实际研究中将主要围绕三维空间建模技术在工程地质中的应用实践展开,通过多元化分析以此为相关工作人员提供可行性建议。
关键词: 三维空间建模技术工程地质应用研究
DOI:10.12721/ccn.2023.157020
基金资助:

引言:

工程地质施工之前,首先应该结合工程项目的实际情况,进行相关方案的规划和编制,建设单位在具体的工程建设中,需要专业性较强的检测单位,在此基础上根据实际的施工要求,对相关区域内的地质地貌情况进行详细的调查,利用对勘查数据的全面化和综合性分析确保勘查区域的地质演变等情况能够得更加系统的了解,帮助设计工作人员完善施工方案,使其更加符合工程施工的客观需要。以往在对地质情况进行勘察的时候,使用的主要是二维空间数据模型,但是这一模式下数据处理通常要花费较多的时间,对于一些特殊的地质地区更是难以进行科学有效的风险评估。因此伴随着科学技术的创新优化,在具体的地质研究工作中,需要将三维空间建模技术应用其中,真正通过技术上的调整对整个工程建设进行规范化指导,使其可以实现价值的最大化发挥。

一、三维空间建模技术研究

该技术在实际应用的时候主要需要依托计算机程序,具体的工作实践中要对勘测数据进行大量的研究分析,确保可以生成地质地形图、水文活动信息图等三维立体图形,将相关区域内的地质性质等以更加直接形象的方式呈现在用户面前。和二维空间建模技术相比,在利用三维技术对地质进行勘察的时候,图像的获取更加具备真实性,而且在对勘测数据进行分析处理的时候,利用CAD等建模软件也可以使地质地貌的实际情况更加清晰真实的展现出来,整个工作流程中主要包括岩石和地层分布等,在此基础上用户也方便对地质地貌的生成情况进行精细化和系统化观察,了解和把握其和整个地质体的空间关系。其次该技术还存在模拟性特征,利用对信息化技术的高效应用,可以切实确保地质体空间关系被真实的模拟出来,用户在这一技术的支撑下也能把握整个地质体的内部构造等。除此之外,三维空间建模技术还具有多角度特点,它展示出来的图形更加立体和形象,可以将地质体以不同的角度呈现出来,从而为各项工程建设活动的开展起到一定的帮助作用。设计模型期间始终应该坚持综合安排和统筹规划,力图做好两部分内容,首先需要对整个数据结构和存储策略进行精细化分析,确保整个工作的合理性和科学性,如果构建出来的模型在以上两项工作的应用中存在问题,就会进一步影响和降低数据的处理质量。在数据结构的应用上要求可以针对空间对象类,对相关对象进行对应的构造处理,进而明确不同空间内对象的具体属性。在实际参与存储工作的过程中,也需要学习先进的存储方法,对经过勘测收集到的相关数据加强管理,提高管理效率。其次也要构建拓扑关系,在实际参与地质勘测工作的过程中,可以使用科学的分类方法保障程序的正常运转[1]

二、三维空间建模技术的应用分析

工程地质勘查工作在实际进行中,往往能够获得大量的数据,借助三维空间建模技术对其进行研究分析,可以在最大限度上节省物力资源和人力资源,通过花费较短的时间完成对相关数据的分析和处理。而且借助这种建模技术也可以进一步提高整个工作的精密性和分辨率,利用对CAD技术的高效化使用从而获得更加直观形象的数字化地质图,为相关工程单位创造更大的经济效益。

(一)解析区域地质剖面体构造

首先需要开展勘测工作,在正式进行该方面的工作前需要工作人员从实际出发,对相关工程的地质构造图进行更加精细化了解和学习,遵循对应的工作规范完成数据信息的全面化采集,可以使用钻探工具对具体工作区域内的岩土钻孔,对其中的钻孔数据进行详细化记录,在此基础上利用信息化设备,将收集记录的数据上传到计算机,进而生成对应的地质三维图,完成更加规模化的结构设计。其次也要形成三维地质剖面图,很多工程在实际建设中,往往存在比较复杂的地质形态,在构造上也具有多样性,利用三维空间建模技术对特定区域的地质构造进行模拟的时候,往往存在较多的困难,为了在具体的工作实施中,进一步确保整个图像的生动性和形象性,使其能够更加全面客观的反应整个地质的构造情况,就要求对应的工作人员能够进行地层结构处理,在勘测完地形等方面的内容后形成更加完整的地层构造形态三维模型,真正提高整个勘测效率。在模型的体元表达中,需要从简单过度到复杂,数据处理期间要求先对收集到的部分数据进行逻辑运算,在一定的程序过后完成对所有数据的高效化处理,就可以确切完成所有数据的可视化表达[2]

(二)建模思路

应用3DGIS系统制作模型,需要从实际出发,采用对应的方法进行精细化描述。在针对地质工程项目展开研究的过程中,可以将不同的模型进行混合应用,真正发挥不同模型的优势,确保整个建模效果可以达到最优化。建模过程中也可以根据列阵推理的思路对勘测对象进行精细化分析,实际开展建模工作的时候,要结合具体的工程情况对勘测对象的属性进行全面性描述,与此同时针对岩层等内容进行勘测的时候,收集到的勘测结果需要使用对应的编码参与标记,进一步生成类似的树状结构,确保整个空间模型可以更加形象化和动态化,真正具有模拟勘测等功能,推动相关工作的有序开展[3]。工程地质工作中对混合模型的应用,可以在很大程度上提高勘测结果的真实性和准确性,获得的空间坐标系精度更加详实,而且在进行复杂地质图描述的时候,为了进一步确保整个图像的精准度,需要对钻孔位置进行集中化处理,进而为具体空间坐标的确立提供必要的数据参考和帮助。其次在对勘测区域的地质构造进行详细化展现的时候,也要加强地质体的研究,了解地质体的构造特点,为相关工作人员参与体积和质量等计算工作起到一定的促进作用。三维空间数据模型的应用可以帮助用户完成不同内容的地质勘察工作,对工程建设的顺利发展具有重要的指导作用,需要加强应用[4]

结束语:

三维地质建模技术作为现代化建设中产生的一种先进的地质勘察技术,对于工程建设活动的顺利开展起着一定的帮助和指导作用。在实际对该技术进行使用的时候,可以在短时间内完成原始数据的分析整理,与此同时更是可以即刻生成对应的数据分析成果,而其在这一过程中也可以从多角度更为全面立体地展现勘察区域的地质地貌情况,对工程施工单位进行方案优化和设计可以提供一定的帮助,最大限度降低工作中事故风险的发生几率。

参考文献:

[1] 卢泽昌,史艳超,张进才.工程地质三维空间建模技术及其应用研究[J].中国标准化,2019(04):104-105.

[2] 田顺强.工程地质三维空间建模技术及其应用[J].资源信息与工程,2016,31(04):39-40.

[3] 高锐.工程地质三维空间建模技术及其应用研究[J].科技创新与应用,2015(25):89.

[4] 李建华,边馥苓.工程地质三维空间建模技术及其应用研究[J].武汉大学学报(信息科学版),2013(01):25-30.

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