摘要：地质工程复杂地质的勘测会受到较多因素的影响，其给地质工作人员研究复杂地质体带来一定的难度，可视化技术的应用能够为地质工作者提供可靠的支撑，其能够实现客观的观察复杂地质体，达到良好的地质勘察效果，有效促进地质工程的发展，因此，地质工程复杂地质体可视化的价值十分突出。本文主要对地质工程复杂地质体可视化进行探讨，以此为保证地质工程复杂地质的科学研究奠定基础。
关键词：地质工程；复杂地质体；可视化；探讨
地质工程需要研究各种结构的地质信息，而如何科学研究各种复杂地质成为地质工作者面临的一大难点。由于受到较多因素的影响，在对地理情况的研究过程中很难达到科学性的分析，极易导致地质勘测数据不精准，给地质工程的良好发展带来不良影响。而将可视化技术应用于地质工程复杂地质的研究中，能够实现地质工程复杂地质体的地理结构情况的客观勘察，为保证地质工程研究的科学性奠定良好基础[1]。因此，分析地质工程复杂地质体可视化具有重要意义，为确保地质工程复杂地质体的研究质量奠定基础。
1.复杂地质体可视化研究与开发现状
当前我国科学技术得到迅速发展，但对复杂地质体可视化研究与开发中仍存在不足，主要是由于科学技术的不够完善阻碍了可视化复杂地质的研究，无法为复杂地质可视化研究提供有力支撑。TITAN三维建模软件是我国复杂地质体可视化发展中所研发的一项成果，该软件是建立在框架建模思想基础上，三维实体模型的建立主要利用平衡或基本平行的剖面数据，该软件的组成包括：
（1）剖面数据处理模块，剖面数据的建立为三维实体模型建立提供框架数据，多边形、环和点元素是组成数据剖面的主要部分[2]。
（2）对应关系数据模块，各元素之间的对应关系的建立包括剖面、多边形、环、点等元素，为建立三维实体模型提供剖面间的——对应关系，实现三维空间中建立建模元素的联系。
（3）模型处理模块，实体模型的建立主要是利用剖面数据与剖面间的对应关系，且实现可以任意切割模型，并计算模型面积与体积。
TITAN三维建模软件的建模作用在建立三维空间模型中十分突出，但其只能处理一般的三维建模与图形，如果将该模型引入地质工程研究中，技术需求还无法得到满足[3]。较复杂的地质如果采用TITAN软件建立三维地质空间模型，需要将专业知识内容与模块应用于实践，导致三维地质空间模型建立困难的主要原因在于复杂的地质专业知识。当前国内国外在建立地质工程的三维建模过程中都面临着这一问题，使得地质工程生产与研究的需求无法得到满足。
2.地质工程复杂地质体三维建模与可视化的关键技术问题分析
2.1离散数据的插值与拟合
根据实际勘测数据建立地质信息的插值与拟合函数是基础性工作，越丰富精确的实测数据，越能真实的描绘出地质模型的信息空间分布规律[4]。不同的地质信息需采用的拟合函数也不同，双自变量离散数据的插值与拟合可实现地表地形测量数据、地下水位埋测量信息等的曲面图生成。与距离成反比的加权方法、径向基函数插值法等是空间曲面插值函数的主要构造方法，它们在单个连续地层界面、地球物理勘探数据、地球化学勘探数据等同样适用。
2.2三维数据结构
不规则的地质工程地质体，曲线与曲面的计算分别通过很多微小直线段与微小三角面集合，之后进行地层岩性接线与岩层曲面的模拟。在这个过程中，分层的三维数据结构的有效性尤为重要，比如，地质工程地质体空间中的点由三维坐标分量表示，微小直线段由其两个端点组成，地质层面界线是由属于该边界微小直线段组成，岩层曲面的组成主要为微小三角面；人机交互与查询实现需建立在三维数据结构的有效性基础上。
2.3曲面求交
地质体中存在不同的层面，曲面间求交问题的出现是由于不整合的地层、地层尖灭、地下水出露于河谷地表等情形所致；地表曲面处于地质体三维模型的上部边界，通过数字方法拟合出的岩层面或地下水位面如果超出地表曲面就无法显示，因此，需注意不得超出地表曲面。当显示多层地层时，上一岩层应作为下面每一岩层的边界。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，解决地层面与地表或其他地层面的求交问题是实现可视化的关键。另外，剖面图成图时，地质界线的绘制是通过显示剖面与各种地质界面求交所得出的交线，因此，曲面求交包括两类问题，即地质界面之间的相交、地质界面与剖面的相交。
2.4三维拓扑结构分析
拓扑从地质学角度来看，其是指地质对象间关系的表格，拓扑也可看做层位间上覆、下伏和交切等地层学关系及地质空间位置关系合理存储的数据结构。比如，对于多层地层来说，上下岩层这两个实体的公共部分或共享边界是指上一个岩层的底面与其相邻的下一个岩层的顶面，上一个岩层的底面或其相邻的下一个岩层的顶面是存储数据的主要部分，其能够使数据存储量减少。
2.5可视化技术
将计算机技术应用于地质工程复杂地质体的研究过程中，能够直观的了解地下地质结构空间形态，将工程勘测所获得的数据转为立体图与剖面图形，便于地质勘测工作者对复杂地质体的科学研究。该技术尤其在地下硐室变形破坏等构造的岩层与结构图中发挥重要作用，能够帮助地质工作者正确的解释原始数据，为工程地质的分析与研究提供可靠的依据。
3.复杂地质体三维建模与可视化技术的初步开发与应用
3.1地质工程复杂地质体三维建模与可视化的研究
地质工程复杂地质体三维建模的可视化是建立在离散采样数据的插值与拟合的思想上，也就是说将离散数据转为连续曲线曲面。首先将提取勘探数据库中的各种地质信息的坐标位置与岩土体的物理学参数，之后得出地质层面与地质实体的三维计算机图形显示，呈现地质信息在研究区域内的分布规律[5]。地质岩层面与地质实体的生成后，能够从不同角度对建立的模型进行观察，有助于地质工作者者直观的看到地质剖面，为地质工作的科学研究奠定良好基础。
3.2初步开发与应用
3.2.1工程勘测空间数据库管理
三维建模以及可视化技术的应用为工程勘测空间数据库的管理奠定良好基础。相关人员在管理工作中第一步应整理现场勘测的数据，之后将相关数据录入到各数据表中，其对判别某地质区域的属性提供可靠的依据。比如，对于地层岩性数据表来说，相关人员应记录钻孔编号、岩层起始、终止深度、厚度等相关数据；且随着勘测工作的不断推进，还应当及时补充与管理勘察数据。
3.2.2三维地质立体图
可视化技术的应用能实现三维地质立体图的构建，地质勘探人员在对某区域勘测过程中，首先应获取地层岩性数据资料，之后采用可视化技术将相关数据资料进行构建地质立体图，其对保证工程地质勘测精确性，对确保地质工作奠定良好基础。
4.结语
总而言之，地质工程的复杂性给地质工作人员工作开展带来一定的难度，可视化技术的应用能够有效提高地质研究的科学性，确保地质勘测数据的准确性。因此，本文主要对复杂地质体的可视化进行探讨，能够实现地质工程中复杂地质体的地理结构的科学研究，为保证地质工程的顺利进行奠定基础，更好的促进我国地质行业的可持续发展。
【参考文献】
[1]黄兴怀, 毕翔, 周立国. 基于 VTK 的工程地质三维可视化中间件研究[J]. 工程与建设, 2016, 30(3):303-305.
[2]韩延庆,熊茜雯. 地质工程复杂地质体可视化技术研究[J]. 世界有色金属,2018(04):271-272.
[3]王慧敏,肖映城,苏强. 信息背景下地质工程复杂地质体三维建模与可视化研究[J]. 建材与装饰,2016(32):200-201.
[4]左健扬, 倪万魁, 景博. 三维可视化滑坡地质模型的研究与应用[J]. 灾害学, 2017, 32(1):60-64.
[5]蒋伟祥. 试析地质工程复杂地质体三维建模与可视化研究[J]. 四川建材,2015,41(04):183-184.
论文作者:梁清潭
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/10
标签：地质论文; 质体论文; 工程论文; 岩层论文; 数据论文; 剖面论文; 建模论文; 《基层建设》2018年第25期论文;