GeoStation三维地质建模分析

王英豪

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津300250）

GeoStation三维地质建模分析

王英豪

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津300250）

利用三维平台GeoStation，结合新盖房枢纽引河闸工程，对建模流程及工程应用进行简述。提出了在地质三维建模过程中用点、线建模的问题，得出了在小型水利枢纽工程中，用点建模可以较为精确和快速地完成建模工作的结论。

三维地质建模；点建模；GeoStation

1 GeoStation简述

随着计算机技术的不断发展，目前国内外地质三维建模软件种类较多，国外的主要有GOCAD，CATIA，Gemcom，GeoQuest等 ， 国 内 的 主 要 有VisualGeo［1］，Geoview，GeoEngine等。 本文将重点介绍华东院研发的基于美国Bentley软件平台的地质三维勘察设计系统GeoStation。其主要目的是利用软件建立地质三维实体模型，立体展示工程地质条件并可在三维实体模型的基础上进行各种三维分析计算，内容包括：文件管理、流程管理、数据采集、标准制图、三维编辑、模型创建、模型分析、文字和符号标注、工程计算、工程查询和部分二维图的生成等。

其中数据管理主要用于数据的维护，如项目、勘察数据、物探数据、试验数据、观测数据、地质数据和模型、图纸和报告数据等。三维建模主要用于提供特征化的便捷工具，帮助用户生成地质对象；模型分析主要用于诸如剖面分析、开挖量计算、多主体可视化等各类地质分析。二维出图主要用于基于三维地质模型和地质数据库快速生成各类地质成果图，高效便捷。

2 GeoStation建模流程

GeoStation三维建模的基本流程为：基于测量的地形建模、基于地质勘探的原始数据入库、三维剖面、三维建模和模型，如图1。

图1 三维建模基本流程

3 工程实例

3.1 工程概况

工程区地貌上属于太行山东部冲洪积平原区，地形平坦、开阔，地面高程8.0～17.0m，白沟引河由西北到东南方向流经此处，河底高程6.0～8.0m，地下水高程4.4～7.8m。

工程区地表出露及钻孔揭露的地层岩性均为第四系全新统（Q4），地质成因主要为冲洪积相及湖沼积相地层，局部地表分布有人工填土。①第四系全新统人工填土（Qs）：岩性主要为素填土和混凝土。②第四系全新统上段冲洪积：岩性主要为壤土、砂壤土、粉砂。③第四系全新统中段湖沼积：岩性主要为壤土、砂壤土、粉砂、中砂、细砂、黏土。④第四系全新统下段冲洪积：岩性主要为壤土、粉砂。

3.2 基本地质数据

基本数据包括：地质钻孔平面位置数据，钻孔勘探线数据，钻孔地层深度数据，钻孔岩性分类数据，钻孔原位试验数据；地质测绘数据；土工试验数据；物探试验数据。由于该水利枢纽工程规模较小，地层较为简单，所用数据较少。

3.3 地形建模

地形面建模基本上有两种方法，一种为点建模，一种为线建模，对于工程范围较小的模型，用点建模可以较为精确和快速地完成，而对于工程区范围较大的模型，可以用等高线式线建模，前提是所有等高线必须准确。本枢纽工程用点建模，用高精度拟合的克里金法，多次迭代拟合后形成的地形面，如图2。

图2 三维地形面

3.3.1 岩性界面形成

通过钻孔数据岩性分界点的数据和勘探线剖面上岩性分界线的数据形成岩性界面数据，即由点成线，由线成面。本枢纽工程形成的岩性界面如图3。

图3 岩性界面

3.3.2 地质体形成

通过钻孔数据岩性分界点的数据和勘探线剖面上岩性分界线的数据形成岩性界面数据，由点成线，由线成面，在由岩性界面生成地质体的实体模型。本枢纽工程形成的地质实体模型如图4。

图4 地质实体模型

3.4 模型分析

完成地质三维模型建立后，可以快速和准确地进行各种地质信息的快捷查询，在传统的二维出图方面，包括钻孔柱状图、剖面图、平切图等，可快速进行自动化处理。本枢纽工程形成的地质剖面如图5。

图5 三维模型剖切地质剖面

4 结语

GeoStation三维地质模型描述了现实世界中的地质情况，由于地质现象唯一性，其不能完全准确描述现实世界的地质情况，这就需要地质人员前期勘探工作严谨性和周密性，不断完善和丰富模型数据，最终使模型趋于完善，实现三维和二维的有机结合［3］。

［1］钟登华，李明朝.水利水电工程地质三维地质建模与分析理论及实践［M］.北京：水利水电出版社，2006.

［2］王国光，陈健，徐震.地质三维勘察设计系统设计与实践［A］.中国水利水电勘测设计协会计算机应用工作委员会会议论文集［C］.2013.

［3］翁发根，梁必玦.三维协同设计在浯溪口水利枢纽中的应用［J］.海河水利，2016（6）：60-62.

［4］王秋明，甘三才，胡瑞华，等.三维地质建模技术及在工程中的应用［J］.人民长江，2005（3）.

［5］张春生，单治钢，王国光，等.基于MicroStation的地质三维勘察设计系统［J］.中国科技成果，2014（8）.

（责任编辑：王艳肖）

Study on GeoStation of 3D geology model

WANG Ying-hao
（Hebei Research Institute Of Investigation﹠Design of Water Conservacy ﹠Hydropower， Tianjin 300250，China）

This thesis makes a brief overview of modeling process and engineering application through 3D platform with the hub River Sluice Project of Xingaifang.There are two ways in 3D geology model，that are node models and line models.And the node models usually be used in small water conservancy projects，which is accurate and fast in the process of model.

3D geology model； node models； GeoStation

TV222

B

1672-9900（2017）03-0009-03

2017-03-22

王英豪（1982-），男（汉族），河南鲁山人，工程师，主要从事工程地质与水文地质工作，（Tel）15122180301。