內容簡介
本書系統分析了目前國內外地質體三維模擬技術和應用軟體開發的現狀，由此提出了不同領域地質體
三維建模的資料需求、技術流程和主要建模軟體的資料介面；詳細闡述了micmmine、surpac、mapgis、3d-grid等三維地質體模擬軟體在礦山、地下水、城市地質等領域的應用實踐和示範工作，以及提交的相
應三維模型成果；並對今後如何展開相關工作提出了建議。
本書可作為開展三維地質建模工作的指導用書，同時亦可作為地質及相關專業學生的專業參考書。
【節選】
(一)地下水三維地質建模所需資料型別
在地下水三維地質建模中，會涉及的地質現象主要有：地貌(或地形)、地層、褶皺、斷裂、透鏡體及侵人體等，為刻畫這些地質現象，就需要用到地表數字高程模型資料(dem)、遙感影像資料、地理資訊資料、鑽孔資料及剖面資料等。具體來說，為刻畫三維模型中的各種地質現象，需要的相關資料報括以下幾種：
1．地表數字高程模型(dem)資料
地表數學高程模型資料用於生成三維地質結構模型頂面(地表面)，此部分資料可以從測繪主管部門獲取或向國家測繪局基礎地理資訊中心購買，從基礎地理資訊中心購買的資料屬於標準資料，資料以arcinfo資料格式存放。dem資料比例尺有多種，其中，全國的1：25萬資料庫在空間上包含816幅地形圖資料，覆蓋整個國土範圍，國外部分沿國界外延25公里採集資料。
地貌統一在terlk層中存放，包括等高線、等深線、沖溝等，dem等高線的等高距，在全國範圍內共分40 m、50 m、100 m三種，使用時可參照等分布圖確定。對於標準資料，可以根據需要進行資料格式轉換、比例變換、投影變換等多種處理。
另外，如果不能獲取現成的dem資料，也可以自己使用專門的地理資訊系統軟體用地形圖生產。即把紙質地形圖數位化及幾何糾正校準，然後進行高程資訊的提取——對等高線進行螢幕向量跟蹤並對等高線標賦高程值，同時編輯、檢查、拼接以生成各種拓撲關係，最後用軟體進行內插值、裁剪生成dem資料。
2．遙感影像資料
遙感影像是地球空問資料最直接、時效性最強的資料形式，模型的表面需要用影像資料進行貼圖，來表達真實的地表景觀。由於影像資料的容量大，為了能夠快速、高質量地進行顯示，需要根據顯示的範圍、顯示的比例選擇解析度最合適的影像進行紋理對映。乙個模型可以有不同解析度的多套衛星／航測影像資料，某些影像資料有可能只侷限於某個區域性。
因此，在顯示時，所有的影像資料都需要讀入記憶體，以實現多分辨顯示。這就需要在技術上做一些處理，比如影象格式的轉換，根據顯示解析度和比例的不同，轉換為不同解析度的影象如bmp、tiff、gif等影象格式。
對遙感影像資料的處理主要包括對遙感影像的幾何精糾正和不同解析度影像資料的融合。一般使用遙感處理軟體erdas和envi軟體進行處理。遙感影像幾何精糾正的目的是對影象地物象元進行座標匹備，經過轉換運算和重取樣，使得遙感影像帶上地圖投影和地理座標進行配準。
遙感影像資料融合是將多波段低解析度影像資料的光譜資訊與單波段高解析度影像資料的解析度資訊進行融合，以獲取在盡量不減少光譜資訊的基礎上，提高遙感影像的空間解析度。
乙個地表衛星／航測影像資料是一幅影象和一些座標配準引數。對於具體的影像**，要根據高程資料和相關軟體進行整合融合，精度匹配，即解決投影變換、比例縮放、範圍裁減、座標匹配等問題。為此，在專門的資料庫中應記錄不同解析度、不同區域的影像資料。
3．地表地理資訊資料
地表地理資訊資料，可以根據專業要求在三維模型的表面進行各種圖元的標註，不僅可以繪製點、線、區的圖元，而且可以標註文字及圖形影象，來表達與模型地表幾何模型
有關的屬性資訊，如河流、鐵路、公路、湖泊、城市、政區、居民地、鐵路、公路、水系、土地覆蓋等資訊，並且可以簡單管理這些資訊。這些資料可以是野外採集而來，也可由專用gis系統資料轉換而來。這些圖元資訊要在模型頂面展現。
4．鑽孔資料
鑽孔資料是地質技術人員在野外鑽探現場記錄並整理的第一手技術資料，它對於模型的生成起直接或間接校正的作用，鑽孔資料一般在excel表或access資料庫中存放。存放於excel表的鑽孔資料，一般是區域資料，資料量不大，鑽孔資訊分存於不同的表單中；存放於accesss資料庫中的鑽孔資料，一般資料量大，為某一區域或區塊的鑽探資料。鑽孔資料從access資料庫中讀入後，並不是直接應用，還需要進行人工或系統按照一定規則進行概化處理，才能參與建模，在進行模型編輯生成時，還可以根據這些資料
將鑽孔軌跡以圖形方式顯示在螢幕上。
不論是以excel表還是access資料庫儲存的鑽孔資料資訊，它必須包含以下幾種基本資訊：鑽孔編號、地理位置、孔口標高、終孔深度、分層資訊及岩性等。其中，鑽孔編號字段型別為字元型，用於唯一標識乙個鑽孑l，方便鑽孔物件的查詢和資料的訪問；地理位置資訊是為了記錄鑽孑l所處的空間位置，它包含兩個字段型別，均為浮點型資料，若為經緯度形式的，則乙個字段記錄經度，另一欄位記錄緯度，若為大地座標形式的，則乙個字段記錄x座標，另一欄位記錄y座標；孔口標高用於記錄鑽孔起始位置，字段型別為浮點型；終孔深度字段型別為浮點型，用於記錄鑽孔在垂向上的長度；分層資訊字段型別為浮點型，用於記錄鑽孔所經過地層的分層情況(一般記錄各分層的頂介面標高)；岩性字段型別為字元型，主要用於描述各個層位的岩性。
5．地質平面資料
地質平面資料即地質平面圖，它主要反映各地層在地表出露的情況，對於控制三維模型中地層在地表的分布狀況起著至關重要的作用。在各種gis軟體中存放的數字形式的地質平面圖中，要求對於剝蝕線資料或地層出露線資料賦予高程屬性，否則無法在三維空間中定位這些線資訊。6．剖面資料
剖面是地質專業人員根據工作要求，依據鑽孔資訊繪出的地層斷面圖，需要說明的是，剖面圖也許不是地質情況的真實反映，但它包含著技術人員的推理和經驗，可以說是地層情況最接近真實的反映。
剖面圖的存放格式，由於各技術隊伍作圖採用軟體不同，圖形存放的檔案格式也不盡相同，主要有mapgis圖形資料格式和autocad圖形資料格式，地下水三維地質建模系統的資料輸入可留出這兩種圖形檔案資料介面。具體地說，若是mapgis-圖形格式，採用把圖形資料轉換成mapgis明碼檔案文字資料格式，再讀入系統進行復原即可；若是au—tocad圖形資料格式，可把dwg圖形檔案格式轉換成dxf標準圖形檔案格式，讀人系統即可。還可把mapgis和autocad兩種圖形檔案混合輸入，例如需在剖面圖上新增岩性顏色，即可在mapgis中呼叫剖面，做岩性顏色區檔案，再輸出mapgis明碼檔案，可很好地解決剖面圖剖面資料輸入問題。
對於三維建模系統來說，這種方式可很好地解決地下各含水層的表達問題。
在剖面資料中必須包含橫向比例尺、縱向比例尺、圖例等資訊，方便系統對不同**62
的剖面資料進行轉換。7．地層等值線資料
地層等值線資料是根據鑽孔資料、物探資料等，由專業技術人員繪製出的，反映地層介面在空間中的變化情況。由於鑽孔只能反映乙個點上的資訊，剖面只能反映一條線上的資訊，而地層等值線資料可以表達乙個面的資訊，因此等值線資料對於精確建立各個地層面位置及幾何形態具有很大的幫助作用。
在gis軟體存放地層等值線資料，需要在其屬性中賦上每條等值線代表的高程(或厚度、埋深等）數值。8．斷層資料
斷層是地質構造的產物，表示地層的斷裂和錯動，它對於地質研究、地質資源勘探、地下水流場分布都有重要的意義，另外，斷層在地質建模中對於地質體的生成、工區邊界的確定起重要的作用，因此，逼真地刻畫斷層對於地質建模來說，是一項重要的工作。斷層作為刻畫地下水系統模型空間面的一種資料型別，在建模過程中需要明確：斷層面的空間展布，斷層不同點的產狀，斷層的水理性質。
斷層資料主要是以圖形的方式輸入，然後用來建模的。平面上斷層的表達方法有兩種，一種是在平面圖上繪製斷層走向及標註傾角，如平面圖或地質圖；另一種是在剖面圖上繪製斷層線。結合這兩種圖件，斷層在空間的展布情況就會一目了然，斷層產狀可由系統讀取資料庫資料或人工給定。
斷層的水理性質對於後期地下水模擬計算是必須的，可存放在資料庫中或直接存放於模型斷層屬性中。9．物探資料
物探技術在地質勘探中具有重要作用，勘探方法主要有**、電法、磁法、重力等，從物探資料中可得到：點位資料、層位劃分及其屬性。在地下水系統建模中，物探資料和鑽孔資料具有相同的作用，根據物性的差異提供含水層的劃分情況，表達地層具有相同的物理力學引數或位置，如地下含水層頂板、底板、地下水位等值線資訊。
使用這些等值線資料，建模系統可以插值擬和地層面或斷層面。10．動態資料
動態資料是監測到的地下水位、水質、水溫等波動過程的資訊，這種波動不同程度地反映了河流徑流在時空上分布的特徵。影響地下水變動的主要因素是河川徑流、蒸發蒸騰和人類的灌溉過程。隨著大批水利工程的建設和井灌的發展，人類活動對地下水動態過程的干擾逐漸加劇。
因此，利用地下水位監測資料，或系統模擬分析某時刻的水位資料，生成指定含水層指定時刻的地下水流場圖。建立地下水水位變化模型，實現地下水移動的動態**。在地下水三維地質建模過程中，需建立專門的資料庫存放此類資料。
11．相關文件資料
文件資料為建模區的勘探、科研報告，包括各種專案匯報書、區域水文地質普查報
告、專題研究報告等。這些資料為模型的建立具有重要的參考價值。(二)資料概化預處理
建立地下水三維視覺化模型所需要的資料資料既有原始資料資料，又有模型所生成的次生資料。原始資料可分為地表資料和地下資料。地表資料主要為衛星影像和地表地理資訊資料，地下資料有鑽孔、剖面等反映地質結構的**資料。
63【目錄】
目次第一章緒言1)
一、必要性與可行性1)
二、主要工作1)
三、主要成果3)
第二章地質體三維建模技術與軟體的現狀分析5)第一節地質體三維建模技術的現狀分析5)
一、基於體的建模方法5)
二、基於面的建模方法9)
三、混合建模方法10)
四、泛權建模方法11)
第二節地質體三維建模軟體的現狀分析13)
一、國外主要地質體三維模擬軟體
(14)
二、國內主要地質體三維模擬軟體38)
三、國內外地質體三維模擬軟體現狀的**分析48)
第三章地質體三維建模技術的應用體系研究51)第一節地質體三維建模的資料需求與資料組織51)
一、礦區三維地質建模的資料需求與資料組織51)
二、城市地質三維建模的資料需求與資料組織53)
三、地下水三維地質建模的資料需求與資料組織60)
第二節地質體三維建模的技術流程65)
一、礦區三維地質建模的技術流程65)
二、城市地質三維建模的技術流程69)
三、地下水三維地質建模的技術流程92)
第四章主要地質體三維建模軟體的資料介面97)第一節micromine軟體的資料介面97)
一、地形等高線轉換97)
二、剖面圖轉換99)
三、探礦工程資料的轉換109)
第二節surpac軟體的資料介面113)
一、地形等高線轉換
(113)
二、剖面圖轉換115)
三、探礦工程資料的轉換117)
第三節3d—grid胡軟體的資料庫介面121)
一、地形圖121)
二、地表等高線dem資料121)三、地表衛星**122)
四、剖面介面122)
五、鑽孔介面124)
第四節mapgis三維地質軟體的資料庫介面127)
一、三維資料管理體系結構127)
二、輸入輸出資料基本格式128)
三、二維向量資料轉換介面129)
四、三維空間資料轉換介面129)
五、基礎地理資料入庫介面130)
六、鑽孔類屬性資料入庫介面133)
第五章主要地質體三維建模軟體的應用示範研究137)第一節鶴慶北衙金礦三維地質建模示範(micromine137)
一、示範區概況137)
二、資料來源與資料組織140)三、建模流程142)四、小結162)第二節迪慶普朗銅礦三維地質建模示範(micromine166)
一、示範區概況166)二、資料來源與資料組織168)三、建模流程170)第三節迪慶普朗銅礦三維地質建模示範(surpac175)
一、資料庫的建立與操作175)
二、建立輪廓線176)
三、建立實體模型176)四、建立塊體模型176)
五、資源量估算182)
六、剖面分析184)
第四節基於mapgis三維地質軟體的上海城市地質三維建模示範………………(184)
一、上海人民廣場地區三維地質建模研究184)
二、上海臨港新城區三維地質結構建模研究193)ⅱ
第五節基於3d-grid胡的上海城市地質三維建模示範194)
一、結構模型194)
二、屬性模型196)
第六節基於3d-grid的華北地下水三維地質建模示範197)
三維建模軟體簡介
隨著計算機的快速發展，使工業設計的計算機化達到了相當的水平。通過計算機進行資料分析 建立模型 匯入生產系統等等，在人類生活和生產的重要環節中，產生了越來越廣泛的影響，並由此引發新思想正逐漸滲透於工業設計學科領域中。計算機輔助產品設計是指在以計算機軟 硬體為依託，設計師在設計過程中憑藉計算機參與新產品...
NX三維建模規範
目錄1 範圍 1 2 規範性引用檔案 1 3 術語 1 4 三維建模的原則 3 5 三維建模的精度要求 3 5.1 曲線的精度。4 5.2 曲面的精度。4 6 三維建模的通用要求 4 6.1 繪圖單位 4 6.2 日期格式 4 6.3 圖層設定 4 6.4 線型 5 6.5 顏色 5 6.6 文字字...
三維建模課程標準
襄樊職業技術學院 三維動畫 教學大綱 課程標準 一 課程定位 三維動畫 是高職動漫設計專業的一門核心課程。動漫設計專業培養目標定位是為動畫製作公司 影視製作公司 遊戲製作公司和電視台培養動畫製作的專業技術性人才。三維動畫 主要培養學生在三維動畫製作中具備角色場景的建模能力 場景角色的材質的制定和製作...