三维建模技术在城环境地质调查中的应用.pdfVIP

2008 四川省水文地质工程地质学术交流会 学术交流(6) 三维建模技术在城市环境地质评价中的应用* 宋大各 胡卸文 （四川成都西南交通大学土木工程学院） 摘要：随着我国城市化进程的不断加快，如何尽快进行全面环境地质调查工作，以避免不断 的环境地质灾害给人们生命财产造成的严重损失，已经越来越迫切。而三维地质建模技术是近年来 逐渐成熟起来一项先进的计算机技术，将三维地质建模技术应用于城市环境地质调查能够更直观和 方便地展示城市环境地质调查的成果，加速其信息化的进程。 关键词：城市环境地质 三维建模 GOCAD 城市是一个包括自然条件、社会经济、意识形态在内的复杂综合体系，是以聚集经济效益和 社会效益为目的，集人口、经济、科技、文化等于一体的空间地域大系统。在现代经济发展中，集 复杂的工农业体系和密集人口于一体的、以地表和地下呈立体化、全方位建设为模式的现代都市， 都要求庞大的能源、交通和规模巨大、类型配置复杂的工程设施作基础。 然而，大量的城市建筑不断地向外围扩展，以及人口过度集中伴随而来的是土地资源枯竭、 水资源紧缺、能源耗竭以及工业化所造成的大气、水体和土壤污染。城市自然灾害和不合理的工程 活动所诱发的人为灾害，如地震、滑坡、泥石流、地面沉降和洪水等，威胁着城市的安全，构成了 城市发展的隐患。因此，城市环境地质评价工作显得非常迫切。 随着计算机图形技术的不断发展和运算能力的提高，三维地质模型已经越来越多地被应用到 城市环境地质评价中。三维地质模型包含大量的城市环境地质信息，不但给城市建设和管理提供数 据上的支持，还能给人们提供可视化界面，帮助人们直观地了解环境地质状况，并做出正确的决策。 1 国内外研究现状 从20 世纪 80 年代开始，三维地学可视化系统应用于地质建模在国外已经变得非常普遍，以 美国、加拿大、澳大利亚、英国为代表的西方主要国家相继推出多种代表性的地学可视化建模软件。 尤其以石油和矿山软件居多，应用相当普遍。比较著名的建模软件有 GoCAD 、MieroLynx 、 Mieromine 、MVs 、vulean 、surpae 等等 *本项研究得到国家自然科学基金（40772 175 ）资助 国内有中国矿业大学、西安煤炭设计院等院所及有色金属矿产地质调查中心、江西铜业公司、 山西安太堡煤矿、陕西八卦庙金矿等开展该项研究和应用，通过引进国外先进的软件技术进行生产 管理，同时进行二次开发，已出现了很多有价值的开发产品，在理论和技术上达到较先进的水平。 2007 年4 月，国土资源部与上海市政府签署了合作开展“上海市三维城市地质调查”项目 协议书。主要内容包括地下三维地质结构调查、地质灾害调查、地表水体和土壤化学元素背景 及污染状况调查。表明三维地质建模技术已经在城市地质环境调查中发挥重要作用。 GOCAD 是美国T-Surf 公司的地质建模软件产品，技术来源于法国，是国际上公认的主流建模 软件，在众多油公司和服务公司得到了广泛的应用。GOCAD 是以工作流程为核心的新一代地质建 模软件，达到了半智能化建模的世界最高水平，具有功能强，界面友好，易学易用，并能在几乎所 有硬件平台上(Sun， SGI， PC-Linux ，PC-Windows)运行的特点（尚建嘎等，2006 ）。以下三维建 模研究将主要围绕Gocad 进行。 2 三维建模数据库的建立 2.1 三维数据的分类 由于地下空间结构的复杂性和各种地质信息的多样性，并考虑到环境地质工程评价的需要， 必须建立专门的数据库对各种信息进行分类、维护和利用。一个好的数据库的建立对三维地质模型 的建模、和环境地质工程的评价都具有非常重要的意义。一般来讲地质信息的来源包括以下几个方 面： 1) 地质勘探资料：包括在专门的地质勘察工作中所得到各种钻孔柱状图、剖面图、平面图以 及土样的试验数据；还包括在各种工程施工中揭露出的各种地质信息。 2) 市政资料：市政工程中的管网勘察资料，包括管网的勘察图、剖面图等。 3) 地下水资料：包括地下水的含水层的分布情况、水质、河流的水流量等信息 4) 地质灾害资料：区域内发生的各种地质灾害所揭露的地层的结构、岩性及各种地质信息。 表1 三维数据的分类 数据来源