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摘要：在中国的地质工程领域，往往是使用二维地表属性信息的地理信息系统来表现的，想将其发展更新到能探测地下的地质结构的三维信息系统还需要时间。工程地质体项目本身就很复杂，周期也相对较长，需要大量的信息和数据，二维方法表达不出所有的空间信息，对地质工程研究的整体全面性影响很大。针对上述问题，提出了地质工程复杂地质体可视化技术研究。
关键词：地质工程；复杂地质体；可视化技术
引言
二维技术在地质勘查中的应用已经非常普遍，随着实践研究的不断深入，地质勘查对技术的要求也越来越高，在复杂地形下，更要求高技术水平的工艺投入到实践应用中。而三维可视化技术的研发和应用，恰好满足了实践需求。因此，三维建模的应用可以大大加快专业技术人员对地质现象的认识，充分利用地质资料来提高工作效率。
1工程地质体可视化技术研究
利用三维建模图形能够对数据库和图表等进行有效的管理，在采用三维建模TITAN探测时，要知道三维建模软件的工作原理，还要在建模过程中利用各个切面数据对三维体系的数据进行分析和整合，为下一步的处理做准备。目前，我国大多使用的三维建模软件是深圳某公司研发的，其本质是地质学信息系统的重要组成部分。三维建模的内容包括：整理分析剖面数据信息，建立数据库，组建三维模型数据框架；分析相应模块时，建立不同模块之间的关系，比如剖面之间、点之间等；最后通过剖面数据信息和模块间的对应关系建立实体模型。使用三维建模建模时，需要把每个图片信息联系起来，这样便能适和更多的地质工程探测。对于相对比较专业的地质内容来说，需要创建新的专业模块。我国三维建模软件在复杂地质体的分析上仍缺乏针对性，需要进一步分析，并逐步完善。
目前，为了解决地质勘测工作中测试数据数目多且数量庞大、波及范围广泛、整理收集信息时较为混乱等影响地质工作人员判断的问题，我国提出建设地质工程复杂地质的可视化技术，目前已投入开发并得到一定程度的利用。下面将针对我国地质工程复杂地质体可视化技术的发展现状以及应用情况进行分析。
从目前的情况来看，虽然我国的科学技术发展水平已经明显有所提升，但在研究和开发地质工程复杂地质体可视化技术时缺乏相应的科学技术手段作为科技保障。随着国家和相关专业人员的不断努力，目前我国关于地质工程复杂地质体可视化技术的研究也取得了一定的成果。在原来使用二维探测地物地表信息的基础上，我国研发出了三维建模软件——TITAN三维建模软件。TITAN技术是在框架建模思想的基础上研究开设的，以平行的（或基本平行的）剖面数据将三维空间任意复杂形状物体转化为真三维实体模型。其中，TITAN三维建模软件技术主要由三部分组成。
2工程地质体三维建模和可视化技术问题分析
在创建三维模型之前，需要根据当前情况搜集数据，计算相关的离散数据插值、整合地质信息插值和拟合函数，这就需要相对准确的测量数据，只有这样，得到的三维模型才会更真实可靠。空间曲面插值数据普遍采用径向基函数插值法和弹性插值法，这两种方法普遍适用于单一连续地层结构和岩土地质体的空间分布。三维结构地质体通常是不规则的图形，经常通过微小直线和微小三角面计算图形中的曲线和曲面，进而模仿真实的地层结构和岩体层面。曲面地质体中存在大量层面，有地表、地下水、等，工程地质体三维模型的上端是地表曲面，采用数学方式模仿岩层或地下水等。要根据当前的探测数据计算拟合函数，数据信息越准确，地质体结构的模型越真实，有效的三维数据能够保障人机的交互和查询的实现。
三维拓扑结构是表示地质间各种关系的表格，拓扑表大多存储在层位间上部、下部或者相切的空间位置。拓扑可以看做是地质关系科学储存的数据结构。在研究多层结构的地层时，上下两个层面的实际公共部分就是他们的边界，他们是相邻并统一的关系，将边界曲面像这样存储于一个层面上，不仅能够减少存储的数据量，还能合理的评价地质模型的优缺点，对地质工程复杂地质体的探测有深远的影响。地质工程复杂地质体可视化技术主要是采用计算机技术将探测的大量数据以直观的方式进行整合和处理，创建的立体图和剖面图更便于研究人员准确的分析地质结构，在此过程中，最重要的是地质工程探测的数据的可视化。复杂地质体中存在大量的层面，当地层不整合或者尖灭时，就会出现曲面求交的情况，包括地质层面相交和层剖面相交。利用可视化技术可以构造地质工程中起稳定作用的岩层结构图形，利于工程人员作出正确的判断，同时，根据离散插值的计算，能够用不同的方式区分高度，进而实现山峦起伏可视化形态。
3复杂地质体三维建模和可视化技术的应用
地质工程三维模型的建立和可视化的研究，都是遵循离散搜集插值数值和比拟方法进行的。工程三维建模和可视化研究的过程是，将数据转化为连续的曲线或曲面，从探测的数据库中筛选出相关地质信息的坐标位置和岩层的物理力学参数，利用不同的拟合和插值函数，便能得到地质层面的构造图形和三维实体图形，这样就能将研究区域内的分布情况表达在地质信息中。将生成的地质岩体层面信息和地质实体模型进行分析处理，从不同角度观察三维模型，根据指定的剖面信息实现垂直剖面的形成。
工程三维建模的数据库搜集和管理至关重要，地质工程探测空间数据库在搜集数据后要准确的录入各项数据表格，不仅包含了地质工程的位置信息数据，还包括地质工程的属性数据。在地层岩体信息表中，要将岩层深度、地质信息等相关内容清楚的填入其中，伴随着我国地质工程探测技术的不断发展和完善，能够更加方便的修改和管理这些数据信息。
4复杂地质体三维建模与可视化的意义性
1）工程数据库可以存储和管理现场勘查所搜集的相关数据，可以将现场勘探数据用图形表达，并利用计算机速度快、可重复性、实时反馈以及实时交互的优点，帮助地质工作人员更好地了解相关地质信息数据。
2）地质工作人员可以通过计算机自动绘制工程地质图件，也就是剖面图和平切面图，这样不仅可以使地质人员脱离繁琐的CAD编辑成图，还可以通过可视化技术确定地址位置坐标，减少不确定人为因素的干扰。
3）勘查人员现场勘查所搜集的相关地质信息，如果得到科学合理的利用，那么就可以节约成本的目的，如果现场勘探的数据资料不足，则可以拟合思想建立三维模型，以此推断出未勘查的地质信息，再根据数据的整合，可以让勘查人员绘制出岩土体物理学参数等分布趋势，这样不仅可以减少科研成本，还可以带来一定的经济效益。
结语
通过本文的探讨分析可以了解到，地质工程复杂地质体可视化技术的三维建模研究对于地质工程矿产结构的研究意义非凡，能够明显直接的表示地质体结构的基本信息以及岩土体的分布情况，对地质工程项目的探测具有重大影响。地质工程岩土体属于复杂的不规则形体，存在着多样的地质岩体结构，地质体可视化技术能够清楚的表达地质信息和岩层结构的关系，因此，地质工程复杂地质体可视化技术的研究对于地质工程领域的发展意义非凡。
参考文献
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