三维复杂地质体的布尔运算算法研究与实现
面向复杂地质地形的三维建模技术研究
面向复杂地质地形的三维建模技术研究一、背景介绍近年来，随着3D技术不断发展，对三维建模技术的需求越来越大。
在地质工程领域中，地球表面的地貌地形复杂多变，需要进行精细的三维建模，以辅助地质勘探、矿产资源调查、灾害防控等工作。
然而，面向复杂地质地形的三维建模技术实现起来存在许多难题，需要不断地进行探索和研究。
二、现有技术状况分析目前，国内外地质领域的三维建模技术主要包括遥感数据、激光雷达技术、航空摄影测量技术、GPS技术、CAD软件和数字摄影技术等方法。
但是，这些方法都存在各种不足。
例如，遥感数据只能提供地表信息，不能深入地下；激光雷达技术精度高但成本较高，还存在对地表特征的复杂处理问题；CAD软件需要手动绘制模型，操作步骤繁琐等。
三、研究现状分析近年来，随着科技的不断进步，涉及地质领域的三维建模技术也得到了显著的改善，取得了很好的发展。
例如，地球物理、地质、地形和水文等多个领域的数据采集和处理技术的发展，为实现面向复杂地质地形的三维建模技术提供了重要的数据基础。
同时，3D打印技术的发展也为三维建模技术的应用提供了更加宽广的视野。
四、现有技术进一步发展的方向面向复杂地质地形的三维建模技术，需要在原有技术的基础上不断提升和拓展。
未来的发展方向可以从以下几个方面进行探索：1.基于无人机技术的三维建模技术利用无人机实现地质地形的三维建模，能够有效解决传统地形测量技术的瓶颈问题。
目前，基于无人机拍摄的海岸线、山地等3D地貌建模技术得到了广泛的应用，但是，仍面临拍摄分辨率、数据处理、遮挡等问题，需要进一步深入探索。
2.基于人工智能技术的三维建模技术随着人工智能技术的不断发展，可以借助人工智能技术进行3D地貌建模，提高建模效率和精度。
例如，利用深度学习技术实现高精度的地形地貌测量、信息提取和分析，可大大提高数据处理的速度和精度，降低人力成本。
3.3D打印技术在三维建模技术中的应用3D打印作为一种新兴的数字制造技术，已经从概念模型到生产制造的多个阶段上得到了广泛应用。
三维建模布尔运算
三维建模中的布尔运算是一种操作，通过对两个以上的物体进行并集、差集、交集的运算，从而得到新的物体形态。
布尔运算包括Union（并集）、Intersection（交集）和Subtraction（差集）三种方式。
在三维建模软件中，例如3ds Max，布尔运算可以通过以下步骤进行：
准备两个需要进行布尔运算的物体。
在几何面板中选择其中一个物体，并拖动到前视口中。
在框中单击鼠标右键，然后从下拉菜单中选择“转换为可编辑多边形”。
对框上的锐边进行倒角，然后重命名物体。
创建第二个框，并将其拖动到与前视口中第一个框完全相同的位置。
在“顶”视口中拖动框3。
在布尔的面板中有一个运算对象参数有并集、合并、交集、附加、差集、插入，选择差集，然后点击添加运算对象，选择第二个物体。
完成布尔运算后，可以对模型进行修改和编辑。
通过布尔运算，可以在三维建模中快速创建复杂的模型和场景，提高工作效率。
复杂地层结构三维地质建模空间插值方法研究
DOI: 10.3969/J.ISSN.2097-3764.2024.01.016Vol. 19 No.01 March, 2024第 19 卷 第1期 2024 年 3 月/复杂地层结构三维地质建模空间插值方法研究郑杨，简季（成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059）摘 要：三维地质体对于自然资源勘探、环境保护、自然灾害风险评估等领域都具有重要意义。
在建模过程中，地质体的模型精度与插值算法有着直接关系。
为研究不同插值算法的适用情况，文章对云南陆良某污染场地进行浅层三维地质建模，分别选取反距离权重法和自然邻域法，利用钻孔数据插值建模，并对模型结果进行目视检验和误差对比分析。
研究结果表明：反距离权重法适用范围广，建模精度较高；相较于自然邻域法，反距离权重法更适用于地层结构复杂的三维地质建模，该方法对断层细节的描述更细致，模型更符合实际情况；而自然邻域法在断层明显的区域插值效果较差，不适用于地层结构复杂的情况。
关键词：三维地质模型；钻孔数据；反距离权重法；自然邻域法；精度验证Spatial interpolation methods for 3D geological modeling ofcomplex strata structuresZHENG Yang, JIAN Ji（School of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, Sichuan, China ）Abstract: Three-dimensional (3D) geological bodies are of great significance in natural resources exploration, environmental protection, natural disaster risk assessment, and other fields. In the modeling process, the accuracy of geological body models is directly related to interpolation algorithms. T o study the applicability of different interpolation algorithms, this paper con-ducted shallow 3D geological modeling in a heavy metal pollution area in Luliang, Yunnan. The inverse distance weighting method and natural neighborhood method were selected to interpolate the drilling data in the study area. Visual inspection and error comparison were carried out of the model results. The results show that the inverse distance weighting method has a wider applicability range and higher modeling accuracy. Compared to the natural neighborhood method, the inverse dis-tance weighting method is more suitable for complex geological modeling with distinct stratigraphic structures, providing a more detailed description of fault details and a model that better reflects reality. On the other hand, the natural neighbor-hood method has poor interpolation performance in areas with distinct faults and is not suitable for complex stratigraphic structures.Keywords: 3D geological model; drill data; inverse distance weighting method; natural neighborhood method; accuracy verifica-tion收稿日期：2023-09-05；修回日期：2023-11-16第一作者简介：郑杨（1990- ），男，在读硕士研究生，研究方向：数字孪生与三维建模。
3d max布尔运算的实现方法
1. Introduction3D max是一款广泛应用于三维建模和动画制作的软件工具，其强大的功能和灵活的操作方式使其成为了许多设计从业者的首选工具之一。
在3D建模中，布尔运算是一种常用的操作方法，通过对不同的几何体进行布尔运算，可以实现复杂的模型构建和处理。
本文将介绍3Dmax中布尔运算的实现方法，以及一些常用的技巧和注意事项。
2. 布尔运算的基本原理在3D建模中，布尔运算是一种基于几何体之间的交集、并集和差集等操作的方法。
通过将多个几何体进行组合，并利用它们之间的空间关系，可以实现模型的剖切、组合和修改等操作。
在3D max中，布尔运算通常通过几何体的组合、减法和交集等操作来实现。
3. 实现布尔运算的工具和方法在3D max中，实现布尔运算通常使用以下几种工具和方法：- 3D max内置的布尔运算工具：3D max内置了丰富的几何体建模和编辑工具，其中就包含了布尔运算的相关功能。
用户可以通过选择需要进行布尔运算的几何体，并使用3D max提供的布尔运算工具来实现需要的操作。
- 插件和脚本的应用：除了3D max内置的功能外，还可以通过安装插件和脚本来扩展软件的功能。
一些专门针对布尔运算的插件和脚本可以提供更多的功能和操作方式，使得布尔运算的实现更加灵活和高效。
- 参数建模和组件建模：在进行布尔运算时，参数建模和组件建模是比较常用的方法。
通过设置几何体的参数和属性，或者利用已有的组件和模型进行布尔运算，可以实现复杂模型的构建和编辑。
4. 布尔运算的常用技巧和注意事项在使用3D max进行布尔运算时，需要注意以下几点技巧和注意事项：- 几何体的质量和结构：在进行布尔运算前，需要保证参与运算的几何体质量和结构良好。
较复杂的几何体结构可能导致布尔运算的失败或者出现不可预料的结果。
- 操作顺序和方法：在使用3D max进行布尔运算时，需要注意操作的顺序和方法。
不同的顺序和方法可能会导致不同的结果，因此需要根据实际情况选择合适的操作方式。
地质工程复杂地质体三维建模与可视化研究
摘要：地质工程复杂地质体中的各种地质信息都可以看作是三维空间中的函数，利用各种野外实测资料分别建立相应的曲面拟合函数，进而利用计算机建立三维地质模型，达到直观地表达地质信息在工程岩土体中的分布规律、提高对于地质规律的认识、指导地质工程项目的勘测施工及监测的目的。
本文分析了复杂地质体三维建模与可视化研究的关键技术问题，并初步应用在向家坝某坝址区的三维地质建模中。
关键词：地质工程复杂地质体三维建模与可视化1 前言地质工程复杂地质体中的各种地质信息，可以通过野外勘探实测或监测仪器记录获得，但一般都是散乱数据，工程地质工作者很难对其在工程岩土体中的分布规律有一个整体和直观的把握。
各种地质信息，包括地表地形、地下水位、地层界面、断层、节理、风化带分布、侵入体及各种地球物理、地球化学、岩土体的物理力学参数或数据的等值面(线)等，都可以看作是三维空间中的函数，利用各种野外实测资料分别建立相应的曲面拟合函数，进而利用计算机建立三维地质模型，达到直观地表达地质信息在工程岩土体中的分布规律、提高对于地质规律的认识、指导地质工程项目的勘测施工及监测的目的。
现有的地理信息系统(GIS)都主要表达二维的地表地物的图形和属性信息，要扩展到真三维包含地下地质结构的地质信息系统还有差距。
一个大型地质工程项目从可行性研究阶段、初步设计阶段到详细设计阶段，乃至到工程运行期的管理与监测期，建设周期长，往往积累了大量的地质资料，用三维模型图形图像来表达、解释和管理如此庞大的资料比光靠数据库和图表图纸等传统手段来得有效的多。
建立地质工程复杂地质体的三维模型，处理岩层界面与结构面组合关系，逼真反映地下地质结构全貌，将为地质工程工作者分析研究工程地质现象和发现掌握岩土体结构规律提供一种崭新的研究手段和研究方法。
地质工程复杂地质体三维建模与可视化的重要意义表现在：1.利用数据库存储和管理现场勘探实测和试验数据，结合GIS技术，可实现工程地质体的地质(属性)信息的查询，从而更直观了解地质信息在研究(工作)区域的整体分布规律。
复杂地质体三维模型快速构建及更新技术研究
复杂地质体三维模型快速构建及更新技术研究复杂地质体三维模型快速构建及更新技术研究摘要：地质体三维模型是地质科学研究中不可或缺的工具，准确地反映地下复杂地质结构和变化规律对资源勘探和开发具有重要意义。
本文通过分析目前常用的复杂地质体三维模型构建及更新技术，提出了一种综合应用多种技术的方法，既可以快速构建复杂地质体三维模型，又可以通过实时数据更新模型，满足勘探和开发的需求。
1. 引言复杂地质体三维模型是地质工程领域研究的重要内容之一。
传统的模型构建方法通常需要耗费大量的时间和资源，并且不能及时更新。
随着计算机技术和数据采集技术的快速发展，如何利用新技术快速构建和更新复杂地质体三维模型成为了一个热点问题。
2. 目前的研究现状目前常用的复杂地质体三维模型构建方法主要包括地质剖面法、地质附庸法和地质统计法等。
这些方法都存在一定的局限性，需要耗费大量的时间和资源。
此外，地质数据更新困难，模型的真实性和准确性受到了很大的制约。
3. 方法和原理本研究综合应用多种技术，包括地震数据处理方法、反演技术、数值模拟等，实现了复杂地质体三维模型的快速构建和更新。
具体的步骤包括：(1) 数据采集与处理：通过地震波勘探以及其他地质勘探方法获取地下数据，并进行预处理，消除噪声和干扰。
(2) 反演算法：根据地下介质的物性参数，利用反演算法推导地质模型的三维结构。
(3) 数据融合：将不同尺度和不同地质参数的数据进行融合，得到更全面和准确的地质模型。
(4) 模型更新：通过实时的地下数据监测，利用数值模拟等方法对地质模型进行更新。
4. 模型应用通过上述方法构建的复杂地质体三维模型可以广泛应用于资源勘探、地质灾害评估、地下水资源管理等领域。
例如，在石油勘探中，可以根据地质模型预测油藏的分布和储量，并优化开发方案；在地质灾害评估中，可以通过模型模拟地质灾害的传播和影响，提前采取相应的防治措施。
5. 结论本研究提出了一种综合应用多种技术的方法，实现了复杂地质体三维模型的快速构建和更新。
布尔运算算法研究及其在地质体建模中的应用
布尔运算算法研究及其在地质体建模中的应用
王红娟;张杏莉;卢新明
【期刊名称】《计算机应用研究》
【年(卷),期】2010(027)010
【摘要】针对三维复杂地质体建模中存在的问题,提出了布尔运算算法.算法的实现采用四步法,即通过测试、求交、剖分和标记实现了区域划分,选择不同标记的三角面片即可得到不同的布尔运算结果.为解决数值计算误差对运算结果的影响,算法在求交运算前先进行逻辑判断,对共面求交的特殊情况进行处理.该方法已应用到蓝光矿山数字化平台系统中,能够实现任意复杂地质体的建模.
【总页数】3页(P3844-3846)
【作者】王红娟;张杏莉;卢新明
【作者单位】山东科技大学,信息科学与工程学院,山东,青岛,266510;山东蓝光软件有限公司,山东,泰安,271000;山东科技大学,信息科学与工程学院,山东,青岛,266510;山东科技大学,信息科学与工程学院,山东,青岛,266510;山东蓝光软件有限公司,山东,泰安,271000
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.72
【相关文献】
1.布尔运算在建模中的实际应用 [J], 吴春燕;刘冰
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3.三参数井径微电极配件的三维建模过程实例解析UCS及布尔运算在CAD中的应用 [J], 陈佳鹏;殷国成;吴振兴
4.基于逆向工程的三维复杂地质体精细建模及ADINA前处理在FLAC3D建模中的应用 [J], 徐文杰;胡瑞林
5.AutoCAD三维实体建模中布尔运算及UCS坐标转换应用分析 [J], 陈佳鹏
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基于BIM的地质模型创建与桩长自动预判技术在大型复杂项目中的应用总结
基于 BIM的地质模型创建与桩长自动预判技术在大型复杂项目中的应用总结摘要：地质条件与桩基础对建筑工程的质量安全起到关键性作用，超大体量项目的勘探数据拥有大量繁琐的柱状图、等高线图和地质剖面图，使得工程技术人员难以清晰准确的对项目地质情况做详细判断。
本文以地质勘察的钻孔数据为基础，结合Civil3D三角网算法，采用布尔运算生成三维地质实体模型，最后利用BIM技术快速生成到达持力层的桩长度，为后期工程技术人员对地基处理、配桩和工程量管理提供有力的数据支撑。
关键字：Civil3D；三角网算法；BIM地质模型；桩长预判1.引言超大体量项目的地勘数据拥有大量繁琐的柱状图、等高线图和地质剖面图，使得工程技术人员难以清晰准确的对项目地质情况做详细判断，桩长计算则是通过在地质剖面图中手动绘制每根桩来实现，对于未经过剖面的桩则根据经验判断，容易导致数据出现偏差，且工作效率低下。
针对这种情况，国内外许多学者提出许多创建三维模型的方法，寇广辉等提出用Revit的板构件进行地形绘制[1]，饶嘉谊等提出基于BIM的三维地质模型与桩长校核应用[2]，张琳等提出二维Delaunay三角剖分地质模型创建[3]，然而这些方法对桩长的快速预判存在不足，所以，在研究桩长计算方法后，将BIM技术与编程开发相结合，通过实际工程实验，总结一套基于BIM的地质模型创建与桩长自动预判技术。
1.项目背景我司承建位于厦门市翔安的新会展中心项目，总建筑面积为53.82万平方米。
其所在地貌属海湾滩涂，地层结构复杂，上部覆盖主要有杂填土、素填土、填砂，多呈松散～稍密状，密实度及均匀性较差，下部主要有淤泥质土、砂混淤泥、土质软弱，具有含水量高、孔隙比大、压缩性高等特点，易产生不均匀地面沉降。
根据钻探揭露，将各岩土体自上而下分述如下：杂填土①a、素填土①b、填砂①c、吹填淤泥①d、填石①e、淤泥质土②a、砂混淤泥②b、中砂②c、粉质粘土③a、中粗砂③b-1、圆砾③b-2、残积砂质粘性土⑤、全风化花岗岩⑥、砂砾状强风化花岗岩⑦、碎块状强风化花岗岩⑧、中风化花岗岩⑨、微风化花岗岩⑩。
复杂矿坑FLAC^(3D)三维建模及其应用
现代矿业MODERN MINING总第625期2021年5月第5期Serial No.625May.2021复杂矿坑FLAC3D三维建模及其应用毛志远段蔚平杨强胜邱宇(中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司)摘要随着工程建设的发展以及科学技术的进步，对工程的研究由传统的二维逐渐转向三维，计算机技术的成熟为复杂地质体的三维研究提供了可能性。
通过建模软件建立矿坑三维模型，将模型导入FLAC3d可以对模型进行三维应力和变形分析。
基于CAD—3Dmine—Rhino—FLAC3d的建模思路建立复杂矿坑的三维模型，避开了FLAC3d前处理功能弱的缺点。
预计在矿坑内部充填110m高尾砂，在模拟尾砂分级加载的条件下，对矿坑进行三维应力和位移分析。
关键词FLAC3d软件三维建模应力一位移分析D0I：10.3969/j.issn.1674-6082.2021.05.026FLAC3D Three-dimensional Modeling of Complex Mine and its ApplicationMAO Zhiyuan DUAN Weiping YANG Qiangsheng QIU Yu1(Sinosteel Maanshan General Institute of Mining Research Co.，Ltd.)Abstract With the development of engineering construction and the progress of science and technol-ogy，the research on engineering has gradually shifted from the traditional two-dimensional to three-dimensional.The maturity of computer technology provides the possibility for the three-dimensional research of complex geological bodies.The three-dimensional model of the mine pit is established through modeling software,and the model can be imported into FLAC3D to analyze the three-dimensional stress and deformation of the model.Based on the modeling idea of CAD-3Dmine-Rhino-FLAC3D,the three-dimensional model of complex mines is established，which avoids the weak pre-processing function of FLAC3D.It is expected to fill110m high tailings in the pit，and carry out three-dimensional stress and displacement analysis of the pit under the condition of simulated tailings grading loading.Keywords FLAC3D software，three-dimensional modeling，stress-displacement analysis随着工程建设的发展以及科学技术的进步，对工程的研究由传统的二维研究逐渐向三维研究过渡°FLAC(Fast Langrangian of Continua)1］是由Itasca 提出的连续介质力学分析软件。
基于L-Rep模型的三维实体布尔运算方法[发明专利]
专利名称：基于L－Rep模型的三维实体布尔运算方法专利类型：发明专利
发明人：周良辰,盛业华,闾国年
申请号：CN200910027126.7
申请日：20090522
公开号：CN101609565A
公开日：
20091223
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公布了一种基于L－Rep模型的三维实体布尔运算方法：根据实际应用所需的精度要求，将基于B－Rep模型的三维实体转化为基于采样线的L－Rep模型，以X、Y、Z三个轴向的采样线来表达三维实体对象包括外部边界、内部边界以及内部断裂在内的几何信息；将两个三维实体间的三维布尔运算转化为L－Rep模型中采样线间的一维布尔运算，求出基于L－Rep模型表达的三维实体间布尔运算结果对象；再将基于L－Rep模型表达的三维实体间布尔运算结果转化为B－Rep模型，作为最终计算结果，以便为其他应用所使用。
本发明可以在满足实际应用精度需要的前提下，实现三维实体间快速、稳定、健壮的实体布尔运算。
申请人：南京师范大学
地址：210097 江苏省南京市宁海路122
国籍：CN
代理机构：南京知识律师事务所
代理人：樊文红
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摘
要 ：提出一种稳定快速的三维复杂地质体的布尔运 算算法 。该算法不需要跟踪交线 ，利用带拓扑信息的交边对实体区域进 行分类 ， 避
免面在体 内的判断 ，提高运算速度 。算法在进行布尔运算前解决 了数值计算误差 引起 的相关分类 问的冲突 ，保证运算的稳定性 。将该 方法 应用于蓝光矿 山数字化 平台系统 ，实践结果证明其适合数据分散、数据密集 及带孔洞的实体，特别是大规 模、奇异的三维复杂地质体 。 关健词 ：三维建模 ；布尔运算 ；地质体 ；稳定性 ；求交运算
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文献标识码：Ａ
中 图分类号： Ｐ １ Ｔ ３１
三 维 复杂 地质 体，张杏莉 ，卢新 明 。
（．山东科 技大学信息科 学与工程学 院，山东 青 岛 ２６ ｌ） １ ６５ Ｏ；
２ ．山东 蓝 光 软 件 有 限公 司 ， 山东 泰 安 ２ １０ ） ７ ０ ０
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第３ ７卷 第 ８期
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文章 编号： ｏｏ ４８ ｏ１ ８ ｏ６一３ １０—３２（ １ ０—０１＿ ｌ ２ ）