三维地质建模关键技术及其在水电工程中的应用
水利水电工程项目设计三维技术的应用及实践论文
水利水电工程工程设计三维技术的应用及实践论文在现代工程领域中，三维技术是一项非常先进的设计技术，其能够依托工程的具体情况，直观地展示出设计者对工程的设计理念，该技术的出现使设计人员不再需要在二维图纸与三维形态间的转换上浪费时间，也不需要对设计中的细节缺陷进行弥补，这是因为三维技术可以准确反映出设计成果的各种根本属性，如材质、形态、规格、尺寸、色泽等等，工程的实体模型不但可直接在计算机上显示出来，而且还能生成二维工程图纸，这极大程度地缩短了设计周期。
同时，三维技术的应用还能够提升设计水平。
由于水利水电工程的规模较大，设计任务较多，所以仅凭别一名设计人员很难在短时间内完成，必须由专业的团队通力合作才能完成设计任务。
三维技术中协同设计及通信技术的应用，能够简化设计过程，并且还能防止信息重复输入等错误的发生，从而确保了设计质量。
除此之外，三维技术还能直观、形象地将各类水工建筑物的主要参数以实体模型进行表达，保证了设计的正确性，防止了设计漏洞、矛盾冲突等问题的出现。
在工程三维模型的根底上，对工程方案的调整更加快速、灵活，减少了设计失误，提高了设计效率，经济效益也随之显著提升。
计阶段的应用实践为了便于研究，本文以某水利水电工程工程实例为依托，对三维技术在该工程设计阶段的具体应用进行论述。
渔洞峡水库工程是贵州省贵阳市的重点水利根底设施之一，该工程位于贵阳市的乌当区内，地处鱼洞河上，与东风镇的距离约为3km左右。
水库大坝以上的集水面积为118k㎡，工程的主要任务是以城市生活和工业供水为主，兼具灌溉、饮用等功能，库容量为1860万m3，正常蓄水水位1075m。
本工程建立的具体内容如下：水源工程、引水工程、金水厂、配水工程等等。
其中水源工程由主坝、副坝、溢洪道等结构组成；引水工程由发电厂房、泄水槽、引水钢管、引水洞以及尾水池等组成；净水厂的处理能力为10万t/d；配水工程由高位水池和配水管线组成。
本工程属于中型水利工程，主要、次要和临时建筑物的级别分别为3、4、5级。
水利水电工程中应用三维勘测设计技术的作用
水利水电工程中应用三维勘测设计技术的作用摘要：在市场经济发展中，对电力资源需求量越来越大，水利水电工程项目增多，有效保障了电力供给。
在水利水电工程建设中，都是需要使用勘测技术获取各类信息，但是传统勘测技术效率不高、精度低下、适应性不强等问题，导致无法满足水利水电工程的使用需求。
而三维勘测设计技术有着高精度、高密度等特点，符合当前水利水电工程勘测工作的需求，为施工方案设计提供了有效支撑，以此保障项目工程质量提升。
本文通过对三维勘测设计技术概述，阐述了水利水电工程中应用三维勘测设计技术的作用，分析了水利水电工程中应用三维勘测技术要点，为水利水电工程勘测工作提供了参考。
关键词：水利水电工程；三维勘测设计技术；激光雷达技术引言在水利水电工程建设中，其施工区域偏远、施工条件复杂，很多勘测设计技术无法取得良好的效果，而三维勘测设计技术具有高精度、高密度等特点，能够掌握施工区域的三维点云数据，为施工方案设计、项目管理等提供了数据支撑[1]。
为保障水利水电工程项目的顺利建设，应当结合施工区域具体情况，使用三维勘测设计技术，制定科学合理的勘测方案，从而设计出最佳的施工方案，以此提升工程项目质量[2]。
因此，施工企业需要认识到三维勘测设计技术的应用优势，将其与工程项目深度融合，以此保障项目经济效益实现。
1三维勘测设计技术概述从三维勘测设计技术分析，其主要是激光雷达技术、影像测量技术、摄影测量技术三种。
第一，激光雷达技术。
该技术充分利用激光原理，通过发射激光并接收反射的激光信号，从而对目标体进行勘测，以此掌握目标物体的三维信息[3]。
一般情况下，激光雷达设备主要涉及到激光发射器、光电转换器、信号处理等，将其三个部分一同使用可以获取目标物体的位置和距离，促使其在地图绘制、自动架设等领域中应用普遍。
第二，影像测量技术。
该技术借助数字影像开展勘测工作[4]。
在具体使用中，通过对获取目标物体的影像，分析其特点、大小、位置等，其主要在环境监测、农业生产等领域中应用。
三维设计方法在水利水电工程设计中的应用
三维设计方法在水利水电工程设计中的应用摘要：三维设计是水利水电工程设计中的重要环节。
相较于二维设计，三维设计对结构准确性和真实性的表达更加清晰，对几何形状进行更加智能化的设计，使工程的设计速度和设计质量，均得到了较大提升。
在水利水电工程设计中应用三维设计方法能提高工程设计的效率和准确性，提高工程质量。
工程建设各方对于工程的情况得到更快更全面的把握。
关键词：三维设计；水利水电；工程设计；应用1 三维设计的意义三维设计是现有的二维设计的升级版，具有许多二维平面设计不具备的优势，二者相比较而言，三维设计对结构的准确性和真实性能够更加精准地体现，在未来水利水电工程设计中成为必然的发展趋势。
三维设计，能更加符合人们的设计和思维，三维技术对原始数据进行组件，可以对几何形状进行更加智能化设计，利用渲染和着色等辅助功能，使得模型的三维效果能够更加立体的体现。
工作人员和设计人员对于设计外观能够更加直观的了解，同时提高了整个设计的准确度，使得设计周期得到缩短。
通过三维技术设计的工程设计进行了全新的变革。
设计工作过程中，不论是在设计速度还是设计质量，均得到了很大程度的提升。
三维设计对于二维图纸是一个质的提高，不仅可以剖切出图形成二维图纸，还能够分专业地建立水利水电工程总装模型，通过任意的角度来观看工程总体，对于动态的结构装配过程能起到有效的监控作用。
三维设计平台连接的可视化仿真系统，能够对建筑物的整体和各部分特征进行直观的观察描述，各建筑物之间的时间、空间上的联系，各专业间的空间碰撞关系，通过动画形式在搭建的仿真模拟地形环境中进行模拟，对施工过程进行预演，对施工导流、洪水演进等一系列的过程进行全过程模拟，以直观的形式进行展示，使得工程建设各方对于工程的情况得到更快更全面的把握。
2水利水电工程设计中常见问题2.1前期工作准备不全面水利水电工程设计过程需要全面考虑到运行环境、气象、地质、水文等方面的因素进行设计，设计方案需要从工程实际出发，应充分考虑工程实际的地形地质、工作环境等要求，需要全面掌握工程所在地的所有基础资料。
三维地质建模技术在水力发电工程中的应用
数据 和地 表 出露 的 地层 和 构 造 面 资料 ， 包括 地 表 出 露位 置 、 延伸 情 况 、 产状 等 。这些 是三 维建模 的 主要 数据 来 源之一 ， 是三维 地质 建模 中最 可靠 的数据 。 也 钻孔 资料 ： 孔是工 程地 质勘 察 中最常 用 、 钻 最有 效 的手段 ， 因此也 是 获取 三 维 建 模 所需 数据 的最 主
的钻孔 录入数 据接 口， 与 目前 流行 的钻孔 数 据有 但
一
定 差别 ， 建模 中基本 采用 文 本 文件 方 式 录人 钻孔 （ ）岩层 面 、 构面 的建 模 ： 面和 结构 面的 ３ 结 岩层
及 相关数据 。
征， 需要建模者建模前 ， 运用有关地质知识 ， 对资料 进行筛选分析； 建模 中， 联系地质地层 、 构造及工程 等有关 知识 ， 数据进 行 比较 ， 地质构 造进行 推测 对 对
王长海 ： 三维地质建模技术在水 力发电工程 中的应用
（ ）剖面 的生 成 ： 意 切 割剖 面是 现 阶段 地 质 ４ 任 三维 建模 的重 要 目的之 一 。剖 面 图仍 是 勘察设 计 的 主要 依据 和成果 ， 于 三维模 型 ， 以快 速高效 地 切 基 可 割 出勘察 设计需 要 的剖 面 图 。
模方法 是有 区别 的。 ２ ２ 建模 方法 ．
（）三维 建模 和 网格剖 分 功 能 ： 单 快捷 地 建 ２ 简 立 复杂地质体 的三 维 网格模 型 ， 分 出形状 理 想 的 剖 六 面体 网格 ， 为工 程数 值 分析 （ 边坡 稳定 分 析 、 肩 坝 稳定 分析 等 ） 提供 良好 的网格前处 理 。
要： 三维 实体模型是描述水 电工程地质 问题 的最有 效方 法之 一 ， 过对地 质体 对象的分 类及其 三维建模 方法 通
科技成果——水利水电工程地质建模与分析关键技术
科技成果——水利水电工程地质建模与分析关键技术成果简介水利水电工程大都处于高山峡谷，所处地区地质构造复杂、地质信息众多，给地质勘探、工程设计与施工等各方面带来极大的困难。
传统二维、静态的处理工程地质资料、分析地质问题的方式，已难以满足工程地质、设计人员的实际需求。
因此，深入研究水利水电工程地质三维建模与分析的关键技术，可为分析解决水利水电工程勘测、设计与施工中复杂的地质问题提供科学的理论方法和先进的技术手段。
技术原理在为水利水电工程建设服务的前提下，针对多源地质数据的耦合分析、地质体的复杂性、信息存储量大、分析速度慢、地质构造的动态性、模型的可靠性及其快速更新修改等难点，融合水利水电工程科学、工程地质学、数学地质学和计算机科学等多个交叉学科的先进理论技术，提出了实现水利水电工程地质三维建模与分析的理论方法和关键技术。
针对复杂地质体信息量大的特点与水利水电工程地质的分析要求，研究面向水利水电工程地质的三维数据结构模型，提出了以NURBS为主、结合TIN和BRep的混合数据结构；进而通过以面向对象技术、地质实体NURBS构造技术、改进的地质趋势面分析技术和三维对象集合运算技术等多种先进技术手段，提供了可供选择的建模机制，对各类地质对象和人工对象进行拟合构造与几何建模，实现了水利水电工程地质三维统一模型的建立，并对模型的可靠性进行分析验证，提供模型的快速反馈更新机制。
基于三维统一模型，针对实际需求研究水利水电工程地质分析应用技术，设计了丰富的分析算法。
根据所提出的理论方法和技术，紧密结合实践应用，研制开发通用的水利水电工程地质建模与分析软件系统，为水利水电工程地质分析提供有力的技术平台。
技术水平该成果总体上达到国际先进水平，在水利水电工程地质NURBS 混合数据结构建模方法与应用方面达到了国际领先水平。
应用前景该成果可直接推广应用于各项大中型水利水电工程前期规划、地质勘测、工程设计和施工等不同阶段的工程地质分析中，可通过钻孔平硐优化布置节约地质勘探费用，辅助地下工程施工及其管理可提前工期，降低造价，直接经济效益较大；提高工程地质分析、工程设计和施工的水平与效率，为实际遇到的地质问题提供科学的解决途径和先进的技术手段，社会效益显著。
水利水电工程三维地形建模技术
水利水电工程三维地形建模技术摘要随着我国国民经济的快速发展,水利水电事业的发展生机勃勃,水利水电工程建设与管理也有传统的二维技术向三维技术发展,建立在数字化、可视化、可量测基础上的三维地形已越来越受到各行各业的青睐和关注。
本文通过对工程中三维地形建模技术探讨,对满足水利水电工程建设和管理需求具有重要作用。
关键词水利水电工程；三维地形建模；技术探讨1、三维地形建模技术概述三维地形建模技术是通过计算机技术对地貌、地表建筑物、构筑物等进行三维几何重建、提取和修复、使用三维动画进行展示的技术。
可通过对遥感影像、地形图、线划图、栅格图等进行综合处理,并结合虚拟现实技术、可视化技术等实现三维地形建模[1]。
2、三维地形建模实现过程2.1三维地形建模使用到的硬件工具包括数字扫描仪、三维激光扫描仪、全数字摄影测量系统等,通过软件对影像数据进行处理,形成三维地形地貌,提取建筑物模型后,利用人工对异形地面与不规则建筑物进行人工建模。
2.2对于通过航片进行采集和提取的建筑物的顶端的纹理,例如具有标志性的建筑物,利用数码相机进行建筑物的采集。
使用数码将采集纹理,要对建筑物进行正直摄影,可以使用分块正直摄影的方法,先分成几张照片,然后在图像处理软件中进行拼接和编辑。
2.3在粘贴纹理的过程中,对建筑物进行多个面的圳铁,可以将整个建筑物的纹理粘贴成一种,然后对于粘贴的效果进行抓取和删除。
注意相片的数据,防止数据移除。
可以实现在图像处理软件中对建筑物的侧面纹理进行连接,注意前后顺序不要出错,防止纹理电到或者出现侧面纹理的互换等错误。
2.4对于较大范围的异形地面的处理,可以在建模时将高度不同的建筑物进行相应的处理,按照不同的颜色和形状进行分块粘贴,实现逼真的景观效果。
3、三维地形建模的特点对于三维地形建模的系统的特点的体会,是三维实体建模工具的强大的功能。
这种建模工具的三维实体的建模可以按照实际需要进行三维模型的生成。
一些常用的软件操作也简单,没有繁复的参数控制,只需要简单的基本图元就可以快速生成复杂的三维实体。
三维地质在水利水电工程的应用
三维地质在水利水电工程的应用摘要:介绍目前先进的地质三维技术，指出其存在的优缺点，总结三维信息模型建立操作中的关键点，分析三维地质技术在水利水电项目中的重要性。
关键词:三维地质；地质信息；虚拟钻孔传统的水利水电地质一般是通过二维、静态的平、剖面图，以及描述工程地质在空间上的差异性，使工程设计人员了解地质情况。
这种表达方式虽然简单，但是不能直观、完整的展现地质情况。
随着计算机技术在工程地质领域的广泛发展，工程勘察信息设计方面已经具备了一定基础，而且现代工程需要对地质资料进行一体化管理。
三维地质利用多元化的数据资料，尽可能全面直观的反映工程地质情况；三维地质模型的建立方便技术人员进行空间分析，可以通过模型获取以往需要查阅报告、图件才能得到的信息，还可以分析、预测一些潜在的工程地质问题。
此文针对基于Microstation平台上发展的AglosGeo三维地质软件进行了三维地质评析。
1.三维地质的优缺点优点：立体模型形象具体，数据库涵盖所有地质信息，并且模型具有属性，大大提高了设计文件的可读性和可用性，能使地质成果更好的被相关人员理解、使用；可以利用虚拟钻孔在想了解的任意位置调取地层资料，也可以获得任意剖面的地质断面；对于挖方工程，可以准确的得到各种土层的挖方量，并能准确的把握边坡地质情况，利于精准计算分析；可以打开保存多种格式，具有良好的兼容性。
缺点：目前模型中各种地质体是用不同颜色区分的，按照现有规范，不同地质体存在颜色很接近、甚至不能区分的现象；现有三维软件对数据处理模块还不能完全满足生产需要。
2.三维地质建模的关键点为使模型更符合工程地质实际情况，建立三维模型时特别要注意几个关键操作。
一是数据录入时对不同钻孔同一时代成因不同深度岩土层统筹划分；二是导入地形前，必须将钻孔的测绘数据融入地形，以免出现钻孔冒出或者潜入地面的现象出现；三是建立二维剖面图时一定要准确，代表地层的线条根据情况进行线条加密或者抽稀，以保证后期形成的地质面平滑准确；四是切割体模型的时候注意切割曲面有没有错误，且需要面积大于体的投影面积，切割完成后，检查被切割块体是否为体模型；五是对堤防、坝体等水工建筑物，需前期考虑地形要求，以便后期模型建立。
水利水电工程中三维地质建模技术的应用
水利水电工程中三维地质建模技术的应用摘要：三维地质建模技术是计算机技术在地质中应用的重点和发展方向，在水利水电工程中，三维地质建模对工程决策、地质分析预测均具有重要意义。
本文阐述了三维地质建模的基本流程、各种地质对象的建模方法，并对三维地质建模取得的成果在水利水电工程中的应用进行了阐述，仅供参考。
关键词：水利水电工程；三维地质建模；应用引言水利水电工程在人们的生活中发挥着重要的作用，对国家经济发展也有着非常重要的作用。
三维地质建模是科技不断发展的产物，最初主要是为了解决矿业工程、油藏工程等地质模拟和辅助工程设计而提出的，伴随着科技的进步，三维地质建模技术也越来越完善，将其应用于水利水电工程中，可以提高工程设计的质量，还可以降低工程开发与建设的难度。
鉴于此，本文就三维地质建模技术在水利水电工程中的应用进行探讨。
1.三维地质建模的基本流程1.1 数据准备三维地质建模以各种原始资料为基础，用于建模的数据包括以下几类[1]。
（1）地形数据。
包括点云数据、地形等高线、地形面等。
（2）物探数据。
包括物探剖面成果、物理属性界面等。
（3）勘探数据。
包括钻孔、平洞、探坑、探井、探槽等勘探成果资料。
（4）试验数据。
包括各种室内试验及原位测试的成果资料。
（5）地质数据。
包括遥感解译成果、工程地质测绘资料。
根据不同的数据类型，分别进行整理和归纳。
将各类地质点数据录入数据库，将各类特征线和面直接导入软件中作为原始数据，并从完整性、合规性、合理性等方面对数据进行全面的检查和复核。
1.2 建模基本流程（1）将各类基础地质资料录入到地质数据库中。
（2）直接导入测绘专业提供的地形面，将基础地质资料转换为空间点、线数据。
（3）以各类勘探点为节点绘制控制剖面，根据各类地质对象的特点绘制特征，辅助剖面对建模数据进行加密，得到各类地质对象的控制线模型，对同一属性线条拟合得到相应地质对象的初步大面模型。
（4）通过剪切、合并等操作形成三维地质面模型。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。