GoCAD之块体建模方法

左半边

三维块体建模方式在不同行业具有不同用途，这里主要针对水电工程地质工作的需求介绍三维块体建模方式的实际意义。在矿山和水电工程行业一个通用性的需求是了解地质单元的岩体质量，从而帮助评价工程活动过程的安全性和潜在风险。因此，三维块体建模方式在应用到水电工程地质领域时，主要服务于工程地质信息的综合分析、特别是与地质对象相关性的分析。简单地说，水电工程地质主要将三维块体模型应用于工程地质信息分析。 在建立具有拓扑关系的三维地质模型以后，模型中的每一个地质单元都具有特定的地质意义，但此时的单元一般为封闭曲面，内部为空白。此时的工程地质信息一般都储存在界面的节点上，而不能储存在单元内。简单地理解，块体模型是在单元内充填6面体单元，像数值计算中的单元那样，这些6面体单元也可以储存数据信息，并对这些数据信息进行一定的操作，实现相关工程地质分析。 三维块体模型及其包含的信息（单元颜色表示）    上图表示了三位块体模型形态及其储存的信息，其中的6面体网格即为块体模型中的“块”，由于块体模型可以针对某一个地质单元建立，因此，其表面可以与地质界面保持高度一致，上图的表面几何形态即显示了这种效果。    上图中的颜色表示了某个指标值的大小，显然，除一些地球物理勘探工作外，工程地质工作中一般难以获得大量的测试数据，即一般只能获得空间少数位置上的测试数值，在图 10中即只有少数单元具备这些数值。与地质界面实体建模中把勘探点作为约束点一致地，在利用这些测试数值进行某个参数指标的空间分布分析时，这些测试数据也作为固定约束点，其他空白单元的取值利用这些固定点进行插值处理，即同样根据固定约束点的数值进行趋势分析和光滑平顺处理，可以使得块体模型中的每一个单元块都获得推测值。    一般地，利用少数测点数据获得其空间分布特征的插值和光滑平顺处理工作需要针对每个单一类型的地质单元进行，当地质构造相对复杂时，同一类型的地质单元（如某个岩性层）可能因为褶皱和断层切割，其空间可以分散地分布在不同位置。建立了拓扑关系的三维地质模型可以自动识别这些相同地质属性的地质单元，由此可见，建立具有拓扑关系的地质模型，成为信息分析的基础。     当三维地质模型中的每一个地质单元内部的6面体块体都储存有某个（些）参数指标的数值大小时，即获得了这个（些）参数指标值在不同地质单元内的空间分布。此时可以像数值分析中给出的等值线图一样，GoCAD也可以很方便地给出几乎任何指标在空间位置的分布。