<p>城市级别的地质建模，我们需要考虑的是模型的应用范围以及具备的原始资料。通常，对于城市级别精度的地质模型，我们比较关心的是宏观上的地质构造，比如不同时代的地质界面、基岩面、断裂带等。另外，对大多数城市来说，能够提供基础数据一般是地质钻孔、剖面、地质填图等资料。下面我们取湖北某地的一个城市级别地质模型来进行简单介绍。</p><p>1、该地区具备原始资料中只有钻孔和剖面图，其中典型的地质剖面如下图：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1581652604823281.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 该区域典型的地质剖面图</p><p>通过观察和分析，我们可以把地质情况分为基岩面上下两个部分，上部的图层部分具有明显的成层性，下部岩石部分具有复杂的地质情况，比如侵入、断裂等，没有明显的分层特征。因此我们把整个地质模型分为上下两个部分，使用EVS中的地层建模和岩性建模两种方式来进行地质模型的创建。</p><p><br/></p><p>2、模型创建</p><p>（1）地层模型：对原始钻孔的土层数据进行分析、整理和合并，划分标准层序，建立地层模型。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1581662075459171.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 上部地层模型</p><p><br/></p><p style="text-align: left;">（2）岩性模型：提取基岩面以下的地质钻孔数据，制作PGF文件，采用指示克里金算法进行空间的岩性插值，创建下部岩性模型。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1581662417656111.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 下部岩性模型</p><p>（3）模型的整合：将上下部模型合并为一个综合地质模型。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1581662476364797.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 综合地质模型</p><p><br/></p><p>3、模型的管理和应用。</p><p style="text-align: left;">将EVS创建的模型对接至GBIM平台，进行方便的的查看和应用，以及与其他专业模型的统一管理。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1581662674391789.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5 制定位置提取虚拟钻孔</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1581662707150586.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图6 岩性的查询</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1581662742608762.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图7 模型透明度的调整</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1581662777822747.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图8 层厚筛选</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1581662805543727.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图9 提取地质剖面</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1581662829200317.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图10 地质开挖</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1581662877315446.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图11 与其他专业模型的整合展示</p><p><br/></p>

<p>在隧道选址设计中，我们常常非常关心隧道穿过不同围岩等级地质体的长度，并试图找到一条最好的线路以降低隧道的造价成本。EVS具有强大的地质建模功能，当我们采用围岩等级作为属性时，我们则可以建立整个地质体的围岩等级空间分布情况，如下图所示。模型中我们模拟了地下管道穿过不同围岩的情况，但是并没有计算其长度。<br/></p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1573132102540679.png" alt="image.png"/></p><p>未了便于大家学习，我们选择EVS中自带例题文件夹「Railyard Facility Complex Python Scripting」中的模型进行讲解。这里我们仅讲解穿过不同地层（空间非连续数据）和不同污染羽（空间连续数据）时如何计算隧道长度，其他情况类似，例如穿过不同围岩等级可以采用类似不同地层或类似不同污染羽的情况，这取决于我们如何输入数据。如果我们的原始数据是BQ值，那么采用krig_3d模块，则是类似污染羽的方法；如果我们的原始数据是已经划分好等级的围岩数据，那么采用indicator_geology模块，则是类似地层模型的方法。<br/></p><p>EVS可以采用两种不同的方法来开挖隧道，一种是采用surf_cut对地质体进行真实的开挖，如下图所示EVS自带案例。另一种方法是采用interp_data或interp_cell_data模块对隧道开挖面（surface）或隧道真三维体（volume）进行材料映射，从而得到隧道穿过各个地层的情况。这种方法并没有对隧道进行真实的开挖，但是也能得到隧道开挖后不同材料的体积。</p><p><br/></p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1573136827162535.png" alt="image.png"/></p><p>通过volumetric_tunnel和volumetrics模块我们可以计算得到隧道穿过不同地层或不同污染羽的体积，但是目前EVS还无法计算一条线穿过不同地层的长度（相关模块正在开发）。但是，我们可以通过设置一个截面面积为1的隧道来等效实现长度的计算。<br/></p><p>把附件（&nbsp;<img src="https://wen.kulunsoft.com/stat ... ot%3B style="vertical-align: middle; margin-right: 2px;"/><a href="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="Railyard Facility Complex Python Scripting.7z" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">Railyard Facility Complex Python Scripting.7z</a>&nbsp;）中的application拷贝到EVS自带例题的「Railyard Facility Complex Python Scripting」文件夹中（可以用demo版启动）。</p><p>Application -&nbsp;line-length-in-stratigraphy-layer.intermediate.evs -&nbsp;用于计算穿过绿色地层（Material&nbsp;ID = 2）的隧道长度，以下为对该application的基本说明：</p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1573140042262541.png" alt="image.png"/></p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1573141142621265.png" alt="image.png"/></p><p>Application -&nbsp;line-length-in-plume.intermediate.evs -&nbsp;用于计算穿过TOTHC污染物浓度大于1mg/kg的隧道长度，以下为对该application的基本说明：</p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1573141032537622.png" alt="image.png"/></p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1573141080844871.png" alt="image.png"/></p><p>通过上述application，再结合EVS强大的Python脚本功能，我们就可以自行设计一些优化算法来找到最合适的隧道路线。</p><p>同样的道理，我们也可以采用类似的方法对桩基入岩问题，桩基承载力优化等问题进行分析，当然，这种分析需要懂得如何在EVS编写Python脚本。</p>

<ol class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: decimal;"><li><p>安装插件<img src="https://wen.kulunsoft.com/stat ... ot%3B style="vertical-align: middle; margin-right: 2px;"/><a href="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="cortona3d-viewer-64bit.rar" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">cortona3d-viewer-64bit.rar</a>,安装过程参考<img src="https://wen.kulunsoft.com/stat ... ot%3B style="vertical-align: middle; margin-right: 2px;"/><a href="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="evs浏览器查看插件安装教程.rar" style="font-size: 12px; color: rgb(0, 102, 204);">evs浏览器查看插件安装教程.rar</a></p></li><li><p>建立模型后选择viewer模块，在Output的子选项Output Optimization 里选择Target Web Publishing。</p></li></ol><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1557045864438142.png" alt="image.png"/></p><p>3.保存</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1557046154945373.png" alt="image.png"/></p><p>4.打开IE浏览器，将模型拖到浏览器</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1557047092310445.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1557047132260472.png" alt="image.png"/></p><p>5.在浏览器里进行观察</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1557047418704671.png" alt="image.png"/></p><p>6.其他浏览器也可以进行观察，如360浏览器。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1557047588470026.png" alt="image.png"/></p><p><br/></p>

<p>我们通过点、线、面、体来表达空间中的三维对象。多个点可以组合成线，多条线可以组合成面，多个面可以围合成体。我们在大部分计算机辅助设计软件中（AutoCAD、Revit、Microstation、Catia等）使用的体或实体均是由面围合成的，这种体我们称为假三维体。</p><p>为了降低存储体所需要的空间、提高体的渲染效率、操作效率，对于大部分非常规则的体，我们可以采用简单的函数公式来定义体，例如我们可以用圆心和半径来定义球体、通过八个点的坐标来定义立方体等，这类似于二维对象中的矢量对象。对于其他一些复杂的体，我们则可以通过规则体之间的布尔运算（体的交集、并集运算）来表达。但是对于其他一些非常复杂的体（例如地质体、污染体），则必须采用多个三角网围合而成，即边界表达法，这类似于二维对象中的位图对象。</p><p>实际上，目前BIM和GIS行业常用的三维建模软件，例如Revit、Civil3D、Microstation（及其衍生软件）、Catia、ArcGIS、Supermap等均为假三维体，或采用函数定义、或采用边界表达，其内部实际上是空心的，只能表达均质三维体。当我们对这些体进行切割时，我们看到内部是实心的，但这只是一个自动封闭网格的效果，并不能证明模型是实心的。</p><p>对于一个地质体，例如一层黏土，我们可以通过其边界（外表面）来表达，因为其内部的所有属性仍然称为黏土。但是，如果我们想要表达黏土的电阻率，假三维体则会出现很大的困难，因为黏土内部每个位置的电阻率都是不一样的，这时候我们就需要采用另外一种三维模型，我们称之为真三维模型。</p><p>假三维模型由面围合而成，真三维模型则由多个假三维模型组合而成，即真三维模型的内部是真实填充的，填充真三维模型的每个单元（通常采用立方体）的节点和单元上都能存储不同的属性，从而可以表达连续属性在空间的变化情况，例如上文提到的电阻率模型。</p><p>下面我们通过EVS中的一个简单案例来说明真三维模型和假三维模型的区别。对于下图中的污染体，如果我们只是想表达其大小和形状，那么可以采用假三维体，但是如果我们想得知其内部情况，则必须采用真三维体，因为其内部浓度本身是变化的。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1553945760673101.png" alt="image.png"/></p><p>下图为上图污染体真三维和假三维切剖面的效果，左为假三维，右为真三维。</p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1553945808872403.png" alt="image.png" width="303" height="223" style="width: 303px; height: 223px;"/>&nbsp;<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1553945820608616.png" alt="image.png" width="341" height="215" style="width: 341px; height: 215px;"/></p><p>可以看到，剖面上污染物的浓度是变化的，我们不能采用单一的颜色来表示数据的空间分布，因此，此时假三维体只能切割得到外边界，而真三维体则可以切割得到真实的内部剖面情况。</p><p>在地质建模中，通常我们会用真三维来表达属性模型，即表达岩土材料属性在空间的变化情况。对于一层黏土，真实情况是其强度参数在空间内任意一点都不是完全一样的，若要反映这种情况，则必须采用真三维模型。例如下图是采用地层在不同位置、不同深度标惯击数得到真三维属性模型，通过该模型，我们可以快速得到空间中任意位置的标惯击数，而不是仅仅一层土层一个统计值。同时，通过真三维模型或属性模型，我们可以通过空间数据筛选来找到我们需要的地质体分布范围，这是假三维模型无法做到的。</p><p>下图为标惯击数大于16的地层在空间中的分布。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1553945941537601.png" alt="image.png"/></p><p>以下为标惯击数大于12小于14的地层在空间中的分布。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1553945969402593.png" alt="image.png"/></p><p>对于BIM应用而言，建筑、桥梁、道路等均可以采用假三维模型实现，因为这些对象我们均认为其在一定空间范围内是均质的，比如一根柱子我们认为其只有一个重度，而不是空间每个位置都有不同的重度。但是对于自然材料，例如地质体、地下水、空气等，其在空间内每个位置都具有不同的属性值，因此，必须采用真三维模型才能真实地反映这些自然材料所包含的信息，才是真正意义上的信息模型。</p><p>对于市面上的大部分主流BIM和GIS软件（Revit、Civil3D、Microstation（及其衍生软件）、Catia、ArcGIS等），若要支持EVS的真三维模型，均需要进行二次开发，即需要增加一个可用于处理真三维数据的后台，而模型的显示依然可以采用假三维模型进行。</p><p>若有相关开发需求，可以联系南京库仑（www.kulunsoft.com）。</p>

<p style="text-align: left;">该模型来自国内某工程实例，地质模型、隧道开挖、体积计算和动画制作均由EVS完成，包含以下特点：<br/></p><ul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: disc;"><li><p style="text-align: left;">地层模型和岩性模型混合建模：土体部分采用地层模型，岩石部分由于没有明显成层性，采用岩性建模。</p></li><li><p style="text-align: left;">地质模型和隧道尺寸差别很大，依然完成了开发，并计算了开挖部分不同岩土材料的体积。</p></li><li><p style="text-align: left;">依据隧道中心线进行了曲线剖面切割。</p></li><li><p style="text-align: left;">在EVS模型中写入了岩土材料强度参数黏聚力和内摩擦角，并用颜色进行展示，直观清晰。</p></li><li><p style="text-align: left;">在隧道外围进行了漫游。</p></li></ul><p style="text-align: left;">另外，EVS生成的地质模型还可以通过库仑的云端产品进行web端发布和模型管理。动画展示如下：</p><p style="text-align: center;"><iframe src="https://player.youku.com/embed ... ot%3B width="600" height="480" scrolling="no" frameborder="0" align=""></iframe></p>

<p>本文将介绍如何将evs建立的地质模型，对接到本特利平台。实现<span style="color: #FF0000;"><strong>剖切视图、开挖、添加岩土材料属性</strong></span>等功能。</p><p>一、利用evs中write_cad模块，将生成的地质模型以dwg格式导出</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1545837233425614.png" alt="image.png"/></p><p>二、将生成地质模型导入microstation平台软件</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1545837242437213.png" alt="image.png"/></p><p>三、选择不同图层，对不同地质体网格进行缝合，并关闭网格排空。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1545837251469587.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1545837264928194.png" alt="image.png"/></p><p>四、显式样式选用smooth进行查看，选中岩层为其添加属性</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1545837272656458.png" alt="image.png"/></p><p>五、计算机图形学中对实体一般有两种表达方法。规则的简单的实体，可以用函数表达，这种也是我们做模型时经常用到的。另外一种实体是针对不规则物体，像地质体，某些设备零件，动画人物，无法简单用一个函数表达。这时，会用另一种方法表达，叫边界表达法，即用封闭网格模型来表达实体。</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 缝合后的模型已经可以进行剖切，开挖等操作了。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1545837282286827.png" alt="image.png"/></p><p>注：当显式样式像这种不光滑的网格，可以在视图属性中进行设置</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1545837291954352.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1545837300256888.png" alt="image.png"/><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1545837306643718.png" alt="image.png"/></p><p>&nbsp;六、为地质模型赋予岩土参数属性。</p><p>（1）如下截图，在①content下，打开②处的箭头，在Item Types 下，点击③新建属性栏。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1582704550945881.png" alt="image.png"/></p><p>（2）为新增属性栏重命名。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1582704940695479.png" alt="image.png"/></p><p>（3）重命名之后，点②新增一个项目，暂且命名该项目为“岩土材料参数”。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1582705093160002.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1582706056227097.png" alt="image.png"/></p><p>（4）选中“岩土材料参数”，点击②处的新增属性，添加需要定义的容重、粘聚力、内摩擦角等属性。为新增的属性重新命名，依次添加需要加入的属性。Type可以根据填写内容进行选择，这里以Text为例进行说明。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1582706502376576.png" alt="image.png"/></p><p>（5）定义完成后点击保存。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1582706638204686.png" alt="image.png"/></p><p>（6）回到content的目录下，点击①链接项目，在②处▽下找到我们输入的岩土属性，并选中我们定义的岩土材料参数，如③所示。选中之后，点击相应的地层，进行赋予属性。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1582706764866340.png" alt="image.png"/></p><p>（7）选中地层，查看地层属性，输入相应数据即可。同样，对其他地层进行赋予材料属性。之后，选中地层，即可查看岩土材料参数。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1582707159611915.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1582707920440292.png" alt="image.png"/></p>

<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;岩溶地貌是我国的一种常见地质类型，分布区域较广，如广西、云南、湖南等地。对于岩溶的三维地质建模，岩溶的地质特征决定了传统的地层建模方式很难建立岩溶的分层模型。</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;岩溶地质具有以下一些特点：</p><p>1、 分布的高度不确定性。这个特点使得岩溶体没有明显的地质成层性。传统的地层建模，需要确定岩溶的地层分界面，因此很难根据经验或者观察获得岩溶的地层分界面，它可能是一些独立的空间体。</p><p>2、&nbsp; 岩溶表面通常是多值曲面，地层建模中插值地层面的方法无法法生成多值曲面。</p><p>3、&nbsp; 采用剖面建模的方法需要大量的人工去生成地层面，时间和人力的消耗是巨大的，非常不经济，而且人为判断岩溶的发育情况对建模工程师的经验要求也非常高，普通工程师很难创建一个准确的岩溶模型。</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;针对岩溶建模的难点，EVS开创性的采用了岩性建模的方法来解决以上这些问题。EVS的岩性建模，是根据钻孔的岩性数据，采用三维插值算法并结合概率和统计方法来建真三维地质模型的一种智能建模方法，它本质上是一种空间概率模型。</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;EVS岩性建模采用的插值算法有：最近临近点法、指示克里金法、平滑指示克里金法。</p><p>其中平滑指示克里金法是EVS业界首创的真三维平滑插值算法，也是目前效果最好的岩性建模方法。下面是四个典型的采用平滑指示克里金法创建的岩溶地质模型。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1542331950255778.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 贵州某岩溶地质模型中的溶洞分布</p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1542331960625290.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 广西某岩溶地质模型，黑灰色为溶洞</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1542331970100965.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 广东某岩溶地质模型，空洞即为溶洞</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1542331980424555.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 重庆某灰岩地质模型，紫色为溶洞，关闭显示部分为灰岩</p><p style="text-align: center;"><br/></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;对于图1中模型，若采用地层建模，则效果如下图所示，不符合岩溶发育形态规律。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1542332165695342.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5 采用地层建模创建的溶洞模型</p><p>&nbsp;</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;除了岩性建模的方法，我们还可以采用物探数据进行岩溶建模，此时需要使用类似岩性建模的真三维空间概率插值方法——3D克里金插值。EVS采用3D克里金插值算法来估算某种物质在空间上的分布情况，并可以对三维模型基于任意规则来进行筛选。下图为采用同时控制密度（小于1.85 gm/cc）和电阻率（大于1800 ohm-m）属性筛选得到的煤层分布。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1542332184316412.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图6 基于物探属性筛选得到煤层</p><p><br/></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;同样的，我们可以通过空间筛选物探数据并结合钻孔揭露的溶洞位置来判断得到溶洞和灰岩界面处物探属性的变化，从而得到溶洞的分布，如下图所示。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1542332199615471.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图7 地震波速2500m/s对应的地质体等值面</p><p>&nbsp;</p><p>总结：</p><p>1.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; EVS岩性建模方法完全不需要人工干预，可以根据钻孔数据自动建立三维模型，并且具有无偏插值的特点。在地质建模领域对比地层建模，具有明显的高效率特征，特别适用于地质条件复杂、没有明显成层性的地质模型，在岩溶、暗河、采空区等领域的建模优势尤其显著。</p><p>2.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 当钻孔数据较少时，我们可以结合物探，建立三维物探模型，从而快速准确判断溶洞分布。</p><p><br/></p><p>扩展阅读1：EVS中的地质建模方式 - 库仑问答&nbsp; <a href="https://wen.kulunsoft.com/article/304" _src="https://wen.kulunsoft.com/arti ... gt%3B </p><p>扩展阅读2：在EVS中如何结合物探和钻孔数据创建地质模型 - 库仑问答&nbsp; <a href="https://wen.kulunsoft.com/article/297" target="_blank">https://wen.kulunsoft.com/arti ... gt%3B

<p>当我们无法取得足够的钻孔来进行地质建模时，我们通常会采用物探手段来推断地层的分布，从而根据推断结果创建地质模型。传统手段通常对物探数据采用二维解释，根据二维剖面上物探数据等值线的分布来大致推断地层分布。利用EVS的真三维建模功能，我们可以采用三维模型来对物探数据进行三维解释，从而直接得到地层的三维空间分布。</p><p>在EVS中有两种利用物探数据进行地质建模的方法：第一种是利用传统物探数据解释软件，得到各个地层层面点的分布，然后利用这些层面点进行建模；第二种是利用EVS的真三维建模功能直接创建物探数据三维场，并结合钻孔情况，推断并提取地层面层面点，然后再结合钻孔进行建模。</p><p>EVS自带例题库中的“sub-ocean-cross-section-tunnel”即为利用已经由物探数据解释得到的层面点进行建模的典型案例，如下图。该案例为国内某海底沉管隧道，建模过程中并没有使用任何物探数据，而是使用已经由物探数据解释得到的层面点进行地质模型创建，而物探数据的解释则是由其他软件或人工完成。这种做法相对简单，其本质为根据不同层面上的点来进行建模。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1538052913569524.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1 利用物探得到的层面点数据进行地质建模</p><p>该建模方法非常简单，当我们得到由物探数据推断得到的层面点（带x、y、z坐标的点）后，将数据制作为EVS的面文件 – GMF文件，即可以通过kirg_3d_geology插值得到各个地层面的分布，如下图为EVS中的模型炸开效果。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1538053036423766.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图2 模型炸开</p><p>对于第二种情况，则需要我们首先根据物探数据创建三维物探场，然后根据土体的物探属性，利用EVS的数据场筛选功能来得到相应地层的分布。这里我们以寻找煤层为例，该例题为EVS自带例题库中的“density-resistivity-efb.intermediate”。下图为整个模型范围内密度数据和电阻率数据的三维空间分布 – EVS可以将多种不同的物探场整合到一个模型中。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1538053100259887.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图3 密度数据场分布</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1538053137412200.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4 电阻率数据场分布</p><p>根据试验，我们发现对于煤层，其密度通常小于1.85 gm/cc，其电阻率通常大于1800 ohm/m。因此，对三维物探数据进行筛选，得到如下煤层分布。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1538053146176438.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5 由物探数据推断得到的煤层分布</p><p>根据分析结果，只要导出相应的eff（EVS的真三维格式）文件，就可以创建地层面GMF文件和相应的地层了。</p><p>下图为根据钻孔创建的岩性模型和根据物探数据（地震波速）创建的三维物探模型（波速2000-2005m/s），我们把两个不同的模型整合到一起，并根据钻孔，可以大致判断不同波速可能对应的地层分界面，然后再对波速进行筛选，即可以据此数据创建地层文件GMF，并创建三维地质模型。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1538053345458349.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图6 岩性模型和三维物探模型（波速2000-2005m/s）</p><p>可以试验不同波速下物探模型的分布，并和钻孔中地层的分界点进行比较，从而推断得到不同地层分界面和地震波速的关系，从而提取不同的面用于地质建模。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1538053356749628.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图7 钻孔和三维物探模型（波速2000-2005m/s）</p><p>以上即为在EVS中利用物探数据创建三维地质模型的两种基本思路。EVS真三维模型可以更好的利用物探数据的空间特性，从而筛选得到我们需要的地层分界面。</p>

<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;EVS可以根据钻孔信息和基坑位置信息，建立基坑开挖的模型，并精确计算出总挖方量和基坑内各种岩土材料的挖方量，从而为工期和造价提供参考依据。以下是南方某省的实际工程模型：</p><p>1、EVS利用钻孔信息建立真三维空间上的岩性模型。<br/></p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1527213277636935.png" alt="blob.png"/></p><p>2、根据基坑位置建立基坑开挖整体模型</p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1527213330753611.png" alt="blob.png"/></p><p>3、开挖部分模型及总挖方量</p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1527213513495122.png" alt="blob.png"/></p><p>4、挖方部分各种岩土材料单独显示及挖方量</p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1527213548633501.png" alt="blob.png"/></p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1527213568927926.png" alt="blob.png"/></p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1527213590265512.png" alt="blob.png"/></p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1527213608311759.png" alt="blob.png"/></p><p><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1527213626889963.png" alt="blob.png"/></p>

<p><strong>项目名称</strong>：国内某岩溶地质隧道开挖分析</p><p><strong>项目视频教程</strong>：<a href="/dochelp/1670" target="_blank" title="岩溶地质隧道开挖建模和分析" textvalue="岩溶地质隧道开挖建模和分析">岩溶地质隧道开挖建模和分析</a></p><p><strong>使用软件</strong>：EVS、OptumG2</p><p><strong>项目背景</strong>：本项目为国内某地铁开挖项目，由于地铁穿过一段岩溶地区，因此需要通过三维地质建模技术来进一步查明溶洞的分布情况，并据此进行隧道开挖数值分析。为了简化数值分析，采用收敛约束法，通过二维分析来模拟隧道开挖的三维效应。</p><p><strong>项目特点</strong>：不同于沉积地质，岩溶地质往往不能创建地层模型，需要利用指数克里金方法进行三维空间差值，创建岩性模型（地层模型和岩性模型的区别在视频教程中有详细说明）。溶洞作为一种特殊的地质体参与空间三维差值，这也是岩溶地质建模的常用处理手段。得到岩性模型以后，可以在EVS中进行隧道开挖，并提取剖面进行数值分析。当分析的剖面足够多时，也可以把数值分析对计算结果表达到EVS中。</p><p><strong>建模和分析流程</strong>：</p><p>　　1.&nbsp;利用EVS创建三维岩性模型</p><p>　　1.1 &nbsp;根据钻孔数据生成pgf文件 – 溶洞作为一种特殊的岩性材料</p><p>　　1.2 &nbsp;利用指数克里金方法生成三维岩性模型</p><p>　　1.3 &nbsp;利用tunnel_cut模块创建隧道</p><p>　　1.4 &nbsp;利用slice模块并结合python脚本沿隧道轴线切得多个计算剖面</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961323533376.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">三维岩性模型（岩溶以实体表示）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961338488153.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">钻孔分布</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961421558760.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">溶洞分布（绿色实体表示）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961443622125.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">溶洞和钻孔的相对位置关系</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961463553694.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">计算剖面X&nbsp;=&nbsp;2516209</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961482845350.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">计算剖面X&nbsp;=&nbsp;2516170</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961511493922.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">隧道位置和隧道穿过的地层岩性</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961531984146.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">隧道和溶洞的相对位置关系</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961623213306.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">计算剖面X&nbsp;=&nbsp;2516209（含隧道）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961641265510.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">计算剖面X&nbsp;=&nbsp;2516170（含隧道）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961659957384.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">计算剖面X&nbsp;=&nbsp;2516136（含隧道）</p><p>　　2.&nbsp;导入计算剖面至OptumG2进行隧道分析</p><p>　　2.1 &nbsp;计算无溶洞时的地应力分布</p><p>　　2.2 &nbsp;计算有溶洞时的地应力分布，并位移归零</p><p>　　2.3 &nbsp;利用收敛约束法分析隧道</p><blockquote><p>注：这里仅分析了岩溶影响最大的剖面X&nbsp;=&nbsp;2516209</p></blockquote><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961690289540.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">X&nbsp;=&nbsp;2516209剖面（不含溶洞）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961714406059.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">X&nbsp;=&nbsp;2516209剖面竖向初始地应力（不含溶洞）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961736987176.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">X&nbsp;=&nbsp;2516209剖面（含溶洞）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961758654870.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">X&nbsp;=&nbsp;2516209剖面竖向初始地应力（含溶洞）</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961780642363.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961796183006.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">X&nbsp;=&nbsp;2516209剖面左侧隧道开挖完成引起的竖向土体位移</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961847107225.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961862563634.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">X&nbsp;=&nbsp;2516209剖面两侧隧道开挖完成引起的竖向土体位移</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961889567833.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961900942553.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">X&nbsp;=&nbsp;2516209剖面隧道开挖完成衬砌的弯矩</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961927273315.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1514961935314542.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;">X&nbsp;=&nbsp;2516209剖面隧道开挖完成衬砌收到的围岩压力</p><p><br/></p>

<p><strong>项目背景：</strong>本项目通过钻孔勘察数据及化学钻孔数据完成对某海边的三维地质建模工作，且通过加入航拍影像很好地将地表面渲染出来，让工程师更直观的了解到各地层岩性、地表起伏及接触关系的变化情况。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1510017614172648.png" alt="1.png"/></p><p><strong>项目特点：</strong>本模型运用EVS强大的贴图渲染功能使三维地质模型更加真实，这与市面上其他三维地质建模软件有很大的不同，告别了过去单一的颜色渲染模式，让地质体的特点一览无余，此外还将海水污染程度展示了出来，通过颜色分布使得污染状况一目了然。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1510017631699080.png" alt="2.png"/></p><p><strong>软件优势： </strong>EVS拥有强大的图形渲染能力，能够将模型真实的呈现在工程师面前，这不用于以往的三维地质建模数据软件只是简单的利用单一的颜色进行渲染，用户在EVS中可以任意选择自己的需要的贴图，软件自带上百种纹理供您选择，同时用户也可以插入自己需要的图片。除了添加贴图，EVS也可以添加遥感影像、DEM、航拍图等，此外还可以在此基础上对模型进行剖切、计算等工作，极大满足了用户的需求。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1510017638987151.png" alt="3.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1510017648700732.png" alt="4.png"/></p><p>&nbsp;</p><p><br/></p>

<p><strong>项目背景：</strong>本项目通过物探数据完成对某地区的建模工作，通过对电阻率完成插值来建立本地区的电阻率模型，通过观察不同电阻率的分布来确定煤层的分布情况。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1510017499832321.png" alt="1.png"/></p><p>&nbsp;</p><p><strong>项目特点：</strong>本模型运用EVS强大的建模功能来完成项目，除了建立地质层面模型，还运用物探数据来完成建模，多种数据杂揉起来组成最终模型，让项目工作人员更好的了解该地区的地质、物化探情况。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1510017512504200.png" alt="2.png"/></p><p><strong>软件优势： </strong>EVS拥有强大的建模能力，不仅可以建立地质模型，还可以通过电阻率、地震等数据来建立各类模型，将多种类型的数据融合在一起，完成多角度的三维地质建模，与市面上的建模软件有很大的不同，并且借助优秀的算法使得软件在处理大数据时建模流畅。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1510017520469882.png" alt="3.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1510017528519832.png" alt="4.png"/></p><p style="text-align: center;">计算出的煤含量</p><p>&nbsp;</p><p><br/></p>

<p><strong>项目背景：</strong>本项目通过深入对比、研究各类方案提出三维地质模型方案，选取地球科学软件EVS建立三维地质模型以展示其勘察成果，项目采用大量钻孔数据完成建模。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1509711516537257.png" alt="1.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>模型整体效果</strong></p><p><strong>项目特点：</strong>本项目钻孔较多，数据精度高，非常清晰的将地层接触关系展现出来，且建模流程简单易操作，为工程师后期工作带来了极大便利。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1509711523344046.png" alt="2.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>该地层中的多类不同岩性</strong></p><p><strong>软件优势：</strong>EVS可以利用一般三维地质建模软件建模所需的钻孔、剖面图数据来完成建模，还能够进行基本的剖切展示，通过软件的4DIM展示软件来全方位的呈现最终的模型。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1509711534765803.png" alt="3.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>模型整体效果</strong></p><p></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1509711541835708.png" alt="5.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1509711553101370.png" alt="4.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>地层各方向剖面</strong></p><p><br/></p>

<p><strong>项目背景：</strong>本项目通过钻孔勘察数据完成对某地区的三维地质建模工作，且通过加入航拍影像很好地将地表面渲染出来，让工程师更直观的了解到各地层岩性、地表起伏及接触关系的变化情况。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1509711302826881.png" alt="1.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1509711281647347.png" alt="2.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>模型俯视图</strong></p><p>&nbsp;</p><p><strong>项目特点：</strong>本模型运用EVS强大的贴图渲染功能使三维地质模型更加真实，这与市面上其他三维地质建模软件有很大的不同，告别了过去单一的颜色渲染模式，让地质体的特点一览无余。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1509711377953424.png" alt="3.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1509711393637257.png" alt="4.png"/></p><p><strong>软件优势： </strong>EVS拥有强大的图形渲染能力，能够将模型真实的呈现在工程师面前，这不用于以往的三维地质建模数据软件只是简单的利用单一的颜色进行渲染，用户在EVS中可以任意选择自己的需要的贴图，软件自带上百种纹理供您选择，同时用户也可以插入自己需要的图片。除了添加贴图，EVS也可以添加遥感影像、DEM、航拍图等，此外还可以在此基础上对模型进行剖切、计算等工作，极大满足了用户的需求。</p><p></p><p style="text-align: center;">&nbsp;<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1509711339381213.png" alt="5.png"/></p><p><br/></p>

<p><strong>项目名称：</strong>某隧道三维地质模型</p><p><strong>项目背景：</strong>纵观国内外，对三维地质建模技术的研究，大部分集中于对三维地形可视化及油田、矿井、巷道等三维地质模型的研究，而专门针对隧道三维地质自动建模的研究却很鲜见，究其原因，主要有以下三个方面：</p><p>（1）铁路工程相关数据不充足，大多只源于表面地质测绘，而地质的相对复杂性却不可知；</p><p>（2）建模方法不成熟，现阶段对于简单地质模型的高精度三维建模研究比较成熟，而对于复杂地质的研究却很匮乏；</p><p>（3）原始数据获取的艰难性、地质复杂性、地质体属性的未知性，导致地质曲面的构造难度大。</p><p>三维地质建模软件EVS在隧道建模方面有着突出的特色及强大的功能，以数据为驱动，能够很方便的完成建模过程。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1505870119183328.png" alt="1.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图1隧道三维地质建模</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1505870124986254.png" alt="2.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图2 多种形式的隧道地质模型</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1505870129321581.png" alt="3.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图3 多种形式的隧道地质模型</strong></p><p style="text-align: center;">&nbsp;</p><p>&nbsp;</p><p><strong>项目特点：</strong>建模流程首先是根据钻孔数据等资料生成三维地质模型，然后根据线路起终点坐标、曲线要素等数据，按照线路平面计算确定线路中心线，分别对隧道内部及洞门进行三维建模；隧道断面形状以及隧道线可以由CAD等软件来完成并导入进EVS中，这样就得到隧道内部模型；再通过模型裁剪等算法依据隧道模型从三维地质模型中裁剪出隧道内部地质剖面。此外还可以将其他地质数据（物探、岩性等）附着在模型内，使得整个模型不但可以呈现出隧道等地形地貌特征，还能够将各类数据展现出来。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1505870148859363.png" alt="4.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图4 隧道截面模型</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1505870158981501.png" alt="5.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图5 隧道外部山体模型</strong></p><p><strong>&nbsp;</strong></p><p><strong>软件优势： </strong>三维地质建模是计算机图形科学、地理信息系统等领域研究的热点，在工程设计和分析中越来越受到相关科研人员的青睐。EVS拥有强大的建模能力，能够将模型真实的呈现在工程师面前，利用离散光滑插值技术对多种地质信息综合处理的灵活性和适应性，有效地突破了复杂地质体和地下隧道三维建模表达的限制，提供了表达精确的地质模型及隧道开挖模型，达到了实际工程的需求。针对隧道工程中遇到的地质体结构的复杂性和不确定性，可以精确表达，并建立了完善的三维可视化模型，为隧道工程的设计、施工、勘探布置等提供模型资料，为地质人员的分析判断提供综合信息，为设计人员提供可视化参考和分析。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1505870173942152.png" alt="6.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图6 外部渲染图例的隧道山体模型</strong></p><p><br/></p>

<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;在三维地质建模工作中，地层中透镜体、尖灭的处理一直都是工程师较为头疼的问题。三维地球科学软件EVS可以很好的解决上述提到的问题，使用科学的方法对透镜体、尖灭进行相应的处理，从而更快更好的模拟出地层和地层之间的接触情况，提高模型的精度。下面大致介绍EVS中控制透镜体、尖灭的几种方法：</p><p><strong>一、层序控制</strong></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;建立标准地层层序是利用EVS进行多数地质建模的前提，而EVS的地层层序区别于通常地质意义上的地层层序。在EVS软件中，建立的标准地层层序要求适用于每一个钻孔，所有地层均作为完整的岩层分布于整个建模区域，自上而下依次叠置。实际的地层层序常因地层分布不连续导致地层出现尖灭或是局部呈透镜体（如图1）。因此处理尖灭或透镜体的方法之一就是在确定层序时通过调整地层位置来确定尖灭、透镜体的位置。</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;在EVS中有一个专门用于地层层序确定模块，叫做make_geo_hierarchy。通过该模块，我们可以通过3D的方式来确定地层层序，而不再是传统的基于2D剖面的方式。在图2中，我们可以看到绿色钻孔上白色的线框，这代表该钻孔拥有这种岩性，而我们可以通过调整该线框的上下位置来改变透镜体的位置及厚度。</p><p>&nbsp;</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1502870123257892.png" alt="1.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图1 地层层序</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1502870127877963.png" alt="2.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图2 调整透镜体厚度</strong></p><p><strong>二、插值方法及选择</strong></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;空间数据插值是指通过己知的数据点或己知的己划为各个相对小的区域内的数据点，计算出相关的其它未知点或相关区域内的所有点的方法。通过插值可以估计某一缺失的观测数据，提高数据密度；可以使数据网格化，把非规则分布的空间数据内插或外插为规则分布的空间数据。离散数据拟合和插值所构造的层(曲)面模型是对地质信息在复杂地质体中的分布的数学抽象描述，为绘制和显示地质信息在地质空间分布提供了重要的方法基础。地质信息的插值和拟合函数要根据实际勘测数据建立，实测数据越丰富精确，得到的地质模型越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。另外，由于地质信息数据的特殊性，在进行空间数据的插值时，必须考虑许多约束条件及相关的地质学原理。</p><p><strong>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;对于不同特点的地质信息，需采用不同的拟合函数，才能形成准确可靠的模型。因此，在处理透镜体和尖灭时，也应当选择合适的差值方法才能得到合理的尖灭情况。</strong>下面大致介绍一下可以在EVS中使用的部分插值方法：</p><ul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: disc;"><li><p>&nbsp;克里金法（Kriging）</p></li></ul><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;克里金(Kriging)插值法又称空间自协方差最佳插值法，它是以南非矿业工程师 D.G.Krige 的名字命名的一种最优内插法。克里金法是一种很有用的地质统计格网化方法。它首先考虑的是空间属性在空间位置上的变异分布，确定对一个待插点值有影响的距离范围，然后用此范围内的采样点来估计待插点的属性值。该方法在数学上可对所研究的对象提供一种最佳线性无偏估计(某点处的确定值)的方法。</p><ul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: disc;"><li><p>自然邻点法（Natural Neighbors）</p></li></ul><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;自然邻点插值法广泛应用于一些研究领域中。其基本原理是对于一组泰森(Thiessen)多边形，当在数据集中加入一个新的数据点(目标)时，就会修改这些泰森多边形，而使用邻点的权重平均值将决定待插点的权重，待插点的权重和目标泰森多边形成比例。实际上，在这些多边形中，有一些多边形的尺寸将缩小，并且没有一个多边形的大小会增加。同时，自然邻点插值法在数据点凸起的位置并不外推等值线(如泰森多边形的轮廓线)。</p><ul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: disc;"><li><p>最近邻点法（Nearest Neighbor)</p></li></ul><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;最近邻点插值法(Nearest Neighbor)又称泰森多边形方法，泰森多边形分析法是荷兰气象学家 A.H.Thiessen 提出的一种分析方法。最近邻点插值的一个隐含的假设条件是任一网格点 p(x，y)的属性值都使用距它最近的位置点的属性值，用每一个网格节点的最邻点值作为该节点的值。</p><ul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: disc;"><li><p>样条板法（Spline）</p></li></ul><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;样条插值法是一种以可变样条来作出一条经过一系列点的光滑曲线的数学方法。插值样条是由一些多项式组成的，每一个多项式都是由相邻的两个数据点决定的，这样，任意的两个相邻的多项式以及它们的导数(不包括仇阶导数)在连接点处都是连续的。插值法主要用于道路桥梁，机械设计，电子信息工程等很多工科领域的优化方法。</p><ul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: disc;"><li><p>IDW（Shepard）</p></li></ul><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;谢别德法使用距离倒数加权的最小二乘方的方法。因此，它与距离倒数乘方插值器相似，但它利用了局部最小二乘方来消除或减少所生成等值线的&quot;牛眼&quot;外观。谢别德法可以是一个准确或圆滑插值器。在用谢别德法作为格网化方法时要涉及到圆滑参数的设置。圆滑参数是使谢别德法能够像一个圆滑插值器那样工作。当你增加圆滑参数的值时，圆滑的效果越好。</p><p><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1502870212191999.png" alt="3.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图3 不同插值方法下同一模型的结果差异</strong></p><p><strong>三、调整岩层厚度</strong></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;尖灭还可以解释为两个相邻的地层面相交或者重合，此时该层的厚度就是0。在EVS中厚度为0的面默认仍然会生成模型网格并在Z轴方向上压缩重合，也就是说我们可以通过调整岩层厚度（Layer Thickness）来控制尖灭的情况。</p><p><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1502870223367527.png" alt="4.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图4 岩层厚度调整</strong></p><p><strong>四、Pinch Factor</strong></p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;当建模数据中都是垂直钻孔时，我们可以使用Pinch Factor来调整尖灭的位置。Pinch的意思为尖灭，即在地层中厚度为0的位置。我们在处理尖灭时无法确定的是该地层是正好在钻孔点处尖灭还是在钻孔点之前就已经尖灭了，在软件中该选项默认为1，即上下地层正好重合，而调整该数值则可以使上部地层高于下部地层，从而在两个地层面之间产生一个更明显的尖灭。我们通过图6、7的例子就可以看出Pinch Factor是如何控制尖灭位置的。图6为模型默认情况，此时Pinch Factor为1，然后我们将Pinch Factor调整为100及-100，在图7、8中可以看到尖灭位置的变化。</p><p><br/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1502870244265255.png" alt="5.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>5 Pinch Factor选项</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1502870254876776.png" alt="6.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图6 模型初始情况</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1502870258295693.png" alt="7.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图7 Pinch Factor=100模型</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1502870263796908.png" alt="8.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图8 Pinch Factor=-100模型</strong></p><p><strong>总结</strong></p><p>上述几种方法即为在EVS中处理透镜体和尖灭的常用方法，基本能处理我们大部分常见的土层尖灭问题。其他还有一些更复杂的方法用于处理地层之间的接触关系，例如岩层侵入，这里就不再进一步说明了。感兴趣的用户可以查阅EVS的用户手册。</p>

<p><strong>项目背景：</strong>本项目通过钻孔勘察数据完成对某地区的三维地质建模工作，且通过贴图很好地将各地层的不同岩性渲染出来，岩性名也显示在地层边界上，让工程师更直观的了解到各地层岩性及接触关系的变化情况。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501809195966487.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图1 某地区三维地质模型</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501809200758524.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图2 某地区三维地质模型</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501809244701785.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图3 模型侧面</strong></p><p style="text-align: center;"><strong><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501809253957228.png" alt="blob.png"/></strong></p><p style="text-align: center;"><strong>图4 地层分离模型</strong></p><p>&nbsp;</p><p><strong>项目特点：</strong>本模型运用EVS强大的贴图渲染功能使三维地质模型更加真实，这与市面上其他三维地质建模软件有很大的不同，告别了过去单一的颜色渲染模式，让地质体的特点一览无余。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501809273923510.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图5 其他贴图渲染的地质模型</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501809278648796.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图6 其他贴图渲染的地质模型</strong></p><p><strong>&nbsp;</strong></p><p><strong>软件优势： </strong>EVS拥有强大的图形渲染能力，能够将模型真实的呈现在工程师面前，这不用于以往的三维地质建模数据软件只是简单的利用单一的颜色进行渲染，用户在EVS中可以任意选择自己的需要的贴图，软件自带上百种纹理供您选择，同时用户也可以插入自己需要的图片。除了添加贴图，EVS也可以添加遥感影像、DEM、航拍图等，此外还可以在此基础上对模型进行剖切、计算等工作，极大满足了用户的需求。</p><p><strong>&nbsp;</strong></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501809289998602.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501809293959355.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1501809297178836.png" alt="blob.png"/></p><p style="text-align: center;"><strong>图8 贴图渲染下的剖面图</strong></p><p><br/></p>