Question

三维建模方法

Answer 1

在三维地质体建模过程中，地表模型的构建依托于数字地形模型（DTM）的生成，地下模型的构建是首先生成各地质体的三维线框，之后连接成实体进行一定的布尔运算得到。

（1）数字地形模型

数字地形模型的生成是利用一个任意坐标系，对连续地面选择x、y、z坐标点进行的一个简单统计表示。或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

（2）三维线框模型

三维线框模型的构建主要是采用TIN技术（不规则三角网模型）中的Voronoi图与Delaunay三角形算法。其基本原理为:首先依据收集到的地质勘测等资料确定地质结构面的空间关系，利用空间求交得到地质结构缝合面;然后，为了确定各剖切面，剖切生成各地质结构面与建模范围边界面的交线;最后，利用Delaunay三角网建立地表、边界剖切面和底面的TIN模型，将各TIN模型拼合即可建立所需的三维地质模型。

TIN是表示数字高程模型（DEM）方法的一种，它的优点是既减少了规则格网方法带来的数据冗余，又在计算效率方面优于纯粹基于等高线的方法。由于地质体的复杂形态不是规则的几何体可以描述的，所以就需要一种更加灵活和简便的方法来建立复杂地质体，TIN正是基于这一需求提出的。这种表面模型扩展了计算机图形学中的模型，可以满足地质制图的基本要求，进而进行体积估算、切制剖面、表面渲染、三维显示等操作，是三维实体模型建立的基础。

（3）线框模型布尔运算

这种运算是在建立复杂地质体时主要对实体与实体或者实体与面之间的相交关系进行交、差、并等的运算，实现对不同实体的拼合或切割，从而得到所需的实体模型。在建模实际中，两个实体剖面之间是按照直线的方式连接三角网的，但是若遇到断层呈曲面或断层破碎带，断层体和地质体之间的吻合关系很难体现，所以为了建立更切合实际的地质体只有通过线框模型的布尔运算来实现。一般在建模过程中，按照三维软件所提供的基本布尔运算功能，对实体进行不同的布尔运算组合，即可以得到需要的地质实体。