采用CATIA 軟件進行三維地質建模，目前已成為水利水電行業(yè)的熱點之一。通過三維可視化仿真地質模型，不僅可以更直觀地表達出復雜的地質信息，而且會顯著地提高工程的設計效率以及后期施工的服務水平。重點闡述了基于CATIA V5 軟件的三維地質模型的創(chuàng)建過程、航片渲染、材料應用以及虛擬漫游等關鍵技術的應用研究。

　　近年來，隨著三維可視化技術的發(fā)展，基于地質體三維重構與可視化表達分析的三維地質建模技術也日趨發(fā)展成熟，三維可視化地質模型也正逐步替代傳統(tǒng)的平剖面圖紙，由平面地質轉向三維地質時代。

　　目前，國內外流行的三維設計軟件很多，如CATIA、3DS MAX、Inventor、MAYA、Cinema 4D、LightWave3D 等。其中CATIA 是由法國Dassault Systemes 公司開發(fā)的集CAD，CAM，CAE 于一體的三維設計系統(tǒng)，被廣泛應用于航空航天、汽車制造、造船、機械制造、電子電器、消費品等行業(yè)。

　　2003 年，加拿大QUEBEC 電力公司成功地將CATIA 軟件應用于地質重構、大壩設計、廠房設計和機電設備安裝，并建立起水電站三維設計的標準環(huán)境。目前，該軟件憑借其強大的功能，已成功應用于水利水電行業(yè)各個專業(yè)，并可實現(xiàn)行業(yè)內各專業(yè)間的三維協(xié)同設計。

　　本文基于CATIA V5 軟件，重點闡述三維地質模型的創(chuàng)建過程、航片渲染、材料應用以及虛擬漫游等關鍵技術的應用研究。

1、三維地質模型的建立

　　三維地質模型的建立過程包括地形模型的建立和地質模型的建立，整個創(chuàng)建過程的簡易流程如圖1 所示。

圖1 CATIA 三維地質模型創(chuàng)建流程

　　1.1、地形模型的建立

　　(1) 首先對測量地形圖進行分析、整理，關閉無用的圖層，通過二次開發(fā)工具提取地形數(shù)據(jù)，保存為* .asc 格式文件。

　　(2) 在Digitized Shape Editor 工作臺下，導入地形數(shù)據(jù)，生成地形云點，然后進行分析檢查，刪除錯誤云點。

　　(3) 選擇Mesh Creation 命令，將地形云點自動轉成網格面，然后對網格面進行分析、修補，形成完整的地形網格面。

　　(4) 在Quick Surface Reconstruction 工作臺下，選取適當?shù)膮��?shù)，將地形網格面轉成地形曲面。

　　(5) 在地形曲面范圍內創(chuàng)建凸臺，再用地形曲面對其進行分割或布爾運算，即可建立起三維地形模型。

　　1.2、地質模型的建立

　　(1) 原始資料導入。首先對地質平面圖、剖面圖及柱狀圖進行分析、整理，在創(chuàng)成式外形設計工作臺上，利用地質工具菜單將地質圖件分別導入，并根據(jù)點和線段的地質屬性對其進行分類。

　　(2) 創(chuàng)建覆蓋層模型。在Digitized Shape Editor工作臺上，利用地質平剖面圖覆蓋層界線及鉆孔數(shù)據(jù)，生成覆蓋層底面;在Quick Surface Reconstruction 工作臺上，將覆蓋層網格底面轉成曲面;再用覆蓋層曲面分割地形模型，即可生成覆蓋層模型。

　　若覆蓋層地表地形相對比較平緩，也可以先采用Surfer 軟件，利用地質平剖面圖覆蓋層界線及鉆孔數(shù)據(jù)，生成覆蓋層底面等值線圖，輸出等值線圖的網格數(shù)據(jù)，再導入CATIA 即可生成覆蓋層的底面。

　　(3) 創(chuàng)建斷層模型。先將平面圖斷層界線投影到地表，再根據(jù)導入的剖面斷層界線，結合斷層產狀，沿斷層界線生成斷層曲面，再用斷層曲面切割地形模型，生成斷層模型。地層模型的創(chuàng)建過程和斷層模型基本相同。

　　(4)在裝配設計工作臺下，將上述的每個模型零件都裝配到一起，即可創(chuàng)建出完整的三維地質模型。

5、結語

　　以CATIA 軟件為平臺，不僅可以實現(xiàn)復雜地質環(huán)境水利工程的三維可視化地質建模，而且可以通過CATIA 自身的渲染、應用材料、虛擬漫游等功能，全面地展示地質模型的三維效果，幫助工程技術人員更加直觀地了解和查詢工程區(qū)域的地形地質信息，從而提高工程設計的效率以及后期施工的服務水平。