《地学三维可视化与过程模拟》实验指导书(最终整合版)(DOC)

《地学三维可视化与过程模拟》实验指导

实验一地质灾害三维可视化建模实验

实验目的：

1、掌握一款地学方面三维可视化软件，了解三维可视化概念及其原理。

2、使用地学相关数据，使用三维可视化软件，建立地质三维模型。

实验原理：

根据采集得来的地理信息数据以及地下地质数据，利用三维可视化建模软件，使用手动创建图元，自动创建图元等人机交互功能，搭建起三维地质模型，能如实的反应出地上地形情况以及地下岩层分布情况，通过三维可视化分析，能清楚的反应出该区域的相关地质信息，提供与专家或相关技术人员做进一步的分析。

实验过程：

1、软件安装

双击QuantyHazard3D 1.0.msi文件，安装QuantyHazard3D 1.0三维可视化软件。

2、数据整理（该部分一个完成的三维可视化建模中的一部分，由于实验课时间有限，在实

验课上的数据是整理好的半成品数据，并且删除部分复杂的数据源）

3、三维建模（该部分是由学生在上级实验课上独立完成的内容。为了减少难度和适应课上演练，以下实验数据是经过简化后的某地区岩溶塌陷地质灾害勘探数据）（1）用QuantyHazard3D软件打开实验数据.gvp文件，里面有整理好的三维数据，打开之后效果如下图。

（2）使用菜单中‘编辑’—‘条件选取’功能，选择如下图配置。

再次使用菜单中‘编辑’—‘条件选取’功能，选择如下图配置。

就创自动画出了杂填土底层的上下控制节点，如下图：

关闭其他图层，只打开‘杂填土上节点’图层，如下图：

按住Ctrl+A，全部选中这些控制数据点，使用菜单功能‘三维建模’—‘创建TIN面’，就可以创建出杂填土层的上表面。如下图：

同理创建出杂填土下表面，如下图：

选中杂填土的上表面和下表面，使用菜单功能‘编辑’—‘多面体编辑’—‘自动生成体’，生成一个封闭的地层体。如下图：

对照岩芯模型里面的颜色和属性，对应修改地层体的颜色和属性。如下图：

以此类推创建出其他地层，把建立的地质体模型放在‘地质体模型’图层中，没有‘地质体模型’图层的自己新建一个。最终结果如下图：

（3）建立‘地层面模型’图层，建立一套地质体模型的面模型，简称地层面模型，主要用于计算面积和纹理的功能需要。把所有的多边面图形数据全部转移到‘地层面模型’图层中如下图：

从上至下一次建立多边形性面的侧面，下面以一个地层的上下面为例子。首选把其他图形隐藏，只留下一个地层的上下面，为每一个面创建一条边界线。选中一个面，单击右键，在右键菜单中点击‘边界成线’，就能够创建一条边界线。如下图：

同理创建下表面的边界线，隐藏面图形，如下图：

然后选中两条边界线，使用菜‘图形工具’中‘自动造多边形’，即可生成地层侧面。如下图：

同理依次创建其他地层的面模型，并且又该显色和属性，最终的面模型如下图：

（4）加载地表影像图，选中地层面最上层的表面，单击右键，点击右键菜单中的‘属性’菜单，即可弹出属性页对话框，使用‘纹理贴图’功能，找到已经准备好的地表影像图，进行纹理。如下图：

（5）对‘地层面模型’图层中其他地层侧面和底面进行纹理。选中一个地层的侧面，点击右键，点击右键菜单中的‘属性’菜单，即可弹出属性页对话框，使用‘纹理贴图’功能，找到已经准备好的纹理图片，进行纹理。如下图：

然后使用该属性页中的编辑功能，根据实际情况选择合理的坐标映射模式，进行纹理。如下图。

然后同理依次纹理侧面，如下图：

实验结论：

在实验结束以后，根据自己做实验的情况，以实习论文形式提交个人实验心得和实验结论。

课后练习：

使用给定实验数据或者自己模拟创建的数据，在QuantyHazard3三维可视化软件中建立一个完成的三维地质模型。

实验二三维可视化分析

实验目的：

1、加深对三维建模软件的使用，掌握软件三维可视化分析操作和原理。

2、了解三维可视化分析各个功能的编程原理和基本算法。

实验原理：

利用QuantyHazard3D开发完成的“地质灾害体三维可视化分析”软件，对三维地质灾害体进行三维建模，生成三维数字灾害体，然后对三维地质灾害体进行剖面图切割、地质块体切取、方量计算、真三维检索查询等可视化分析，以支持地质灾害综合分析与预测预报。实验过程：

1、计算

长度计算

先选中一根线条，使用菜单‘模型分析’—‘数量计算’—‘长度计算’就能得出该先跳到长度，用于测量距离、路程和周长来用。如下图：

面积计算

选中一个面，使用菜单‘模型分析’—‘数量计算’—‘面积计算’，即可计算出该区域面积。如下图：

体积计算

选中一个体，使用菜单‘模型分析’—‘数量计算’—‘体积计算’，即可计算出该区域体积。如下图：

2、图例显示

打开地质体模型图层，关闭其他图层，选中全部图形，然后点击菜单‘显示’—‘显示颜色图例’—‘显示图例’，

然后弹出图例编辑对话框，如果有不满意的地方可以做一下调整，点击确定。如下图：

3、剪切剖面

先点击菜单‘模型分析’—‘剖面分析’—‘剪切剖面线’，然后任意画一条直线，即生成一组剖面线。如下图：

4、剪切分析

先点击菜单‘模型分析’—‘快速剪切地质体’，然后任意画一条直线，即生成一组剪切后的地质体。如下图：

5、开挖分析

先点击菜单‘模型分析’—‘快速工程开挖’，然后任意画一条折线，即生成一组开挖后的地质体。如下图：

6、截面分析

先点击菜单‘模型分析’—‘快速截面分析’，然后任意画一条折线，即生成一组截面。如下图：

实验结论：

在实验结束以后，根据自己做实验的情况，以实习论文形式提交个人实验心得和实验结论。