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摘要：水文地质勘察可指导区域工程建设，按照地质结构布局特点设定网络平台，实现了水文地质结构勘察一体化建设。通过利用三维建模与可视化技术，得出三维建模可以更准确地探测和研究水文地质条件下的结构形态，极大的提高了当前地质研究工作的效率，也为地质研究工作提供了可靠的技术手段和方法保障，其可视化的优势为地质勘测工作带来了巨大的便利，并且能够更广泛的应用于多个领域之中，发挥更大作用。
关键词：水文地质结构;三维建模;可视化
空间三维水文地质结构建模与可视化技术的研究是计算机在水文地质领域应用的一个必然趋势，并且己成为工程地质学、数字地质学以及计算机科学等多学科交叉研究的前沿和热点问题。如何由水文地质钻孔通过三维地质建模而生成地下水三维体数据并以图形图象的方式表达出来，对于增强水文地质工作者对地学数据的理解、深入研究和揭示地下水运动内在规律，具有十分重要意义。
1三维建模与可视化技术的现状分析
水文地质的三维建模与可视化技术与众多学科技术相联系，所涉及计算机科学、物理、水文、地質等，发展历史短，研发技术不成熟、经费不到位、学科的支持力度也不足，应用也不十分广泛。但是随着人们对于立体式的空间维度科技的理解程度逐渐加深，对操作项目的可靠性和高效性的要求越来越高，在实际工作中越来越多项目利用这种技术建立空间模型，可以准确地概括和表达出地质和水文的各种因素条件和具体情况。因此在接下来的工作中需要结合实际情况对三维建模与可视化技术不断加以改进和创新，其发展前景还是很值得期待的。
当前的水文地质空间模型可视化处理所采用的模型技术包括面模型技术、体模型技术、混合模型技术三类，各有优势。面模型技术原理简单，技术应用较广，但其原理简单，所呈现的结构是伪3D的;体模型在复杂的结构中技术难度较高，非规则元模型能实现复杂地质体的建模要求，但模型更新周期较长;混合模型技术仍处于技术测试与研发阶段，应用难度较大。
三维建模的过程是将平面数据重组成为一个立体模型的过程，水文地质模型构建及可视化处理要依据充足的地质、水文地质数据作为数据资源依托进行。然而这个重建的过程数据繁多，涉及各类图片、文字、音像等，转换难度巨大;而且数据的来源需要一一核实，确保其可靠性，这给数据筛选和整理增加了工作难度。水文地质三维建模的技术手段不能适应所有建模区域。水文地质结构每个区域各有不同，大范围区域要收集的数据繁多，前期的整理阶段任务中，建模难度加大;而收集的数据过少，那么建模作业就不能及时进行。而收集数据的方式主要有两种，即钻孔数据建模和剖面数据建模。钻孔数据收集是在相应施工地段进行钻孔作业从而得出数据，随后依据所得数据之间的关联性同比来建立水文地质的三维模型。
2三维地质建模方法
2.1基于面模型的构模
“面模型”是3D平台直接展示的方式，利用数字构建出符合对象要求的模型平台，对3D空间进行综合展示与分析，体现了地质空间结构的最优化特点。基于面模型构建三维地质系统，需要收集表面的原始数据，对地形表面、地质结构、区域构造等详细划分，利用轮廓与空间结构展开布局，这样才能更好地发挥模型作用，实现地质区域模型的综合化分析。早期，二维模型仅能单一地收集原始数据，对原有数据结构缺少综合分析，无法掌握具体的地质布局情况。3D平台可以真实地反应地质环境，从多个角度展开模型评估与识别，获得更加可靠的数据信息。
2.2基于体模型的构模
（1）四面体格网（TEN）构模。TEN模型是一个基于点的TEN的三维矢量数据模型，主要通过多个互不交接的直线，把空间结构中的散乱点集进行整理，构建出三角面片，利用三角面片构建成四面体格网，这种网络结构能够对原始地质数据综合处理，提高了水文地质勘察的可视化。TEN虽然可以描述实体的内部，但是不能表示三维连续曲面，而且用TEN来生成三维空间曲面也较为困难，算法设计比较复杂。
（2）三棱柱（TP）构模。由于TP模型的前提是三条棱边相互平行，因而不能基于实际的偏斜钻孔来构建真3D地质，也难以处理复杂地质构造。“体模型”是建立于面模型基础之上，利用更加多维度的方式呈现地质情况，对区域三维空间进行总台展示，为地质结构分布提供多种不规则的呈现方式。体模型采用多个体元因素，按照地质结构布局要求进行动态展示，把水文地质情况进行真实地反馈。
（3）实体 （Solid）构模。该法采用多边形网格来精确描述地质和开挖边界，同时采用传统的块体模型来独立的描述形体内部的品味或质量的分布，从而既可以保证边界构模的精度，又可以简化体内属性表达和体积计算。Solid模型对原始数据自动筛分，按照传统模型进行改造与规划，从而提高了原始数据的一体化应用。
3水文地质结构三维建模与可视化思路及策略
3.1技术研发目标的确立
随着技术的发展，三维地质建模技术逐步走向成熟，但水文地质建模所处的瓶颈一时难以突破。目前水文地质三维模型及可视化处理尚停留在对地下水运移的空间结构描述之中，且空间结构建模描述没有相应可靠、完善的技术手段作为支撑。在这个过程中，相关技术研发机构应该明确认识，要看到技术瓶颈的突破不是一朝一夕能完成的，将技术的研发设定在区域阶段中，制定有限的技术研发目标，在目标的分步实现中推动技术研发突破瓶颈与困难。
3.2建模工具开发
就实际情况来看，目前国内进行水文地质模板的建立所使用的工具数量和功能有限，水体地质三维建模软件工具从研发到完善还要经历一个较为长久的过程。在具体的工具研发中，要把水文地质建模要求纳入到工具设计与研发环节当中，软件开发可从数值模拟平台、可视化模板界面、简易化操作系统作为研发的重点。
3.3提升模型的更新能力
地质模型只不过是对当前或原有地质状况的可视化表述，而由于水文地质的结构和空间时时刻刻都在变动，当数据更新后，如果模型不能够得到及时的更新，对模型的准确性和科学性有较大的影响。
4结束语
水文地质条件三维建模及可视化处理是未来水文勘测领域急需要解决的技术问题，在思路的构建中，要明确认识技术的研发与应用都是一个循序渐进的过程，要在合理的规划中逐步实现建模工具的开发、模型更新能力的增强、地质条件标准化体系的构建。
参考文献：
[1]王勇.水文地质结构三维建模与可视化[J].科学管理，2017（11）：197.
[2]孙军强，朱金荣.工程地质勘察中需要注意的问题[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014（6）：88-90.
（作者单位：黑龙江省生态地质调查研究总院）
关键词：水文地质结构;三维建模;可视化
空间三维水文地质结构建模与可视化技术的研究是计算机在水文地质领域应用的一个必然趋势，并且己成为工程地质学、数字地质学以及计算机科学等多学科交叉研究的前沿和热点问题。如何由水文地质钻孔通过三维地质建模而生成地下水三维体数据并以图形图象的方式表达出来，对于增强水文地质工作者对地学数据的理解、深入研究和揭示地下水运动内在规律，具有十分重要意义。
1三维建模与可视化技术的现状分析
水文地质的三维建模与可视化技术与众多学科技术相联系，所涉及计算机科学、物理、水文、地質等，发展历史短，研发技术不成熟、经费不到位、学科的支持力度也不足，应用也不十分广泛。但是随着人们对于立体式的空间维度科技的理解程度逐渐加深，对操作项目的可靠性和高效性的要求越来越高，在实际工作中越来越多项目利用这种技术建立空间模型，可以准确地概括和表达出地质和水文的各种因素条件和具体情况。因此在接下来的工作中需要结合实际情况对三维建模与可视化技术不断加以改进和创新，其发展前景还是很值得期待的。
当前的水文地质空间模型可视化处理所采用的模型技术包括面模型技术、体模型技术、混合模型技术三类，各有优势。面模型技术原理简单，技术应用较广，但其原理简单，所呈现的结构是伪3D的;体模型在复杂的结构中技术难度较高，非规则元模型能实现复杂地质体的建模要求，但模型更新周期较长;混合模型技术仍处于技术测试与研发阶段，应用难度较大。
三维建模的过程是将平面数据重组成为一个立体模型的过程，水文地质模型构建及可视化处理要依据充足的地质、水文地质数据作为数据资源依托进行。然而这个重建的过程数据繁多，涉及各类图片、文字、音像等，转换难度巨大;而且数据的来源需要一一核实，确保其可靠性，这给数据筛选和整理增加了工作难度。水文地质三维建模的技术手段不能适应所有建模区域。水文地质结构每个区域各有不同，大范围区域要收集的数据繁多，前期的整理阶段任务中，建模难度加大;而收集的数据过少，那么建模作业就不能及时进行。而收集数据的方式主要有两种，即钻孔数据建模和剖面数据建模。钻孔数据收集是在相应施工地段进行钻孔作业从而得出数据，随后依据所得数据之间的关联性同比来建立水文地质的三维模型。
2三维地质建模方法
2.1基于面模型的构模
“面模型”是3D平台直接展示的方式，利用数字构建出符合对象要求的模型平台，对3D空间进行综合展示与分析，体现了地质空间结构的最优化特点。基于面模型构建三维地质系统，需要收集表面的原始数据，对地形表面、地质结构、区域构造等详细划分，利用轮廓与空间结构展开布局，这样才能更好地发挥模型作用，实现地质区域模型的综合化分析。早期，二维模型仅能单一地收集原始数据，对原有数据结构缺少综合分析，无法掌握具体的地质布局情况。3D平台可以真实地反应地质环境，从多个角度展开模型评估与识别，获得更加可靠的数据信息。
2.2基于体模型的构模
（1）四面体格网（TEN）构模。TEN模型是一个基于点的TEN的三维矢量数据模型，主要通过多个互不交接的直线，把空间结构中的散乱点集进行整理，构建出三角面片，利用三角面片构建成四面体格网，这种网络结构能够对原始地质数据综合处理，提高了水文地质勘察的可视化。TEN虽然可以描述实体的内部，但是不能表示三维连续曲面，而且用TEN来生成三维空间曲面也较为困难，算法设计比较复杂。
（2）三棱柱（TP）构模。由于TP模型的前提是三条棱边相互平行，因而不能基于实际的偏斜钻孔来构建真3D地质，也难以处理复杂地质构造。“体模型”是建立于面模型基础之上，利用更加多维度的方式呈现地质情况，对区域三维空间进行总台展示，为地质结构分布提供多种不规则的呈现方式。体模型采用多个体元因素，按照地质结构布局要求进行动态展示，把水文地质情况进行真实地反馈。
（3）实体 （Solid）构模。该法采用多边形网格来精确描述地质和开挖边界，同时采用传统的块体模型来独立的描述形体内部的品味或质量的分布，从而既可以保证边界构模的精度，又可以简化体内属性表达和体积计算。Solid模型对原始数据自动筛分，按照传统模型进行改造与规划，从而提高了原始数据的一体化应用。
3水文地质结构三维建模与可视化思路及策略
3.1技术研发目标的确立
随着技术的发展，三维地质建模技术逐步走向成熟，但水文地质建模所处的瓶颈一时难以突破。目前水文地质三维模型及可视化处理尚停留在对地下水运移的空间结构描述之中，且空间结构建模描述没有相应可靠、完善的技术手段作为支撑。在这个过程中，相关技术研发机构应该明确认识，要看到技术瓶颈的突破不是一朝一夕能完成的，将技术的研发设定在区域阶段中，制定有限的技术研发目标，在目标的分步实现中推动技术研发突破瓶颈与困难。
3.2建模工具开发
就实际情况来看，目前国内进行水文地质模板的建立所使用的工具数量和功能有限，水体地质三维建模软件工具从研发到完善还要经历一个较为长久的过程。在具体的工具研发中，要把水文地质建模要求纳入到工具设计与研发环节当中，软件开发可从数值模拟平台、可视化模板界面、简易化操作系统作为研发的重点。
3.3提升模型的更新能力
地质模型只不过是对当前或原有地质状况的可视化表述，而由于水文地质的结构和空间时时刻刻都在变动，当数据更新后，如果模型不能够得到及时的更新，对模型的准确性和科学性有较大的影响。
4结束语
水文地质条件三维建模及可视化处理是未来水文勘测领域急需要解决的技术问题，在思路的构建中，要明确认识技术的研发与应用都是一个循序渐进的过程，要在合理的规划中逐步实现建模工具的开发、模型更新能力的增强、地质条件标准化体系的构建。
参考文献：
[1]王勇.水文地质结构三维建模与可视化[J].科学管理，2017（11）：197.
[2]孙军强，朱金荣.工程地质勘察中需要注意的问题[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014（6）：88-90.
（作者单位：黑龙江省生态地质调查研究总院）