第1章绪论
1.1问题提出与研究意义
传统岩土工程技术报告已不能满足人们对岩土工程空间信息管理、辅助设计与分析的需求。为解决二维图纸管理难度大且不易处理大数据量的难题，作为地理信息系统的延伸，岩土工程信息化和三维可视化已提到了议事日程通过把计算机技术、地理信息系统、图像学及图形处理等技术融合在一起，可根据工程地质资料、地表环境数据建立三维模型并进行立体可视化针对复杂多变的区域地质条件，特别是工程区存在地质体尖灭的情况下，利用方便快捷的方法建立符合实际地质结构的三维模型，可为岩土工程辅助设计提供良好的工作依据。地学三维建模与可视化技术在岩土工程中的应用主要有以下几个方面：
1)岩土工程区地上下三维集成建模：
①基于钻孔和二维地质剖面的三维地质体建模；
②地表及地上建（构）筑物建模；③地上下集成建模一体化;
2)岩土工程区集成模型的三维真实感可视化
3)岩土工程区空间信息查询与编辑；通过三维建模与可视化显示结构面，使地质工程师能够直观地看到岩体结构面空间的几何形态、相互关系、及属性分布信息，能够准确地进行科学分析，对地质问题做出合理与科学的结论和决策。实现单工程及区地质资料、地表环境的三维数字化管理和对岩土工程的计算机辅助分析，提高工作效率，改进工作方法。
1.2国内外研究现状
目前国外己有岩土工程三维建模与可视化的商业化软件，如C-Tech【i6】、GoCad[i7I等；国内虽有理正岩土工程设计系列软件[18]得到广泛应用，但尚未有具备三维建模功能的商业化软件。由于C-Tech与GoCad均为国外软件，很多方面和我国岩土设计标准有出入，不能达到我们的要求；理正软件在设计标准和信息管理上较优秀，但都是二维的设计和管理平台。基于AutoCADl〗9l二次开发的三维建模功能，其技术基础限定了其三维功能的发展，建模步骤复杂且效率低下。同时，有关区地质条件、地表环境的全角度岩土工程三维模拟系统在国内文献检索中未见相同研究的报告。由此，研发符合我国岩土现状的岩土工程三维可视化及辅助设计平台就显得尤为重要。
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第2章数据组织与数据结构设计
2. 1数据来源与分析
由于工程区地质信息复杂多变，其数据来源于各个方面，主要来源有：理正软件的岩土数据库、AutoCAD图形数据丨及人工录入信息。理正岩土软件提供的岩土勘察数据包含丰富的空间和属性信息（包含大量数据表，且表中包含字段很多），需要从中提取钻孔、地下水位面等空间信息及相应的属性信息。AutoCAD图形数据主要是地面建(构）筑物信息，需对其信息进行图上获取且进行编辑。人工录入信息包含地层信息及建（构）筑物信息，可以导入EXCEL中进行编辑。对以上不同数据源的信息进行获取_及处理，转化为本文设计的数据格式，实现多源异构数据的整合。
2. 2钻孔数据获取与数据预处理
钻孔数据是进行地层建模的基础。本文主要针对理正岩土软件提供的数据进行分析，获取其中包含的钻孔信息，转化为相应的数据格式存储在对应数据库表中，为建模做准备。
2. 2.1钻孔数据表设计
鉴于理正数据库中的现有数据格式不能满足地质体建模的要求，而且为了便于数据管理，本文设计了钻孔基本数据表来存储钻孔的基本信息，其表结构如表2.1。
为便于建模，除对钻孔数据进行组织外，还设计了钻孔点数据结构（钻孔地层数据表DHole_Coord),如表2.2所示。钻孔点为钻孔中各地层的分界点，是进行三维地质建模的基础数据。由于钻孔数据中的地层是按自地表向下递增的顺序编号的，约定钻孔迹线上分界点的编号釆用该点向下邻接的地（岩）层编号，能为三维地质构造自动建模提供基础。
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第3章岩土工程地上下三维集成建模.......21
3.1建（构）筑物及TIN建模.......21
3.2含尖灭的地质体建模.......24
3.3狭长地带地质体建模.......30
3.4地下水位面及钻孔建模.......34
3.5地质体剖切.......35
第4章软件开发与应用.......39
4.1系统结构与功能设计.......39
4.2系统开发方法与界面设计.......40
4.3软件运行环境与可视化.......43
4.4空隠算与信息查询.......53
4.5实例应用.......57
第4章软件开发与应用
为了验证本文提出的岩土工程区地上下三维集成建模方法，基于Qt和OpenGL集成环境开发了岩土工程地上下三维建模应用软件系统，并结合多个实际工程项目进行了建模方法测试与验证。
4. 1系统结构与功能设计
4.1.1系统结构设计
本系主要分为三个部分：数据获取及管理、岩土工程区地上下三维建模及空间查询与分析。
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第5章结论与展望
5. 1结论
岩土工程区的三维建模与可视化信息管理，可使地质工程师直观了解岩体结构面的空间几何形态、相互关系和属性分布信息，进而更加准确地进行地质分析，对相关问题做出更加科学合理的决策。本文以实现单位工程及区地质资料、地表环境的三维集成建模可视化与岩土工程数字化管理、计算机辅助分析为目标，针对岩土工程数据处理、三维建模、可视化查询与分析等方面的问题开展研究，主要研究内容有：
1)岩土数据处理与数据库管理：提供接口实现外部Excel数据的导入导出；针对岩土勘察行业中普遍采用的理正软件格式数据，实现了多源异构岩土数据的空间与属性信息自动提取、预处理与数据库管理；为三维建模提供数据基础。
2)岩土工程区地上下三维集成建模与可视化：分别对建（构）筑物、道路、栅栏等地上地物，地形地表，钻孔、地层地质体、地下水位面等进行三维建模，并采用基于约束Delaunay TIN稱合的地上下无缝集成三维数据模型，实现了岩土工程区的地上下三维集成建模；基于QT框架，和OpenGL技术，采用纹理贴图、透明色等方法实现了三维集成模型的真实感可视化及平移、旋转、缩放等三维可视化操纵。
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参考文献（略）