隨著科技技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，如何快速有效地形成空間三維地質(zhì)模型，能夠一目了然地呈現(xiàn)工程區(qū)域真實(shí)地貌的實(shí)用技術(shù)和軟件越來越多地受到技術(shù)人員的關(guān)注。CATIA是法國(guó)Dassauh System公司的CAD/CAE/CAM一體化軟件，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、船舶制造、廠房制造、電力與電子、機(jī)械制造、消費(fèi)品行業(yè)。CATIA軟件在水利工程中的應(yīng)用與其他行業(yè)相比起步較晚，還不太成熟，仍然有許多問題需要克服，本文希望就這一軟件在地質(zhì)建模方面的應(yīng)用進(jìn)行一些初步的探索。

　　1地表面的形成

　　通常情況下，測(cè)繪部門會(huì)提供工程區(qū)的地表點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件，CATIA的DSE模塊中能夠支持多種點(diǎn)云數(shù)據(jù)格式的導(dǎo)人，并且可以對(duì)大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分割或者合并操作。根據(jù)導(dǎo)人點(diǎn)云數(shù)據(jù)的稠密度選擇是否進(jìn)行過濾操作，這樣可以節(jié)省軟件分析計(jì)算的時(shí)間。刪除那些明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)點(diǎn)以后用mesh creation命令形成3D三角網(wǎng)格面片組，然后使用DSE中修改功能可以對(duì)三角網(wǎng)格面片組進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)、刪點(diǎn)、修改網(wǎng)格面片形狀、補(bǔ)洞等操作，再對(duì)三角網(wǎng)格面片組進(jìn)行分析，刪除那些非多樣性的邊或頂點(diǎn)，三角網(wǎng)格面片的修改工作即告完成。最后進(jìn)入CATIA的QSR模塊，根據(jù)分析修改后的3D三角網(wǎng)格面片組自動(dòng)擬合形成地表曲面。整個(gè)過程的流程圖如圖l所示，本文實(shí)例導(dǎo)入的點(diǎn)云、形成的三角網(wǎng)格面片及地表曲面分別如圖2、圖3、圖4所示。

　　圖1 CAllA中地表曲面的創(chuàng)建流程

　　圖2導(dǎo)入的點(diǎn)云

　　圖3修改好的三角網(wǎng)格面片

　　圖4擬合的地表曲面

　　2地質(zhì)模型的建立

　　進(jìn)人零件設(shè)計(jì)模塊，在某一高程平面上建立草圖，在地表面的豎向投影范圍內(nèi)在草圖上勾畫出地質(zhì)模型邊界的輪廓，通過凸臺(tái)功能拉伸形成體，再用上節(jié)形成的地表面來分割體，就形成初步的地質(zhì)模型，如圖5所示。

　　圖5初始地質(zhì)模型

　　進(jìn)入GSD模塊，將地質(zhì)部門提供的剖面圖在CATIA中一一打開，本文實(shí)例中某一高程下的平切圖如圖6所示，將這些剖面圖復(fù)制到剖面所在位置上所建立的草圖內(nèi)，并把這些線條輸出為輪廓。然后根據(jù)剖面圖中地層的說明使用多截面曲面命令將相同的地層分界輪廓線連接形成曲面，如圖7所示，按照同樣的操作方法，將各個(gè)地層的分界面建立好。最后分別用這些地層分界面一一分割圖5的地質(zhì)模型，就可以將不同的地層表征出來，使用不同的顏色或者紋理填充它們以區(qū)分開來，如圖8所示，至此就完成地質(zhì)模型的建立。

　　圖6某一高程的平切圖

　　圖7輪廓線形成的地層分界面

　　圖8最終地質(zhì)模型

　　3使用體會(huì)

　　通過上述工程實(shí)例的操作過程，可以看到CATIA能夠比較快速有效地建立地質(zhì)模型，直觀地表達(dá)各個(gè)地層分布情況，很方便地與工程實(shí)際地貌進(jìn)行對(duì)比，用于指導(dǎo)下一步的工作。現(xiàn)將部分使用體會(huì)總結(jié)一下。

　　3.1 點(diǎn)云與網(wǎng)格的修飾

　　初始點(diǎn)云的導(dǎo)入直接關(guān)系到后續(xù)工作的質(zhì)量與精度，因此對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的修改要慎重。同樣的，根據(jù)點(diǎn)云形成的三角網(wǎng)格面片在修改時(shí)也會(huì)影響到擬合的曲面質(zhì)量，特別是三角網(wǎng)格面片的周邊一圈網(wǎng)格，有時(shí)候軟件會(huì)將某些明顯不應(yīng)該連接點(diǎn)也形成線和網(wǎng)格，因此需要剔除它們;有些網(wǎng)格則是過大、過小或者形狀過于奇異，使用特定的命令可以對(duì)它們進(jìn)行修正。這些修飾工作能夠保證擬合形成曲面的精度，使得后續(xù)的操作計(jì)算工作更加準(zhǔn)確。

　　3.2自動(dòng)更新功能

　　CATIA提供了很實(shí)用的更新功能，可以根據(jù)需要對(duì)已經(jīng)形成的點(diǎn)、線、面、體進(jìn)行修改，與所修改的幾何集相關(guān)聯(lián)的幾何元素都會(huì)隨之更新。通過對(duì)比地質(zhì)模型與工程區(qū)實(shí)際地形，如果發(fā)現(xiàn)模型與實(shí)際不符或者有些地質(zhì)條件仍不完全清晰，需要調(diào)整鉆孔位置補(bǔ)充或修改地質(zhì)資料時(shí)，CATIA的自動(dòng)更新功能會(huì)起到很好的作用。自動(dòng)更新功能使技術(shù)人員無需從頭開始重復(fù)以前的工作，這樣能夠節(jié)省大量的時(shí)間，大大的提高工作效率。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　本文通過一個(gè)工程實(shí)例簡(jiǎn)單介紹了CATIA軟件在水利工程地質(zhì)建模方面的應(yīng)用，操作過程說明CATIA在地質(zhì)建模方面比較方便快捷，并且修改方便，能夠較高地提供工作效率，準(zhǔn)確地表達(dá)工程實(shí)際的地理信息，在今后水利工程中的應(yīng)用前景比較廣闊。