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(lái)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(wèn)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(guò)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(guò)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(huà)出地質(zhì)模型邊界的輪廓，通過(guò)凸臺(tái)功能拉伸形成體，再用上節(jié)形成的地表面來(lái)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(kāi)，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(shuō)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(lái)，使用不同的顏色或者紋理填充它們以區(qū)分開(kāi)來(lái)，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(guò)上述工程實(shí)例的操作過(guò)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(guò)大、過(guò)小或者形狀過(guò)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(guò)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(wú)需從頭開(kāi)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(guò)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(guò)程說(shuō)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。