摘要
三维地质建模作为地质学、计算机科学和图形学等多学科交叉的地质分析方法。通过使用三维地质建模技术，地质体和地质环境可以直接用三维空间来理解和表达，让人们在虚拟环境中感受到在现实中肉眼无法完整观察到地质体的体验，有助于地质工作者更加科学、直观的对复杂的地质问题进行分析。 本文结合计算机科学、遥感学与地质学，通过多源数据的融合分析，以龙里县上石坎村为例，对发生地质灾害的区域借助VS2010平台和ArcGIS Engine嵌入式开发组件，建立了一个能够基于修改更新钻孔数据从而对地质模型进行实时重建的三维地质建模可视化系统，并基于合成孔径雷达干涉技术生成研究区地表高程数据模型，用于后续作为三维地层模型的地表面以及地表变形监测。实现了远距离对地表形变的大范围动态监测及对地质灾害的三维可视化，为后续研究人员提供三维数值模拟地质概念模型参考。论文的具体研究内容和主要成果如下： （1）基于D-InSAR技术反演了研究区2018年的DEM数据；基于无人机倾斜摄影点云数据生成了研究区2021年的DEM数据以及研究区地表三维实景模型。并将两个不同时间段的DEM进行了高差计算，得到在2018年—2021年间，研究区地表高程差最大达到了67米，分析得出该高差变化的出现即为填方区的收费站位置的高填方。 （2）提出了基于永久散射体的SBAS-InSAR技术，并对研究区2019年9月1日至2021年4月11日期间的地表变形进行了监测。通过时序分析得出研究区在塌陷发生前一段时间（2019年11月之后）便出现了沉降现象，并推测是由于研究区的强夯加载所导致；在地面塌陷发生（2020年5月5日）前几天内沉降形变速率突然增加，推测可能是由于研究区内地下水作用为主导作用，施工时进行爆破作业所导致的。在地面塌陷发生后，沉降逐步减缓，但在后续施工加载、强夯、震动、采空区及地下水埋深改变条件下仍有可能发生变形。 （3）将倾斜摄影与InSAR方法、三维地质建模进行结合，通过倾斜摄影生成研究区DEM，并将其用于InSAR变形历史监测与三维地层模型地表面；并基于Smart3D软件完成了研究区的地上三维实景模型构建。 （4）采用克里金插值法生成格网数据、Denaulay三角网剖分法生成TIN作为地层曲面，基于Multipatch多面体对地层曲面进行填充，形成完整的三维地层模型。 （5）基于visual studio2010平台，ArcGIS Engine开发工具包，采用C#语言开发了二、三维一体的三维地质建模可视化系统，初步实现了地表和地下三维地层模型的浏览与构建；基于SQL Server2008设计了钻孔数据库，实现了对钻孔数据的存储、更新等操作，同时也实现了对地层模型的实时更新重建。该系统实现了从前期数据整理到后期进行三维建模的一整套流程，方便了用户以熟悉的方式处理数据并且只用一个系统就可以完成所有建模工作和模型的实时重建，从而提高建模的工作效率并降低一系列由于数据修改而导致的相关风险。
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