CN116071515A - 一种逐层创建数字化三维地质模型方法及应用*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种逐层创建数字化三维地质模型方法及应用***，应用***包含三维地质数据库、数据处理***以及数字化勘察三维地质建模***；三维地质数据库通过数据处理***与数字化勘察三维地质建模***联通。本发明可综合利用多源勘察数据，实用性高。本发明利于体现地质规律特点，充分考虑地层的地质规律。本发明以符合工程地质专业习惯的方式进行人工干预建模，可以从上至下逐层进行人工交互建模，从而充分发挥人工干预作用，并可即时观察确认建模成果；本发明利于构建空间分布复杂的地层体，实现智能化、自动化建模。本发明可一次性完成三维地层体的构建，无须进行繁琐的层面剪切、层面编辑等数据后处理操作，可极大提供建模效率。

Description

一种逐层创建数字化三维地质模型方法及应用***

技术领域

本发明属于三维地质模型构建技术领域，特别涉及一种逐层创建数字化三维地质模型方法及应用***。

背景技术

三维地质建模技术作为实现岩土工程勘察数字化、定量化、可视化的手段，已经得到广大地质工作者的认可，是岩土工程勘察应用的关键。在过去几十年里，围绕数字化三维地质模型的空间建模技术，国内外研究提出了多种方法。

早期的建模方法往往采用单一数据源，例如钻孔数据建模法、剖面数据建模法等。这些方法一般仅适用于创建地质情况简单的层状地质模型，无法创建包含复杂地质情况的模型；且由于无法综合利用全部勘察数据，所以建模精度也往往较差。

目前业界通常使用的建模方法是层面法。层面法是综合多种类型勘察数据（钻孔、剖面图、平面图等），通过空间插值技术，推测形成各种地质层面，并根据层面进而生成三维体的一种建模方法。层面法在建模可靠性和精准性、整体建模效率方面存在不足。层面法仅将勘察数据作为几何空间约束来插值推测层面的高程变化情况，未考虑平面边界范围约束情况，这就导致一些复杂地质情况的建模成果精准性弱、可靠性不强。层面法在处理地层歼灭、复杂地质构造时，往往出现多个地质层面在空间上参差交错的情况，须进行编辑处理后才能生成三维体，而对错综杂乱层面的编辑比较繁琐，从而影响整体建模效率。因此，设计一种更高效、精准的三维地质模型建模方法及应用***至关重要。

发明内容

本发明提供了一种逐层创建数字化三维地质模型方法及应用***，用以解决现有层面法无法适应复杂地质、没有平面约束以及多种数据的灵活高效应用等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种逐层创建数字化三维地质模型方法，具体步骤如下：

S1、获取数字化的多源勘察数据；

S2、创建地表地形面和DTM体；

S3、设置DTM体为基准体，从上至下对所有地层进行排序，取未建模且序号最小的地层为待建模地层；

S4、分析待建模地层是否为最下地层：如果是，则跳转至S8；如果不是，则进行S5；

S5、分析待建模地层在基准体顶部的实际出露，确定地层平面范围边界线；

S6、根据地层平面范围边界线和地层勘察数据，创建生成待建模地层的三维体；

S7、在基准体上剥离地层的三维体，设置剥离剩余部分为基准体，而后再跳转至S4；

S8、设置基准体为最下地层的三维体。

进一步的，对于S1中获取数字化的多源勘察数据包含钻孔数据、地质剖面图、地质平面图、地质平切图、高程测量点数据、等高线及DEM数据；将上述数据构建三维地质数据库，通过数据处理***和数字化勘察三维地质建模***处理。

进一步的，对于S2中创建地表地形面和DTM体，具体步骤如下：

S21、获取建模平面范围：包含人工交互范围，根据地形数据自动计算凸包范围方式获得；

S22、获取建模平面范围内的地形数据：包含等高线、高程测量点、钻孔孔口、剖面图地面线和DEM数据中的一种或几种的地形数据；

S23、获取地形建模参数：参数包含空间插值方法的种类、网格间距大小的数值、选择是否自动优化网格质量以及DTM体底高程或厚度的数值；

S24、插值计算平面范围线高程：插值计算支持克里金插值、样条插值、自然领域插值、径向基函数插值、距离反比插值中的一种或几种的空间插值方法；

S25、选择是否生成光滑加密地形，如选择是，则生成光滑加密点数据而后进行下一步；如选择不是，则不生成光滑加密点数据直接进行下一步；

S26、创建生成地表地形曲面；

S27、创建生成DTM体三维模型。

进一步的，对于S3中的地层进行排序，具体步骤如下：

S31、分析钻孔中各地层的空间位置关系；

S32、分析剖面图中各地层的空间位置关系；

S33、***自动对地层进行上下排序；

S34、允许人工干预调整地层排序。

进一步的，对于S31分析钻孔：在每个钻孔内比较各地层的底高程数值，建立该数据源的地层上下位置关系链表集合；分析该集合，如果存在单钻孔内地层重复的异常情况，提示出错位置；

对于S32分析剖面图：在每个剖面图内比较各地层的层底连线，建立该数据源的地层上下位置关系链表集合；分析该集合，如果存在单剖面图内地层重复或地层逆序的异常情况，提示出错位置；

对于S33***自动对地层进行上下排序：综合所有钻孔和剖面图，进行地层排序：通过冒泡排序法，对全部地层进行上下排序；判断任意两个地层的上下位置关系，通过递归分析所有数据源的地层上下位置关系链表集合内容完成；如果递归途径出现不同结论，表示存在地层重复或地层逆序的异常情况；此时依据递归长度最短的途径，提示出错位置。

进一步的，对于S5中确定地层平面范围边界线，具体的步骤如下：

S51、显示钻孔在基准体顶部的出露情况：以不同颜色标记钻孔出露点、钻孔不出露点和钻孔出露状态未知点；

S52、显示剖面在基准体顶部的实际出露：显示剖面中待建模地层的层线，并标记层线在顶部歼灭具***置；

S53、计算形成地层平面范围边界线：设置钻孔出露点、钻孔不出露点、剖线节点为地层状态点集合P1，分析P1的二维平面几何分布范围形态，呈现点、线、面3种形态之一；如呈点状分布，则设置地形平面范围边界线为地层平面范围边界线；如呈线状分布，根据P1将线拆分为出露线段和不出露线段，此时从出露线段的端点引垂线，并设置地形平面范围内的垂线部分为地层平面范围边界线；如呈面状分布，基于P1进行Delaunay构网构网和状态分析，形成各三角形均标记地层状态的三角网M1，设置地形平面范围线节点、钻孔出露状态未知点、待构网节点为点集合P2，依据三角网M1进行地层状态推算得到P2中各点的地层状态，然后取P1和P2的合集形成点集合P3，基于P3进行Delaunay构网和状态分析，形成各三角形均标记地层状态的三角网M2，从三角网M2中提取地层状态标记为出露的三角网子区域集合，设置各子区域的边界线为地层平面范围边界线；

S54、显示平面在基准体顶部的实际出露：显示为地层平面范围边界线；

S55、允许人工干预调整地层平面范围边界线。

进一步的，对于三角形的节点状态种类进行分析：分析三角网中各三角形的节点状态种类数目，当包含1种节点状态时，三角形状态与节点状态相同；当包含2种节点状态时，节点状态为“出露+边界”，则三角形状态为出露，节点状态为“不出露+边界”，则三角形状态为不出露，节点状态为“出露+不出露”，连接节点状态不同的三角形边的中点，拆分形成3个子三角形，各子三角形状态与所含节点状态相同；当包含3种节点状态时，则根据边界节点对边的中线，拆分形成2个子三角形，其中包含出露节点的子三角形为出露状态，另一子三角形为不出露状态；

对于地层状态推算：分析待推算点的平面位置，是否落在三角网内；在三角网内，查找包含待推算点的三角形，并分析待推算点与三角形的位置关系：

当待推算点位于三角形节点时，则待推算点状态与节点状态相同；

当待推算点位于三角形的边上时，则分析边的两个端点，设置距离待推算点较近的端点状态为推算点状态；

当待推算点位于三角形的内部时，则待推算点状态与三角形状态相同；

当待推算点在三角网外部，则计算待推算点到三角网边界的最近点，设置最近点位置的地层状态为待推算点状态。

进一步的，对于S6创建生成待建模地层的三维体，具体的步骤如下：

S61、获取平面范围边界内的地层勘察数据；

S62、生成构网新增离散点数据；

S63、处理地层平面范围边界线：将地层平面范围边界线拆分为歼灭线和非歼灭线；

S64、插值计算新增离散点高程和非歼灭线高程；

S65、通过Delaunay构网形成地层底面；

S66、处理地层底面超出基准体顶面、与基准体顶面部分重合情况；

S67、若地层底面超出基准体顶面和/或与基准体顶面部分重合，则根据基准体顶面调整地层底面，而后通过地层底面和基准体运算形成地层的三维体；若地层底面没有超出基准体顶面且不与基准体顶面部分重合，通过地层底面和基准体运算形成地层的三维体。

进一步的，利用逐层创建数字化三维地质模型方法的应用***，包含三维地质数据库、数据处理***以及数字化勘察三维地质建模***；三维地质数据库通过数据处理***与数字化勘察三维地质建模***联通；

所述三维地质数据库包含有钻孔数据模块、地质剖面图数据模块、地质平面图数据模块、地质平切图数据模块、空间离散点数据模块、高程测量点数据模块、等高线数据模块及DEM数据模块；

所述数据处理***包含GICAD数据处理子***、P-BIM接口数据处理子***、剖面图数据处理子***、平面图数据处理子***、平切图数据处理子***、空间离散点数据子***和地形数据处理子***；

所述GICAD数据处理子***包含钻孔模块和剖面图模块；

所述P-BIM接口数据处理子***包含钻孔模块和剖面图模块；

所述剖面图数据处理子***包含剖面图模块；

所述平面图数据处理子***包含平面图模块；

所述平切图数据处理子***包含平切图模块；

所述空间离散点数据子***包含平硐模块、探坑模块和探槽模块；

所述地形数据处理子***包含高层测量点模块、等高线模块和DEM数据模块；

所述数字化勘察三维地质建模***为基于BIM技术的三维建模软件。

进一步的，数字化勘察三维地质建模***包含数据接入模块、可视化显示模块及手动操作模块；所述手动操作模块对应人工干预调整的地层平面范围边界线；数字化勘察三维地质建模***还包含编辑修正模块，编辑修正模块设置有检验点并输出校验点的地形、高层以及地质数据，检验点对应在形成地层的三维体内设置。

本发明的有益效果体现在：

1） 本发明可综合利用多源勘察数据，实用性高。支持钻孔、平面图、剖面图等多源勘察数据的灵活组合，对数据源的限制相对较少，适用范围广泛，实用性高。

2）本发明体现了地质规律特点。在设计理念中，充分考虑了地层的地质规律特点，可以构建反映各种地质规律的地层体，例如反映褶皱起伏的岩层体、反映断层错切的岩层体、被其它地层包含的地层透镜体等。

3）本发明以符合工程地质专业习惯的方式进行人工干预建模。在建模过程中，可以通过补充增加或编辑修改二维辅助剖面、辅助勘探点等符合工程地质专业习惯的方式，对建模结果进行即时的、便捷的干预修改。

4）本发明可构建空间分布复杂的地层体。能够支持的地质约束条件更为复杂，除空间高程约束之外，额外增加了平面边界约束；可以支持建模过程中附加的地层平面边界范围约束，通过三角网拆分和底层推算形成地层平面范围边界线，由此，构建空间分布形态更为复杂的地层体模型。

5）本发明可实现智能化、自动化建模。既可以从上至下逐层进行人工交互建模，从而充分发挥人工干预作用，并可和即时观察确认建模成果；也可以通过智能分析钻孔、剖面等原始数据，实现地层剥离次序的自动判断、地层平面边界范围的自动推测等功能，实现一键式的批量自动化地层建模。

6）本发明整体建模效率高。可以一次性直接完成三维地层体的构建；无须进行繁琐的层面剪切、层面编辑等数据后处理操作，整体建模效率较高。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

图1是逐层创建数字化三维地质模型方法技术路线图；

图2是逐层创建数字化三维地质模型应用***连接示意图；

图3是创建生产DTM体技术路线图；

图4是地层排序技术路线图；

图5是分析P1点的二维平面几何分布范围形态技术路线图；

图6是三角网特征拆分技术路线图；

图7是地层状态推算技术路线图；

图8是创建生成待建模地层的三维体技术路线图；

图9是DTM体设置为基准体示意图；

图10是地层体A在基准体顶部出露情况示意图；

图11是确定地层体A的平面边界范围线示意图；

图12是创建地层体A示意图；

图13是地层体A剥离后更新基准体示意图；

图14是创建地层体B示意图；

图15是创建地层体C示意图；

图16是设置最下地层为地层体D示意图；

图17是全地层建模示意图；

图18是应用项目逐层成体法建模成果示意图。

具体实施方式

以某地层A、地层B、地层C和地层D为例进行操作，如图1至图18所示，应用逐层创建数字化三维地质模型方法进行各地层的三维体构建。

其中，逐层创建数字化三维地质模型方法的应用***包含三维地质数据库、数据处理***以及数字化勘察三维地质建模***；三维地质数据库通过数据处理***与数字化勘察三维地质建模***联通。三维地质数据库包含有钻孔数据模块、地质剖面图数据模块、地质平面图数据模块、地质平切图数据模块、空间离散点数据模块、高程测量点数据模块、等高线数据模块及DEM数据模块。

数据处理***包含GICAD（理正工程地质勘察CAD）数据处理子***、P-BIM接口数据处理子***、剖面图数据处理子***、平面图数据处理子***、平切图数据处理子***、空间离散点数据子***和地形数据处理子***。

GICAD数据处理子***包含钻孔模块和剖面图模块；

P-BIM接口数据处理子***包含钻孔模块和剖面图模块；

剖面图数据处理子***包含剖面图模块；

平面图数据处理子***包含平面图模块；

平切图数据处理子***包含平切图模块；

空间离散点数据子***包含平硐模块、探坑模块和探槽模块；

地形数据处理子***包含高层测量点模块、等高线模块和DEM数据模块。

本实施例中，数字化勘察三维地质建模***包含数据接入模块、可视化显示模块及手动操作模块；所述手动操作模块对应人工干预调整的地层平面范围边界线；数字化勘察三维地质建模***还包含编辑修正模块，编辑修正模块设置有检验点并输出校验点的地形、高层以及地质数据，检验点对应在形成地层的三维体内设置。

结合图1至图18，进一步说明逐层创建数字化三维地质模型方法，具体步骤如下：

S1、获取数字化的多源勘察数据。

对于S1中获取数字化的多源勘察数据包含钻孔数据、地质剖面图、地质平面图、地质平切图、高程测量点数据、等高线及DEM数据等；将上述数据构建三维地质数据库，通过数据处理***和数字化勘察三维地质建模***处理。

其中，数字化勘察三维地质建模***是基于BIM技术，依托于是AutoCAD平台或理正土木工程三维设计图形平台制作的LzGeo3D软件(理正三维地质软件)；同时基于LzGeo3D软件可输出地质模型数据包，通过BIM For Revit插件、BIM For Bentley插件或其他相应的三维软件插件实现在Revit平台、Bentley平台或其他第三方三维平台下对于地质三维模型的设计、展示和出图。

S2、创建地表地形面和DTM体，如图9所示。

对于S2中创建地表地形面和DTM体，具体步骤如下：

S21、获取建模平面范围：包含人工交互范围，根据地形数据自动计算凸包范围方式获得。

S22、获取建模平面范围内的地形数据：包含等高线、高程测量点、钻孔孔口、剖面图地面线和DEM数据中的一种或几种的地形数据。

S23、获取地形建模参数：参数包含空间插值方法的种类、网格间距大小的数值、选择是否自动优化网格质量以及DTM体底高程或厚度的数值。

S24、插值计算平面范围线高程：插值计算支持克里金插值、样条插值、自然领域插值、径向基函数插值、距离反比插值中的一种或几种的空间插值方法。

S25、选择是否生成光滑加密地形，如选择是，则生成光滑加密点数据而后进行下一步；如选择不是，则不生成光滑加密点数据直接进行下一步。

S26、创建生成地表地形曲面。

S27、创建生成DTM体三维模型。

S3、设置DTM体为基准体，从上至下对所有地层进行排序，取未建模且序号最小的地层为待建模地层。

对于S3中的地层进行排序，具体步骤如下：

对于S31分析钻孔：在每个钻孔内比较各地层的底高程数值，建立该数据源的地层上下位置关系链表集合；分析该集合，如果存在单钻孔内地层重复的异常情况，提示出错位置。

对于S32分析剖面图：在每个剖面图内比较各地层的层底连线，建立该数据源的地层上下位置关系链表集合；分析该集合，如果存在单剖面图内地层重复或地层逆序的异常情况，提示出错位置。

S33、综合所有钻孔和剖面图，进行地层排序：如图4所示，其中i代表自然数，i++表示先在i所在的表达式中使用i的当前值，再让i加1；nZK为钻孔个数，nPou代表剖面图个数，nDC代表地层个数；通过冒泡排序法，对全部地层进行上下排序。判断任意两个地层的上下位置关系，主要是通过递归分析所有数据源的地层上下位置关系链表集合内容完成；如果递归途径出现不同结论，表示存在地层重复或地层逆序的异常情况；此时可依据递归长度最短的途径，提示出错位置。

S34、允许人工干预调整地层排序。

S4、分析待建模地层是否为最下地层：如果是，则跳转至S8；如果不是，则进行S5。

S5、分析待建模地层在基准体顶部的实际出露，确定地层平面范围边界线。

对于S5中确定地层平面范围边界线，具体的步骤如下：

S51、显示钻孔在基准体顶部的出露情况：以不同颜色标记钻孔出露点、钻孔不出露点和钻孔出露状态未知点。

S52、显示剖面在基准体顶部的实际出露：显示剖面中待建模地层的层线，并标记层线在顶部歼灭具***置。

S53、计算形成地层平面范围边界线，如图5所示：设置钻孔出露点、钻孔不出露点、剖线节点为地层状态点集合P1，分析P1的二维平面几何分布范围形态，呈现点、线、面3种形态之一；如呈点状分布，则设置地形平面范围边界线为地层平面范围边界线；如呈线状分布，根据P1将线拆分为出露线段和不出露线段，此时从出露线段的端点引垂线，并设置地形平面范围内的垂线部分为地层平面范围边界线；如呈面状分布，基于P1进行Delaunay构网和状态分析，形成各三角形均标记地层状态的三角网M1，设置地形平面范围线节点、钻孔出露状态未知点、待构网节点为点集合P2，依据三角网M1进行地层状态推算得到P2中各点的地层状态，然后取P1和P2的合集形成点集合P3，基于P3进行Delaunay构网构网和状态分析，形成各三角形均标记地层状态的三角网M2，从三角网M2中提取地层状态标记为出露的三角网子区域集合，设置各子区域的边界线为地层平面范围边界线。

如图6所示，对于三角形的节点状态种类进行分析：分析三角网中各三角形的节点状态种类数目，可能包含1~3种。当包含1种节点状态时，三角形状态与节点状态相同；当包含2种节点状态时，如节点状态为“出露+边界”，则三角形状态为出露，如节点状态为“不出露+边界”，则三角形状态为不出露，如节点状态为“出露+不出露”，连接节点状态不同的三角形边的中点，拆分形成3个子三角形，各子三角形状态与所含节点状态相同；当包含3种节点状态时，则根据边界节点对边的中线，拆分形成2个子三角形，其中包含出露节点的子三角形为出露状态，另一子三角形为不出露状态。

如图7所示，对于地层状态推算：分析待推算点P1的平面位置，是否落在三角网内；在三角网内，查找包含待推算点的三角形，并分析待推算点与三角形的位置关系：

当待推算点位于三角形节点时，则待推算点状态与节点状态相同；

当待推算点位于三角形的边上时，则分析边的两个端点，设置距离待推算点较近的端点状态为推算点状态；

当待推算点位于三角形的内部时，则待推算点状态与三角形状态相同；

当待推算点在三角网外部，则计算待推算点到三角网边界的最近点，设置最近点P2位置的地层状态为待推算点状态。

S54、显示平面在基准体顶部的实际出露：显示地层平面范围边界线。

S55、允许人工干预调整地层平面范围边界线。

在本实施例中，取未建模且序号最小的“地层A”为待建模地层，分析“地层A”在基准体顶部的出露情况，确定地层平面范围边界线。由于“地层A”不是最下地层，如图10所示，其中ZK表示钻孔，地层A在基准体顶部的实际出露情况如下：在钻孔ZK1~ZK9中，仅钻孔ZK5位置“地层A”有出露。在剖面图L1和剖面图L2中，存在“地层A”的层线；且层线歼灭出露在基准体顶部。基于上述地层实际出露情况，确定“地层A”平面范围边界线如图11所示。

S6、根据地层平面范围边界线和地层勘察数据，创建生成待建模地层的三维体；

对于S6创建生成待建模地层的三维体，如图8所示，具体的步骤如下：

S61、获取平面范围边界内的地层勘察数据。

S62、生成构网新增离散点数据。

S63、处理地层平面范围边界线：将地层平面范围边界线拆分为歼灭线和非歼灭线。

S64、插值计算新增离散点高程和非歼灭线高程。

S65、通过Delaunay构网形成地层底面。

S66、处理地层底面超出基准体顶面、与基准体顶面部分重合情况。

S67、若地层底面超出基准体顶面和/或与基准体顶面部分重合，则根据基准体顶面调整地层底面，而后通过地层底面和基准体运算形成地层的三维体；若地层底面没有超出基准体顶面且不与基准体顶面部分重合，通过地层底面和基准体运算形成地层的三维体。

S7、在基准体上剥离地层的三维体，设置剥离剩余部分为基准体，而后再跳转至S4。

S8、设置基准体为最下地层的三维体。

在实施例中，创建生成“地层A”体根据地层平面范围边界线和钻孔、剖面图中的地层勘察数据，创建生成“地层A”的三维体，如图12所示。在基准体上剥离“地层A”的三维体，将剥离剩余部分设置为新的基准体，如图13所示。

由以上步骤，逐层生成“地层B”，创建生成“地层B”的三维体和“地层C”的三维体，如图14和图15所示。由于“地层D”为最下地层，故将基准体设置为“地层D”的三维体，如图16所示。而后，得到如图17的全地层建模示意图。

以某隧道工程为例，隧道跨越市区，起于滨河大道上步立交，沿滨河大道地下向东穿行，经过重要道路及建筑区。主要地形为海陆相冲洪积平原、滩涂、低台地及其间沟谷地貌。沿线地形稍有起伏，标高在-2m-8.5m间变化。

根据野外地质钻探及区域地质资料，拟建线路范围内上覆为第四系松散层，下伏基岩主要为燕山晚期侵入岩、石炭系测水组变质砂岩、片岩，侏罗系塘厦组凝灰质砂岩、以及早期构造胶结形成的碎裂岩。第四系松散层主要由人工填土层、海陆相冲洪积层及残积层等组成。本次选取工程中地层分布相对较复杂的一段进行建模，所选区域的里程范围为共608米长；并考虑线路两侧各30米内范围，即宽60米左右。

建模数据源具体包含有94个原始勘探钻孔，包括孔号、钻孔大地坐标、孔口高程、孔深、钻孔地层等数据；2张纵断面图，包含地面线、地层底线、地下水位线等地质数据。应用逐层创建数字化三维地质模型方法建模成果如图18所示。

本实施例用逐层成体法建模时，不需要额外增加辅助剖面，仅在软件自动推测的地层平面边界范围基础上，进行人工审核和微调修改即可，数据前处理工作量很少；同时可以直接构建生成三维地质体模型，无须进行层面编辑等后处理工作。因为省掉了繁琐的数据前编辑处理和后处理加工修改工作，所以逐层成体法的整体建模效率比层面法要高很多。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种逐层创建数字化三维地质模型方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、获取数字化的多源勘察数据；

S2、创建地表地形面和DTM体；

S3、设置DTM体为基准体，从上至下对所有地层进行排序，取未建模且序号最小的地层为待建模地层；

S4、分析待建模地层是否为最下地层：如果是，则跳转至S8；如果不是，则进行S5；

S5、分析待建模地层在基准体顶部的实际出露，确定地层平面范围边界线；

S6、根据地层平面范围边界线和地层勘察数据，创建生成待建模地层的三维体；

S7、在基准体上剥离地层的三维体，设置剥离剩余部分为基准体，而后再跳转至S4；

S8、设置基准体为最下地层的三维体。

2.如权利要求1所述的一种逐层创建数字化三维地质模型方法，其特征在于，对于S1中获取数字化的多源勘察数据包含钻孔数据、地质剖面图、地质平面图、地质平切图、高程测量点数据、等高线及DEM数据；将上述数据构建三维地质数据库，通过数据处理***和数字化勘察三维地质建模***处理。

3.如权利要求1所述的一种逐层创建数字化三维地质模型方法，其特征在于，对于S2中创建地表地形面和DTM体，具体步骤如下：

S21、获取建模平面范围：包含人工交互范围，根据地形数据自动计算凸包范围方式获得；

S22、获取建模平面范围内的地形数据：包含等高线、高程测量点、钻孔孔口、剖面图地面线和DEM数据中的一种或几种的地形数据；

S23、获取地形建模参数：参数包含空间插值方法的种类、网格间距大小的数值、选择是否自动优化网格质量以及DTM体底高程或厚度的数值；

S24、插值计算平面范围线高程：插值计算支持克里金插值、样条插值、自然领域插值、径向基函数插值、距离反比插值中的一种或几种的空间插值方法；

S25、选择是否生成光滑加密地形，如选择是，则生成光滑加密点数据而后进行下一步；如选择不是，则不生成光滑加密点数据直接进行下一步；

S26、创建生成地表地形曲面；

S27、创建生成DTM体三维模型。

4.如权利要求2所述的一种逐层创建数字化三维地质模型方法，其特征在于，对于S3中的地层进行排序，具体步骤如下：

S31、分析钻孔中各地层的空间位置关系；

S32、分析剖面图中各地层的空间位置关系；

S33、***自动对地层进行上下排序；

S34、允许人工干预调整地层排序。

5.如权利要求4所述的一种逐层创建数字化三维地质模型方法，其特征在于，

对于S31分析钻孔：在每个钻孔内比较各地层的底高程数值，建立该数据源的地层上下位置关系链表集合；分析该集合，如果存在单钻孔内地层重复的异常情况，提示出错位置；

对于S32分析剖面图：在每个剖面图内比较各地层的层底连线，建立该数据源的地层上下位置关系链表集合；分析该集合，如果存在单剖面图内地层重复或地层逆序的异常情况，提示出错位置；

对于S33***自动对地层进行上下排序：综合所有钻孔和剖面图，进行地层排序：通过冒泡排序法，对全部地层进行上下排序；判断任意两个地层的上下位置关系，通过递归分析所有数据源的地层上下位置关系链表集合内容完成；如果递归途径出现不同结论，表示存在地层重复或地层逆序的异常情况；此时依据递归长度最短的途径，提示出错位置。

6.如权利要求1所述的一种逐层创建数字化三维地质模型方法，其特征在于，对于S5中确定地层平面范围边界线，具体的步骤如下：

S51、显示钻孔在基准体顶部的出露情况：以不同颜色标记钻孔出露点、钻孔不出露点和钻孔出露状态未知点；

S52、显示剖面在基准体顶部的实际出露：显示剖面中待建模地层的层线，并标记层线在顶部歼灭具***置；

S53、计算形成地层平面范围边界线：设置钻孔出露点、钻孔不出露点、剖线节点为地层状态点集合P1，分析P1的二维平面几何分布范围形态，呈现点、线、面3种形态之一；如呈点状分布，则设置地形平面范围边界线为地层平面范围边界线；如呈线状分布，根据P1将线拆分为出露线段和不出露线段，此时从出露线段的端点引垂线，并设置地形平面范围内的垂线部分为地层平面范围边界线；如呈面状分布，基于P1进行Delaunay构网和状态分析，形成各三角形均标记地层状态的三角网M1，设置地形平面范围线节点、钻孔出露状态未知点、待构网节点为点集合P2，依据三角网M1进行地层状态推算得到P2中各点的地层状态，然后取P1和P2的合集形成点集合P3，基于P3进行Delaunay构网和状态分析，形成各三角形均标记地层状态的三角网M2，从三角网M2中提取地层状态标记为出露的三角网子区域集合，设置各子区域的边界线为地层平面范围边界线；

S54、显示平面在基准体顶部的实际出露：显示为地层平面范围边界线；

S55、允许人工干预调整地层平面范围边界线。

7.如权利要求6所述的一种逐层创建数字化三维地质模型方法，其特征在于，对于三角形的节点状态种类进行分析：分析三角网中各三角形的节点状态种类数目，当包含1种节点状态时，三角形状态与节点状态相同；当包含2种节点状态时，节点状态为“出露+边界”，则三角形状态为出露，节点状态为“不出露+边界”，则三角形状态为不出露，节点状态为“出露+不出露”，连接节点状态不同的三角形边的中点，拆分形成3个子三角形，各子三角形状态与所含节点状态相同；当包含3种节点状态时，则根据边界节点对边的中线，拆分形成2个子三角形，其中包含出露节点的子三角形为出露状态，另一子三角形为不出露状态；

对于地层状态推算：分析待推算点的平面位置，是否落在三角网内；在三角网内，查找包含待推算点的三角形，并分析待推算点与三角形的位置关系：

当待推算点位于三角形节点时，则待推算点状态与节点状态相同；

当待推算点位于三角形的边上时，则分析边的两个端点，设置距离待推算点较近的端点状态为推算点状态；

当待推算点位于三角形的内部时，则待推算点状态与三角形状态相同；

当待推算点在三角网外部，则计算待推算点到三角网边界的最近点，设置最近点位置的地层状态为待推算点状态。

8.如权利要求1所述的一种逐层创建数字化三维地质模型方法，其特征在于，对于S6创建生成待建模地层的三维体，具体的步骤如下：

S61、获取平面范围边界内的地层勘察数据；

S62、生成构网新增离散点数据；

S63、处理地层平面范围边界线：将地层平面范围边界线拆分为歼灭线和非歼灭线；

S64、插值计算新增离散点高程和非歼灭线高程；

S65、通过Delaunay构网形成地层底面；

S66、处理地层底面是否超出基准体顶面或与基准体顶面部分重合的情况；

S67、若地层底面超出基准体顶面和/或与基准体顶面部分重合，则根据基准体顶面调整地层底面，而后通过地层底面和基准体运算形成地层的三维体；若地层底面没有超出基准体顶面且不与基准体顶面部分重合，则直接通过地层底面和基准体运算形成地层的三维体。

9.利用逐层创建数字化三维地质模型方法的应用***，其特征在于，包含三维地质数据库、数据处理***以及数字化勘察三维地质建模***；三维地质数据库通过数据处理***与数字化勘察三维地质建模***联通；

所述三维地质数据库包含有钻孔数据模块、地质剖面图数据模块、地质平面图数据模块、地质平切图数据模块、空间离散点数据模块、高程测量点数据模块、等高线数据模块及DEM数据模块；

所述数据处理***包含GICAD数据处理子***、P-BIM接口数据处理子***、剖面图数据处理子***、平面图数据处理子***、平切图数据处理子***、空间离散点数据子***和地形数据处理子***；

所述GICAD数据处理子***包含钻孔模块和剖面图模块；

所述P-BIM接口数据处理子***包含钻孔模块和剖面图模块；

所述剖面图数据处理子***包含剖面图模块；

所述平面图数据处理子***包含平面图模块；

所述平切图数据处理子***包含平切图模块；

所述空间离散点数据子***包含平硐模块、探坑模块和探槽模块；

所述地形数据处理子***包含高层测量点模块、等高线模块和DEM数据模块；

所述数字化勘察三维地质建模***为基于BIM技术的三维建模软件。

10.如权利要求9所述的应用***，其特征在于，数字化勘察三维地质建模***包含数据接入模块、可视化显示模块及手动操作模块；手动操作模块对应人工干预调整的地层平面范围边界线；

数字化勘察三维地质建模***还包含编辑修正模块，编辑修正模块设置有检验点并输出校验点的地形、高层以及地质数据。

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