地层面生成解决方案-CIM

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MIDAS如何处理地层面的交叠？

在使用MIDAS建立真实地层的时候，地表面一般会直接使用地形数据生成器生成，地层面使用钻孔数据可以生成真实层面，但是经常会出现下部的地层分界面跑到上面来，甚至于跑到地表以上，一方面在实际地层中，这种层面交叠本身是会出现的，另一方面有一些地层本身在地表以下，按照层面助手生成的数据依旧在地表以上，形成这个的原因与解决方案是什么样呢？

下面以这个坝体断面图为例子来进行说明。我们使用钻孔数据的时候，会调用下面剖面的5个钻孔数据作为原始依据来进行层面建立，当然会使用多个断面的钻孔数据，比如边坡的多个横纵断面，坝体的多个横纵断面的钻孔数据，剩下的区域会以这些钻孔为依据进行插值

。

地层剖面图

但是这种默认的GTS方法需要一定数量的钻孔来保证生成的层面与实际相符合，如果钻孔数据不足会导致生成的层面比较奇怪。因为这个钻孔数据只考虑了部分地表钻孔的影响，没有考虑到整体地表的趋势，另一方面在剖面图上已经有了地层分界线，用些许的几个钻孔来代表整个地层分界面，在多数时候是不足的。这个既有的层面数据比钻孔数据更加丰富，可不可以直接使用这些个剖面上的数据然后匹配一下地表面来生成这个层面呢？所以找到问题所在后，就可以大致找到解决问题的方向与思路。

1.方法1：放样

在GTS里面是可以直接对样条曲线进行放样直接生成面的，但是前提是需要进行一定的技术处理，这个处理包括把这个地层分界线用样条曲线重绘，然后导入到GTS中，并且需要将其定位处理好。采用GTS自带的放样，依次选择地层分界线即可快速生成层面，这种方法可以快速用于大坝类的地层面生成。

GTS放样生成的层面

2 方法2：MIDAS CIM地层生成后导入GTS

方法1在处理部分数据不足的情况下也难以生成我们想要的地层面，此时就需要借助其他软件来生成，比如MIDAS CIM。MIDAS CIM是MIDAS公司的一款三维正向BIM设计软件，主要用于桥梁领域的建模-分析-绘图，也可以用于岩土领域的道路、隧道等领域。其结构建立基本逻辑与GTS中的扩展-扫描等几何功能类似，并具有BIM中的参数设计，路线适应、族文件功能等特色，具体可以看官网介绍：https://cim.midasit.cn/。当桥梁或者大坝需要跨越峡谷、河流时，如果需要建立地形与地层就需要用到CIM中的地形生成功能。

CIM重力坝模型示意图

在CIM中建立地层分界面需要以下三个步骤：

l建立地表

l建立钻孔数据或者点阵

l结合上述数据建立地层分界面

CIM中地表的建立，可以像GTS中一样利用等高线数据直接建立，也可以依附于在线地形模型，输入对应坐标与区域生成地图。当然也可以直接将GTS或者其他软件建立的地表面进行导入。

CIM地形生成

对于钻孔数据生成与GTS层面助手一致，需要定义出钻孔的顶部坐标与到每一个地层分界面的距离。前述说过如果有地层剖面图数据，如果直接导入剖面图数据中每一个地层的点坐标合成点阵，再利用这个点阵或者点云直接生成地层面的精度会更高。

钻孔数据生成

这就衍生出另外一个问题：如何从剖面图中的数据提取出各个地层分界线的坐标并且与原始地形对应？原始地形平面图中可以看到各个剖面图的剖面线，以及这个剖面与坝轴线以及钻孔点的相对位置关系。因此可以将地形图与这个剖面图放到同一个三维CAD中，具体操作方式是通过平移，旋转与三维旋转的CAD命令进行快捷操作。

重力坝平面图

三维CAD坝轴线剖面图定位

三维CAD进行定位后，就可以通过List或者dataextraction的CAD命令将地层分界线的各个坐标进行提取，并将其汇总到Excel中。（PS：CAD技能不足的请先找一些CAD操作视频）然后可以直接在CIM中的特征-点功能中粘贴点阵坐标。

CAD 提取地层分界线坐标

CIM生成点阵

前期数据准备完毕后就可以采用点阵（或者钻孔）以及地表生成地层数据了。另外还需要在平面上绘制一个矩形框来确定地层分界面的大小。此时采用CIM中的地层面生成功能，选取对应地层分界面的点阵、参考地表面、矩形边界框，并且确定一个插值方法让其自动计算一下对应参数，不同的插值方法生成的地层分界面稍有不同。按照此方法重复操作生成两个地层分界面。

CIM地层面生成

生成完毕以后的地形如上图所示，因为与GTS中的算法不一致，并且考虑了地表面的存在，不会出现交叠层面（除非点阵中的点真的跑到地表以上）。然后根据自己的建模需求，跨越这个河流建立对应的线族、点族、装配族等，适应对应的路线，建立对应的开挖实体等，然后就可以导出为parasolid的X-t格式后在MIDAS GTS 中进行基于BIM模型的导入。