三维地质建模作为地学研究和工程实践领域重要的技术支持工具，在矿山、地质、石油、煤炭及考古和地下水等领域都具有重要应用价值。针对复杂地质体建模需要自动化的建模方法，目前，仍然缺少适用性广、可操作强和通用性强的方法。本文通过南京仙林城市地质勘查获取的钻孔数据和地质剖面图进行建模，利用Python语言结合ArcPy包编程实现钻孔数据的自动预处理，同时，采用ModelBuilder可视化建模工具，通过设计模型实现地质体自动建模。利用GIS的编程数据预处理、建模和可视化技术，从GIS方法的角度，提出基于GIS的复杂地质体自动建模方法，并实现模型的可视化分析；与地质建模相关的数据预处理、建模和可视化操作过程都在同一GIS平台完成，该方法具有一定的实用性和可操作性。通过我们的研究和开发，提高地质剖面绘制准确性的和作业效率，为矿山和石油开发、地质勘查等领域的科学决策提供技术支持。

2  原理与方法 

2。1  基本思路

底层面、边界面以及组成的三维几何体可构成复杂地质体。本文通过将多层DEM表面模法及三棱柱元法相结合，用于地质体三维模型的构建。模型的设计思路为：首先，将钻孔数据生成三维地层的多层TIN表面模型，同时采用三棱柱体元填充各地层TIN表面内部空间，构建出地层的三棱柱实体模型;其次,通过3D矢量断裂线生成断层TIN表面;最后，将两者结合从而构建出地质体三维模型，其建模过程（图1）。

a。 地层TIN表面                     b。 地层边界面

c。 三棱柱体元                         d。 地层三棱柱实体模

e。  断层三维表面                     f。 复杂地质体三维模型

图1  复杂地质体建模原理示意图

2。2  建模方法文献综述

当前，主要的地质建模方法主要有四大类：线框模型、体元模型、表面模型以及混合模型（吴立新等，2002）。本文所使用的的方法是先在利用表面建模的基础上、然后再生成其体元模型，通过GIS的数据处理、空间分析和建模来实现，为使整个建模过程自动化，利用ArcGIS的可视化建模工具结合ArcPy脚本编程，实现复杂地质体模型的构建。

本文所采用的ModelBuilder（模型构建器）可视化模型设计工具，设计可以自动运行的模型，实现复杂地质体模型的自动构建。ModelBuilder 是一个通过对现有的工具进行组合从而完成新模型的创建、编辑和管理空间分析模型的应用程序，同时它也是一种可视化的编程环境。ModelBuilder模型构建的优点是图形化的建模环境，而其自动化流程化的工作流程主要是通过依次执行模型图表中的各项处理过程来实现的。

本文同时运用Python脚本对数据进行预处理等操作。脚本除了可以运用ArcGIS中已经拥有的功能，同时，它也可以创建ArcGIS系统工具中如：定制批处理等没有的功能。脚本不仅可以在独立的脚本环境中运行，也可以添加到工具箱中通过对话框运行。

采用ModelBuilder可视化模型设计工具和Python脚本编写工具，对地质数据进行处理和建模，可以把一系列简单的模型组合成包含多个空间处理的复杂模型，实现空间处理任务的流程化、自动化。 

3  具体实现

3。1  工作流程

本文的工作流程是将复杂地质体建模过程分解为一系列GIS数据处理、文件转换和空间分析操作，同时，通过组合ArcPy脚本编程、ModelBuilder可视化建模和ArcToolbox工具箱工具处理。