基于投影图的矿体三维可视化模型动态构建及资源储量评价

针对钻孔、剖面、离散点等传统三维矿体自动构模方式存在的构模信息量不足,无法快速、有效地实现矿体三维可视化模型自动构建及资源储量分析等问题,以矿体投影图编制工作流程为主线,以地矿点源数据库为基础,综合运用GIS、图库一体化、三维可视化等技术,研究并实现了一种新的基于二维平面投影图的矿体三维可视化模型动态构建及资源储量可视化分析方法,为矿体资源储量估算各要素的三维可视化动态分析、表达及评价提供了一种新的有效途径.经Quanty Mine数字矿山软件功能实现及实际矿山应用对比分析表明,该方法可实现矿体投影图编制与矿体三维可视化模型动态构建的一体化,资源储量三维可视化模型分析结果与传统二维平面方式估算结果相差-1.44%—2.81%,各类别储量基本接近,模型可靠性较好.     

地质体几何造型的计算机实现

本文在作者提出的地质体几何造型概念及理论基础上,利用关系数据模型扩展、图论构模、集合构模等方法,给出了地质体几何造型系统的基本实现途径和方法,主要包括地质体几何造型的数据结构、模型构造及地质体的几何运算与整体性质分析,以实现地质体的几何、拓扑和属性3个方面信息的计算机存储、建模、表达和分析,以此可构造出诸如地测图件自动生成等各种地质体几何造型应用系统。     

矿床模型辅助建模工具及其开发

块段构模技术因构模简单、实用而广泛用于储量计算、开采设计和计划编制,但对于复杂矿体,则边界误差大,应用效果较差,常采用人工修正模型予以修正.作者通过研究地形模型、品位模型、方差模型和岩性模型的存储结构,采用面向对象方法和可视化技术,设计和开发了一个三维矿床模型全屏幕编辑器DME.DME实现了三维矿床模型任意层、行、列的全屏幕数据浏览、修改、编辑和统计,对矿床模型的平面、剖面估值数据进行可视化编辑.     

公路工程的三维地质建模研究

随着计算机技术的发展,三维可视化技术和虚拟现实技术也得到了快速发展。公路工程设计已从2D-GIS发展到3D-GIS,从分散的单一要素设计发展到基于数字地球的综合要素的统一设计。公路地质体三维可视化既可以拓展现有的理论基础,在方法模型上有所突破又能在实际中解决地质领域中的许多基础问题。作者对地质体三维可视化中的部分问题进行了研究。     

Surpac软件在巴彦乌拉铀矿床三维地质建模中的应用

三维地质建模能够对大量复杂的地质体进行直观显示和表达,有利于展现地质体的内部形态特征,便于成矿规律的研究。以二连盆地巴彦乌拉砂岩型铀矿床为研究对象,对该地区相关地质资料进行整理和收集,对钻孔数据进行信息化处理。借助三维矿业软件Surpac,先后建立了巴彦乌拉铀矿床地质数据库、地质体实体模型以及块体模型和品位模型。在此基础上总结了构建地质体三维模型的原理方法,并探讨了三维地质建模可视化的应用。     

大型水电工程地质信息三维可视化分析理论与应用

地质信息可视化是大型水电工程可视化设计的基础，同时也是工程地质和数学地质领域的研究热点和难点。在深入研究复杂地质构造和可视化理论的基础上，针对无规律变化的地质体形态，引入NURBS技术，并结合地质交互解译、TIN算法和地质趋势面分析等理论方法，实现了三维地质模型的重建．基于模型进行了任意剖切、岩体质量分级、等值线自动生成和地质填挖计算等一系列可视化分析，并完成了模型地质信息的可视化管理与查询．根据上述理论与方法集成的Visual Geo系统已在锦屏一级、溪洛渡、糯扎渡和龙滩等大型水电工程设计中得到应用。     

红透山矿区三维地质建模与可视化研究

红透山矿区是中国开采深度最深的金属矿山之一,具有巨大的找矿潜力。本文采用三维地质建模和可视化技术方法,结合红透山矿区地质特征,以国际矿业软件Surpac为平台,建立红透山矿区地质数据库,在此基础上构建了矿区地表、断层、矿体以及地层三维实体模型。为提取地质控矿指标,基于地质体三维实体模型,通过地质空间立体单元划分,建立了岩性、断层、矿化分布等控矿因素的三维空间场模型,以及可控源音频大地电磁法CSAMT、瞬变电磁法TEM物探找矿指标三维空间场模型,直观显示了矿区地质体空间分布特征,为进一步开展红透山矿区深边部三维定量找矿预测奠定了基础。研究表明,三维可视化建模技术在隐伏矿体立体定量预测研究中具有明显优势,具有较高的推广和应用价值。     

三维GIS中地层多比例尖灭自动建模技术

利用地质勘察数据导入到三维系统中,运用各种三维空间构模方法,自动进行地层推理与连接,生成三维地层模型。以多数据源自动生成模型,可以方便地使地学领域中的地质工作者从繁重的地质信息获取和地质解释手工劳动中解放出来,提高了三维地层建模的速度和构建质量。     

探讨MAPGIS的矿山三维建模方法

以敦煌磷钒矿为例,分析了三维数据模型的可视化表达与建模方法,基于组件MAPGIS K9技术,通过将二维和三维空间信息统一在一个平台和数据模型下,建立矿山三维地质勘查可视化与立体模型。可以实时修改数据、显示三维模型,查询矿山地质体的空间数据,同时还可以输出打印三维矿山矿体的渲染图,并给人一种直观的感受,为后期矿产资源开发提供了有力的科学依据。     

基于棱柱体的三维地质建模方法

 矿体赋存条件复杂、地质构造多变。为探究真实地质体情况,通过对现有各类地质体建模方法的分析,尤其是对TIN模型构建、实体(solid)构模的特点进行探讨,提出一种基于工程棱柱体的三维地质建模方法。结合钻孔数据特点和地层分布规律,根据勘探工程的钻孔平面位置将勘探区域划分为若干棱柱体。对每个棱柱体侧面进行矿段对比连接,完成棱柱体线框图搭建,随之逐面、逐层、逐柱构建三角网,直至形成整个地质体的三角网。将实体构模方法结合其中,实现了三维地层实体模型的建立,既能充分反映矿体的三维形态,又能使所显示的三维矿体进行实体描述。使得矿体属性连续并可计算,同时模型能够结合工程师经验自动推理尖灭、分叉、断层和褶皱等复杂地层构造。其具有三维显示又具有实体描述的特点,尤其便于按储量级别进行储量估算等矿量计算,具有实际应用价值。     

空间四面体剖分及可视化系统设计

地质体真三维建模是地学信息系统的核心问题之一。针对三维建模时模型属性表达缺失和无法进行空间分析的问题,提出了一种TetGen结合WebGL来构建三维模型的新方法。该方法使用TetGen构建模型,既保留细节特征又能高效率完成地质体三维建模及模型的优化。同时,借助WebGL构建了三维模型的3D可视化系统,实现了细节层次模型的展示,并利用js完成模型的空间分析基本参数计算。提出的三维建模方法结合可视化空间表达的方式,不仅实现了三维模型快速准确的四面体剖分,还完成模型数据的组织与管理,强化了模型的空间分析能力,拓宽了模型在地学领域的研究与应用。     

三维地质建模技术在北京地铁建设工程中的应用研究—以车公庄西站为例

随着北京地铁建设的飞速发展,对于地质情况、地面建筑及地铁结构的资料的合理利用和整合成为地铁建设领域的一个热点问题。三维地质建模技术以其强大的实时建模功能及展示功能成为解决这一难题的重要手段。利用北京大学信息地质研究实验室开发的小场景建模系统(Creatar Project Explorer)对在建的北京地铁六号线车公庄西站工程进行了地质体、地铁结构及地面建筑物的建模,并进行了三种模型的联合展示,展示的结果表明,小场景三维地质建模技术能准确直观地反映地面建筑、地铁结构及地层的空间关系,方便建设人员对地铁信息、结构信息实现高效的管理。这些研究成果也为三维地质建模技术在地铁建设过程中的应用提供了借鉴。     

三维地质模型支持下的滑坡体稳定性分析

针对具有复杂几何形状和地质条件的滑坡稳定性分析问题，提出实现基于滑坡地质体三维建模的稳定性三维分析方法与系统．根据地质勘探和二维解译资料，运用NURBS．BRep混合数据结构建模方法快速、准确地重构滑坡体三维地质模型．该模型不仅包含直观丰富的地质信息和反映空间变化的复杂滑动面，完成了滑坡的可视化表达；而且为滑坡稳定性计算提供滑坡体三维剖分几何模型和大量的基础数据，极大地方便了三维稳定计算和敏感性分析的实现．应用表明，该方法实现的系统功能强大，能获得大量的计算分析成果，满足实际分析需要，提高了滑坡稳定性三维分析的数字化与可视化水平．     

基于交叉折剖面的高精度三维地质模型快速构建方法研究

提出一种基于交叉折剖面的三维地质模型自动构建方法,重点解决模型构建中“高精度”和“快速”的难题。该方法扩大了建模可利用的数据源,提高了建模的自动化程度,构建的模型质量得以提高。基于该方法开发了一个原型系统,并成功应用到北京市奥运场区的工程建设层三维地质建模中,结果表明该方法具有建立实际三维地质模型的能力。     

基于支持向量机的顾北煤矿北一矿区三维地质模型构建

三维地质模型是表征地下地层分布和地质构造的有力工具,可以简单有效的帮助地质解译和空间分析工作,但由于传统三维地质建模方法建模过程复杂、人为干扰影响大,非专业人士短时间内很难掌握并且建模质量难以保证。为满足矿山智能开采对高精度地质模型的需求,提高三维地质建模与可视化的高效性和直观性,提出一种基于支持向量机的三维地质建模方法,将地质体划分为大小均匀的栅格单元,根据栅格单元的属性类别构建三维地质体模型,并使用基于RBF核函数的支持向量机分类器对顾北煤矿北一矿区进行了实例验证,将模型进行开挖显示,与实际钻孔数据构建的地质剖面图进行对比,结果表明,该方法具有很大的适用性,并且可以很好的处理尖灭地层,建模效率以及准确率较高。     

基于GTP的断层三维交互建模方法

在总结分析现有断层建模方法的基础上,提出一种基于广义三棱柱(GTP)的断层三维交互建模方法(岩柱体分区RPBP建模法).该方法以钻孔数据为建模主体数据源,主要步骤包括:根据钻孔孔口数据点与断层露头约束,按约束Delaunay法则生成地表不规则三角网(CD-TIN);判断地质体内断层的类型及断层构模的优先级顺序,建立岩柱体界限三角形;以界限三角形为依据建立断层实体模型.软件实验表明,该方法能便捷可靠地实现包括正、逆断层及其相互切割的各类复杂断层系的三维交互建模.     

基于交叉折剖面的高精度三维地质模型快速构建方法研究

提出一种基于交叉折剖面的三维地质模型自动构建方法,重点解决模型构建中"高精度"和"快速"的难题。该方法扩大了建模可利用的数据源,提高了建模的自动化程度,构建的模型质量得以提高。基于该方法开发了一个原型系统,并成功应用到北京市奥运场区的工程建设层三维地质建模中,结果表明该方法具有建立实际三维地质模型的能力。     

岩体结构可视化软件系统研究

岩体结构研究是工程地质特征和岩体结构力学性质研究的重要方面。作者引入计算机图形图像技术、人机交互技术及工程地质信息数据库管理实现复杂岩体结构可视化技术 ,研究讨论了复杂岩体结构可视化软件系统的开发思路。实现岩体结构在可视化下的信息数据库管理、图视化分析和地质模型研究 ,极大地扩展了对复杂岩体结构空间的认识及岩体结构性质研究。通过实例建立了岩体结构的三维可视化模型     

基于UML的超声三维可视化无损检测系统

为了满足工业无损检测中人们利用超声点云数据进行三维重建的需求,提出一种UML与组件技术相结合的用于超声三维可视化无损检测系统的建模方法.分析系统需求,并利用UML和组件技术相结合的建模方法,构建出超声三维可视化无损检测系统模型,包括系统的架构、需求、用例、静态类、活动、时序和组件部署模型,开发出超声三维可视化无损检测软件系统原型,并经过实例验证了建模方法的有效性.系统开发实践证明:基于UML和组件技术的超声三维可视化系统结构设计合理,复用性、维护性和可拓展性强,为研究超声点云的三维重建算法和将其用于工业无损检测的目标提供了实验依据和实验平台.     

川西四家寨金矿三维模型对找矿预测的启示

随着浅地表矿开采殆尽,深部隐伏矿体的寻找与预测成为当前主要研究方向,计算机数据模拟技术的快速发展与应用使得三维地质建模技术不断发展,对深部矿体的展示以及矿产勘查预测能够起到显著的辅助作用。使用Surpac三维可视化矿山软件,利用已有矿山剖面资料建立了川西康定四家寨金矿的矿体三维模型、地表三维模型以及断层三维模型,形象地展示出了矿体展布特征及矿体、地表及切割矿体断层的三维空间分布关系,并根据矿体三维模型空间延伸规律及断层切割作用分析,结果表明在矿体南侧及南侧深部具有很好的找矿前景。根据前期收集到的地质资料分析对比,可见Surpac能够较好的模拟矿体形态,可以对矿体向外的延伸进行预测,为川西四家寨金矿的进一步矿产勘查和矿体预测提供可视化证据。