三维地学建模技术与Kriging方法在固体矿产储量计算中的应用

结合Kriging方法在计算机上的实现和应用,介绍了运用三维地学建模技术生成矿体的三维品位模型的原理流程以及关键技术,并在此基础上进行矿产资源储最计算.其基本流程为:根据实际地质勘探数据生成矿体三维实体模型;在实体tin模型内部应用块模型方法进行划分,建立矿体块体模型;利用Kriging方法进行插值,生成矿体的品位模型...     

非层状矿体构模关键技术研究

针对非层状矿体三维建模的复杂性,讨论了非层状矿体三维建模中有关矿体表面和矿体块段建模基本算法.讨论了实体法建模中平行轮廓线建立非层状矿体表面模型的算法,并把该算法推广到了非平行轮廓线建模,针对利用轮廓线建立实体表面模型的问题,提出利用平面和剖面交叉的方法来产生控制线,以对矿体形态进行控制,进而利用连接轮廓线的方法来进行矿体表面建模.同时,阐述了利用三维普通克立格插值方法建立矿体内部块段模型的关键算法.最后利用VC 和OpenGL作为开发语言,从底层开发了三维非层状矿体建模的三维可视化软件,在某矿山得到了验证,对非层状矿山的实际生产起到了一定的指导作用.图5,参8.     

三维空间传统方法资源储量可视化动态估算及应用

针对传统方法资源储量动态估算存在的可视化及分析程度低、估算精度有待提高等问题,以矿山日常勘探与开发工作流程为主线,运用三维可视化技术对传统资源储量估算实现方式、方法进行改造,借助真实的三维地质几何模型取代抽象的规则几何体,研究并实现了一种新的适合中国资源勘查及储量分类特点的资源储量三维可视化动态估算及分析方法,可使传统资源储量估算方法科学、可视地贯穿于矿山勘探与开采整个工作流程。经实际矿山应用对比表明：矿体动用储量估算结果较大程度上受矿体块段及采空区空间位置、形态及厚度分布影响,基于勘探工程实际空间位置构建三维矿体块段及采空区模型进行资源储量动态估算与核减可有效提高传统方法资源储量动态估算的科学性与估算精度。     

基于钻孔编录信息可视化解译的矿床三维建模

运用大型三维矿业软件SURPAC创建某矿深部矿段的地质数据库,可视化解译地质钻孔编录包含的断层、地层和矿体信息,构建断层、地层和矿体的三维模型;在建立该矿段品位块体模型的基础上,采用普通克立格法对矿体有用元素品位进行估值,并对矿段有用元素的平均品位和地质储量进行统计计算.以所建立的地质数据库和断层、地层、矿体和井巷工程三维实体模型为基础,实现包含矿体、断层、地层、巷道、钻孔、坐标、比例尺、标题栏等多种图元信息的地质剖面自动成图.实际应用结果表明:基于钻孔编录信息可视化解译所建立的矿床三维模型可靠,地质剖面出图能满足工程应用要求,具有重要的应用价值.     

矿体三维可视化建模技术

回顾了矿山数字化建设的关键技术之一的矿体三维可视化建模的相关工作,包括主要的矿体三维模型、数据插值技术;给出了矿体三维建模可以考虑的三个维度:模型构成元素、存储的数据类型和构成元素的形状,由这三个维度可以组合出满足需要的模型;提出了适合于基于钻孔数据的矿体三维建模的可裁减的集成的断面-不规则三角网(TIN)-广义三棱柱模型(GTP),它可以方便地利用钻孔数据构造矿体断面,然后利用TIN连接相邻断面形成矿体线框模型,利用GTP表示矿体内部结构;并给出了矿体三维可视化建模技术需要进一步研究的问题.     

三维空间平行断面法可视化动态储量估算

 传统储量估算方法具有操作性简单、易于地质人员掌握的优点,但其储量估算工作可视化程度低、缺乏立体感、估算精度较低;而地质统计学很难适应中国矿产种类较多、类型复杂、形态呈现多样化的矿床特征。因此提出一种新的思路：以平行断面法为切入点,借助三维软件,利用真实三维地质模型取代简单抽象的二维规则几何体,实现矿体在真三维环境下的体积获取模式,科学、精准地获取矿体资源储量。经实际矿山应用对比表明：三维空间平行断面法有效地改善了储量估算模式,一定程度上提高了可视化程度,可达到快速获取高精度矿体储量的目的。     

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.     

大型矿山地矿工程三维可视化模型的构建

对真三维环境下地矿工程三维立体模型的构建进行研究;采用分形插值算法即改进的中点移位法建立地形模型;建立基于TIN和ARTP的三维数据模型;利用项板中心线加巷道断面法实现开拓系统的三维实体建模;基于线框法及块段法分别构建矿体的表面模型及内部模型。研究结果表明：采用改进的中点移位法,提高了细分过程的平稳性,使整体形状容易控制;项板中心线加断面法容易实现,建模速度快,效果较好;线框构模法与块段法相互结合可用于精确表达矿体的边界形态及内部属性。     

三维矿体模型快速构建方法研究

三维矿体模型可为资源储量估算、矿山生产设计及资源管理提供可靠依据。然而,传统三维矿体模型的构建依赖于地质剖面图,需要大量的地质工作和地质经验,往往严重滞后于勘探进度。文章利用空间插值方法展开三维矿体模型的快速构建方法研究,能够很好地描述矿体的空间分布形态,适用于勘探初期矿体的基本圈定和三维模型构建。     

河北承德黑山钒钛磁铁矿富矿床三维模型研究及储量估算

RDS为天津大学联合中核第四设计院尚在开发的三维模型软件。该文以河北承德某铁矿为研究对象,应用RDS软件,人机交互解译地质数据建立了三维动态钻孔数据库;构建了大庙铁矿矿床的可视化三维矿床模型,并总结一套RDS建立铁矿床的建模流程;在三维模型的基础上,应用块段法对矿床进行了储量估算,并对其可靠性进行了验证,验证结果表明,模型估算结果准确可靠。为矿山的进一步开发及综合利用提供了科学依据。     

自然崩落法放矿计算机模拟数据模型研究

在融合面向实体的数据模型和网格数据模型的基础上,引入参数化对象,设计了一种参数化、网格化的数据模型(PDENDM)用以模拟自然崩落法放矿过程,解决三维可视化环境下考虑时态和经济因素的放矿管理难题,包括放出体发育过程、多漏口放矿及配矿问题.运用面向对象的思想建立PDENDM模型的主要数据结构.PDENDM采用面向实体的元素描述矿岩体及离散颗粒的实体特征,用网格元素描述系统内部网格的空间拓扑关系,并用参数描述实体轮廓、定位信息和其他属性信息,并结合实例分析PDENDM在自然崩落法放矿模拟中的作用.研究结果表明:该模型能够实现自然崩落法放矿过程的空间分析、时态分析,清晰地描述了不同放矿高度下单漏口放矿放出体形态发育及属性的变化,解决了矿岩颗粒流动及放出体发育等放矿研究中的关键问题,为后续多漏口放矿及配矿问题的解决奠定了良好基础.     

复杂矿体的三维建模方法研究

为了形象直观地展示地下复杂矿体的几何形态和分布状况,谖文基于地球物理勘探的二堆地质成果剖面和钻探数据,采用地质体的横向或纵向延伸建模方法和三维空间插值方法。有效地实现了地下复杂矿体的三维建模。复杂矿体建模实倒表明,本文提出的横向或纵向延伸建模方法和三堆空间插值方法,镌有效地利用磁汝勘探、电法勘探号的二维成果剖面和钻探数据,此外,采用的空同中值平滑滤波方法,能有效地消除空间插值带来的异常点的影响。     

基于泰森多边形法的空间品位插值

为使泰森多边形法能够用于三维地质体的空间属性插值,生成规则网格结构化体数据,利用取样数据的空间分布特性,提出了用于空间插值的方案,通过分析泰森多边形的性质,无需真正构造泰森多边形,建立了具有距离相关性的品位插值关系,从而解决了泰森多边形法的空间品位插值问题。实例验证表明,该插值方案是可行的,插值结果是理想的。     

贵州松桃道坨锰矿资源储量计算方法研究

贵州松桃道坨锰矿床是新发现的超大型全隐伏矿床,资源储量位居全国首位。为降低资源储量计算难度、提高精度,引入三维地质模拟技术,结合现代地质统计学法,构建数字化三维模型,建立真三维环境下深部矿产资源储量计算方法流程。该方法直观形象地表达矿体空间分布特征,以"可视"的方式科学合理地划分矿体块段及储量类别;并对比分析传统几何法,实现道坨锰矿资源储量分类计算。研究结果表明:该方法计算结果科学合理、高效准确,可用于对比验证传统几何方法;该方法具有推广性和适用性,可推广应用到深部矿产资源储量计算,尤其适用于贵州矿产资源深部找矿现状。     

基于随机介质理论自然崩落法矿岩流动特性

为准确掌握自然崩落法崩落矿岩流动特性,提出属性块体建模与随机介质理论相结合的方法,进行崩落矿岩流动模拟.建立属性块体模型拟合目标区域,实现目标区域离散化;建立适宜程序实现的颗粒体数据结构和随机介质空位传递模型;提出放出指数和块度指数概念.分别模拟和分析固定目标放矿区域、不同放矿高度以及不同块度条件下的矿岩流动,并在数字矿山软件平台上用C++编程语言予以实现.结果表明:该方法得到了崩落矿岩流动过程中品位变化及形态发育规律.     

岩土工程勘察场地立体空间建模与可视化信息管理

基于钻孔勘探、标准贯入、地形测量等多源异构岩土工程勘察资料，研究了岩土工程勘察场地的数据预处理、立体空间集成建模与可视化信息管理方法，开发了相应的软件系统，实现了地形、建筑物、钻孔、地层、地下水等空间对象的三维集成建模、真实感可视化、剖切分析及勘察成果的信息查询与更新，形成了岩土工程三维勘察报告新模式.经多个岩土工程实际项目的应用与验证表明:采用所提出的三维建模技术与可视化方法，可自动建立岩土工程场地的立体空间三维集成模型，对岩土工程勘察领域的三维信息化建设具有较高的应用价值.     

航道通航时空数据组织与可视化表达研究

为解决航道GIS数据资源之间的语义独立性和异构性,通过分析元数据的结构和管理机制,提出了一种基于XML的分布式空间数据组织存储方法。该方法根据航道实体要素地理位置分布的层次性与关联性,建立了统一空间参考的航道时空一体化数据存储模式,在此基础上,运用时空GIS多维建模、地形场景构建、离散观测数据插值等技术,实现空间和时间维度数据的可视化表达。以长江上游航段为例,基于该方法实现了多源异构数据的融合组织,采用三层技术架构开发了应用系统,成功应用于航道通航与辅助决策。应用结果表明,该研究可以有效地解决复杂航道环境下数据组织与可视化的难点,为船舶航行提供安全保障和支撑。     

自然崩落法高阶段多漏斗放矿矿岩流动模拟及结构参数优化

为掌握自然崩落法多漏斗放矿属性矿岩流动特性,给出属性随机介质放矿理论基础,从放矿水平布置出发,提炼出高阶段多漏斗放矿仿真模型。采用4块模型、6块模型和9块模型3种概率模型分别考虑不同的放矿端部条件;建立流动颗粒体数据结构和空位传递模型,设计高阶段多漏斗放矿流动数据结构和模拟流程,采用C面向对象语言和hoops可视化工具包开发模拟程序,在三维可视化环境下得到了不同放矿点间距下多漏斗放矿的矿岩流动特性。根据研究结果,确定放矿底部结构优化参数,为放矿控制和放矿优化提供了参考和依据,并可作为后续放矿计划编制的基础。     

基于Kriging方法的天然地基承载力三维模拟及分析

简要介绍了Kriging方法的基本原理及变异函数的模拟, 并从三维结构模型的体元离散、实验数据搜集与探究、空间变异结构分析以及插值方法应用等方面详细阐述承载力三维实体建模的基本思路。提出以三维地质实体建模技术同Kriging方法相结合的策略分析并模拟天然地基土承载力的空间分布规律, 并以三维可视化技术对其进行刻画和表达。以北京某区域为例, 利用该区887个实验样品数据, 采用Kriging插值与三维实体模型结合的方法, 构建了研究区承载力三维实体模型, 并将模拟结果与传统二维Kriging方法建模结果进行了对比分析。结果表明, Kriging插值与三维实体模型结合的方法不但精度高, 而且直观、准确的三维可视化表现方式为专家的决策提供了便利。     

DTM在开采沉陷可视化预计中的应用

数字地面模型(DTM)具有强大的三维可视化分析和空间模拟功能，它可以代替等高线对地形表面的描述，能满足对等高线数据相同的各种需求。为了充分地利用地质、矿山等许多领域的三维原始数据，以开采沉陷预计为研究对象，首先提出了将DTM用于地表移动变形可视化预计的意义，然后对其DTM构造的思路和方法进行了研究，最后，结合实例，介绍了将DTM用于开采沉陷可视化预计可以得到的最终成果。