基于广义三棱柱体元的三维地层建模方法

为了解决基于广义三棱柱（GTP）的三维地层模型自动建模问题，提出了一种三维地层构造知识推理规则和建模方法。该方法结合钻孔数据特点和地层分布规律，首先以孔口数据生成地表面不规则三角网（TIN），然后根据地层构造知识推理规则，将TIN中的三角形逐个沿钻孔向下扩展生成GTP。建立三维地层模型，能够解决包括尖灭、分叉和断层等在内的复杂地层构造推理和自动建模。该方法对基于GTP的三维地层建模具有一定的参考价值和指导意义。     

基于网格的地质断层可视化三维建模方法

文章提出了一种基于三维网格的含断层的地质体建模方法。该方法根据钻孔数据建立三维网格来模拟地层面,依据断层数据来计算断层面方程和断层的断距,最后,结合所得的三维网格数据、断层面方程和断距,通过OpenGL生成模型。该方法能有效降低含断层地质体建模的复杂程度,有较强的适应性,所给实例展示了该方法的实际建模效果。     

基于约束Delaunay三角剖分的道路三维建模方法

深入研究了一种建立道路三维模型的方法.首先依据道路设计成果计算出道路模型与地形模型的拼合交线,然后用设计点(特征线)数据替换拼合交线内的地形点(特征线)数据,形成建模所需的原始点集和约束边集.针对原始点集采用逐点插入算法进行Delaunay三角剖分,再依据约束边将初始三角网调整为约束Delaunay三角网,由此得到外观与内部拓扑关系均为整体的道路三维模型.此外,还研制了三角形的快速定位算法,加速了建模过程.实践表明,该方法具有整体性好、网形优、速度快的优点.     

基于钻孔数据的栅格法模拟三维土层研究

建立三维的土层模型是开展岩土工程数字化基础工作之一.文章介绍运用栅格法在基于钻孔数据情况下构建土层三维模型.该方法能够在建模中简单通过栅格层之间的运算关系处理土层之间拓扑关系,能够大大减少拓扑关系处理的计算量.在此以杭州地震小区划项目中江北区三维建模工作为例,验证了该方法能有效满足工程需要.     

基于Minexplorer探矿者软件的甲玛铜矿三维地质体建模

利用三维地质体建模软件Minexplorer建立了西藏甲玛铜多金属矿床(I)-1-1夕卡岩矿体的三维模型并对其进行储量计算.利用矿山勘探过程中积累的钻孔数据,建立地质数据库,生成三维钻孔,通过剖面定义、单工程矿体圈定、剖面编辑、曲面连接、封装成体建立了(I)-1-1矿体的三维模型.分别使用普通克立格、距离倒数法、块段法...     

三维地质界面建模关键算法研究

采用露头,钻孔以及地震等数据进行三维复杂地质界面建模,关键问题包括三维地质界面模型确定方法,地质界面接触关系处理方法。根据区块地质数据建立地质界面三角网格模型,处理地质界面之间复杂位置关系,为三维地质体建模提供约束面,清晰地描述并恢复地下构造。本文就三维复杂地质界面建模中的关键问题,提出基于几何拓扑关系的地质界面三角网格模型生成算法,地质界面空间位置判断算法。在算法中引入几何拓扑关系,降低算法实现的复杂性,增加算法实现效率。     

三维地质界面曲面建模关键算法

采用露头,钻孔以及地震等数据进行三维复杂地质界面建模,关键问题包括三维地质界面模型确定方法、地质界面接触关系处理方法。根据区块地质数据建立地质界面三角网格模型,处理地质界面之间复杂位置关系,为三维地质体建模提供约束面,清晰地描述并恢复地下构造。就三维复杂地质界面建模中的关键问题,提出基于几何拓扑关系的地质界面三角网格模型生成算法、地质界面空间位置判断算法。在算法中引入几何拓扑关系,降低算法实现的复杂性,增加算法实现效率。     

一种基于钻孔数据的优化三维地质建模方法

钻孔数据是地质中最常见且最简单的数据,利用钻孔数据直接建立三维地质模型已经成为国内外学者研究的焦点。在研究前人多种地质建模方法的基础上,结合工程实践,提出一套具有工程实用价值的优化地质建模方法。该方法以钻孔数据为基础数据,将钻孔地质剖面数据融入到地质建模中,修正了以往建模中尖灭点位置取值1/2区域的不合理情况,生成精确位置地层尖灭线;并且在建模的过程中加入了依据剖面图数据的模型调整。最后通过建模实例验证了该方法的准确性与有效性。     

复杂地质构造煤层三维模型自动构建技术

为研究含无煤区和断层的煤层三维模型的自动构建方法,基于钻孔数据和二维煤层边界线及断煤交线,利用见煤钻孔与煤层顶、底板交点和插值得到的未见煤钻孔点,构建Voronoi图,确定未见煤钻孔的影响区域为无煤区边界线;通过钻孔与煤层顶、底板的交点,对煤层边界线、断煤交线、无煤区边界线上点和煤层顶、底板面上网格点的高程值进行插值;从两个方面对用于高程插值的距离反比加权插值方法进行改进,采用四分圆扇区搜索和钻孔工程数量优化邻近样本点,通过计算插值点和样本点连线与断煤交线的交点数量排除位于断层异侧的样本点;对已插值的内外边界线和网格点进行约束Delaunay三角剖分,分别建立煤层顶、底板表面;对逆断层的重叠区域按上、下盘分别进行断煤交线和网格点的高程插值以及表面建模,最终形成煤层三维模型.     

基于ArcEngine和钻孔数据的三维地表层建模与可视化

钻孔是获取地层信息最直观、准确和详细的手段,地层的内部构造可以通过钻孔信息应用三维建模方法表达出来.为了保证隧道施工安全,实现盾构隧道顶部地表层的可视化,提出了一种基于钻孔数据构建三维地层模型的方法:首先应用ArcEngine对钻孔数据进行预处理,得到钻孔的空间信息;基于三维约束Delaunay四面体化算法和预处理后的离散钻孔信息构建TEN(四面体格网)模型;在ArcEngine的平台调用数据库中的钻孔数据、地表层属性等信息,实现地表与钻孔信息的三维显示、信息查询和地层分析等功能.     

An approach to 3D NURBS modeling of complex fault network considering its historic tectonics

Fault disposal is a research area that presents difficulties in 3D geological modeling and visualization. In this paper, we propose an integrated approach to reconstructing a complex fault network (CFN). Based on the non-uniform rational B-spline (NURBS) techniques, fault surface was constructed, reflecting the regulation of its spatial tendency, and correlative surfaces were enclosed to form a fault body model. Based on these models and considering their historic tectonics, a method was put forward to settle the 3D modeling problem when the intersection of two faults in CFN induced the change of their relative positions. First, according to the relationships of intersection obtained from geological interpretation, we introduced the topological sort to determine the order of fault body construction and rebuilt fault bodies in terms of the order; then, with the disposal method of two intersectant faults in 3D modeling and applying the Boolean operation, we investigated the characteristic of faults at the intersectant part. An example of its application in hydropower engineering project was proposed. Its results show that this modeling approach can increase the computing efficiency while less computer memory is required, and it can also factually and objectively reproduce the CFN in the engineering region, which establishes a theoretical basis for 3D modeling and analysis of complex engineering geology.     

基于类三棱柱的连续型地质体三维构模方法

空间数据模型是地质体三维构模的关键。根据地质体的几何特征，建立了适用于连续型地质体的数据模型，构造了三棱柱类，提出了相应的数据概化方法，开发了柱体构模技术和地质体三维可视化构模系统．利用该系统，建立了某人工围湖工程的三维可视化模型，验证了构模技术的适用性。     

断层防水煤(岩)柱安全宽度的计算与评价

针对如何确定导水断层附近的防水煤(岩)柱宽度是困扰煤炭开采的问题,以开滦集团荆各庄矿3092工作面为例.综合运用经验公式、数值模拟和原位探测来确定其断层防水煤(岩)柱的安全宽度,最终得出了符合实际的且小于原留设宽度的断层防水煤(岩)柱安全宽度,为该矿节约了可采储量,延长了矿井服务年限,具有显著的社会和经济效益:同时该法为本矿及相似矿井以后处理类似问题提供了参考,具有较高理论和现实意义.     

断层网建模关键技术研究

面对大多数的建模方法主要采用基于多源数据交互的建模方式,需要大量人工交互且不便于计算机自动或半自动化处理等问题,本文引入空间索引和OBB碰撞检测方法来检测断层间的接触关系,使用符合地质规律的测地线进行追踪,采用路径切割方法处理两个地质界面间的线性接触关系,从而自动处理任意断层面间的截切关系,构建复杂断层网。利用某地区作为研究区域,从实际数据出发,构建该区复杂的三维断层网,以验证本文提出的断面接触关系处理技术的有效性。     

工程岩体开挖过程全空间块体搜索及其系统研制

在现场结构面非接触摄影技术采集的基础上,探讨岩体扰动区内所有块体的全空间切割与搜索问题,给出了包括三维结构面网络模拟、结构面与边界面的交线分析、封闭块体搜索等切割搜索过程,提出一种新的块体识别新方法.并将该搜索技术接入用自行开发研制的三维数值分析系统GeoSMA-3D,进行岩体开挖过程全空间块体搜索研究.工程算例表明:该系统具有可以动态添加结构面,适合建立开挖过程复杂几何模型等优点,系统通过人机交互界面或文件形式进行数据输入,计算结果图形化显示,并与AutoCAD等通用图形软件接口,可方便实现软件操作使用.     

含山陶厂石膏矿构造应力场数值模拟分析

为了分析井田内主要构造断裂的导水性,为断层岩柱留设提供依据,运用有限元法的三维数值模拟程序,对陶厂石膏矿现代构造应力场进行了模拟。模拟结果表明,在断层F17附近存在较大的压应力,在F1及F2断层附近的石膏矿体中存在拉应力,在石膏矿体中的应力水平相对较低且均一。断层附近的Z方向的应力相对石膏矿体的应力低。应力矢量分布中拉应力矢量主要分布在石膏矿体靠近断层附近,随着石膏矿体与断层距离的增加,逐渐转化为压应力,而在断层的交汇处压应力值较高。     

基于机器学习的钻孔数据隐式三维地质建模方法

针对基于钻孔数据的传统显式三维地质建模方法存在过程繁琐、模型质量难以保证等缺点,本文提出了一种基于机器学习的隐式三维地质建模方法,将地层三维建模问题转换为地下空间栅格单元的属性分类问题.分别基于支持向量机、BP神经网络等分类算法,实现了钻孔数据的自动三维地质建模.实际建模结果表明,对于有限、稀疏的钻孔数据,支持向量机方法建模准确率较高,建模效率、效果优于显式建模方法.最后通过敏感性分析研究了超参数对建模结果准确率、模型形态的影响,为可控的自动三维地质建模提供了一种新的解决思路.     

蚂蚁追踪技术在辛34断块解释中的应用

东辛油田辛34断块断裂复杂,多数为低级序断裂,识别难度较大,利用蚂蚁追踪技术对辛34断块内断层进行自动追踪解释.地震资料构造平滑处理之后,利用方差体属性检测地震数据在空间上的不连续性,在方差体属性基础上生成蚂蚁属性体,将自动解释成果与人工解释成果进行对比.结果表明:蚂蚁属性体虽含有断裂假象,但其平面和剖面断层的空间展布痕迹较清晰;三维断片编辑后可直接转化为解释数据并用于构造模型建立;自动解释成果与人工解释成果相差不大,对于某些低级序断层,蚂蚁自动解释识别能力更强,蚂蚁属性体断裂痕迹可以有效地指导断裂平面及剖面解释,使得解释效果更加精确;验证了该方法的实用性和有效性,可以辅助人工解释.     

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。