融合钻孔与地质剖面的三维地质混合插值方法

针对传统三维地质建模中多源数据融合精度不高,插值算法单一,无法满足高精度地下三维地质建模等问题,提出了一种融合钻孔与地质剖面的三维地质混合插值方法。首先通过钻孔分层节点的提取与地质剖面的离散转换实现两种数据的无缝融合,并作为三维地质建模的基础数据;然后利用探索性空间分析判定空间数据间的自相关特性,通过交叉验证对比多种插值算法在各个地层中的适用性,选取每个地层拟合精度高、效果最佳的插值算法进行插值加密;最后利用郑州市实测钻孔与剖面数据进行实验,证明了该方法能够提升插值精度,插值后的数据既能满足三维地质空间的精细建模要求,适应不同的地质状况,也能为后续的地质空间分析与应用提供支撑。     

几种基本插值法在矿山三维地质体建模中的对比研究与应用

数字矿山是21世纪新技术条件下信息化与智能化的产物,建立矿山三维地质体建模是实现数字矿山的基础与核心.为了实现复杂矿山三维地质建模的经济性、真实性和有效性,如何对离散的DEM空间数据进行前期处理,是建立逼真的矿山三维地质模型难点与前提.针对不同矿山与地貌环境条件下,采用几种基本空间插值法对离散的DEM空间数据进行插值,然后对其插值后的数据进行质量评定与交叉验证,确定最优化的空间插值方法.分析结果表明不同的空间插值方法适应不同的地矿环境领域,对离散的DEM空间数据进行最优化的空间插值,是实现逼真的矿山三维地质体建模这一目最有效最核心的方法.     

复杂三维地层模型地层划分研究

在三维地层建模中,地层界面由稀疏、离散的地质数据插值而成,正确的地质解释和空间分割的实现是处理这些曲面构建理想三维地层模型的前提,也是目前三维地质模型亟待解决的问题.引入地层层序序列和水平集理论可以有效地解决此问题.根据地层地质演变历史建立地层层序序列,此序列记录地层地质年代顺序及其“覆盖”和“侵蚀”两类拓扑关系.插值...     

自然邻点插值方法在三维地质建模中的应用

为了增强三维地质模型的准确性,突出复杂地质体局部相关性较高的特点,避免传统插值方法中存在的计算复杂度高、多依赖人工经验等缺点,在建模过程中引入了自然邻点插值 (NNI)方法对三维离散数据进行插值.而现有的NNI方法无法直接应用于有限域的边界插值计算,成为该方法应用于三维地质建模的最大难点问题.依据Voronoi cells和Delaunay triangles的几何性质,采用non-Sibsonian (Laplace)插值方法构造形函数,详细证明了NNI方法在边界处的连续性,实现了边界插值且降低了其计算复杂度,解决了此难点问题.通过构建城市地质模型实例,验证了该方法的正确性和有效性.     

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。     

多级空间数据插值及其应用方法

分析了海量空间数据信息所面临的数据质量问题,对普通的空间插值方法进行了总结,提出了多级空间插值方法,并给出详细的算法流程.结合三维地质体建模进行了相关实验研究,结果表明多级插值可以保留三维地质模型的更多模型细节.     

基于放样和切割的FLAC3D复杂滑坡建模

FLAC3D前处理模块对复杂地质体建模具有一定的难度,因而提出应用AutoCAD放样功能和AutoCAD Civil3D,ANSYS切割功能为建模主体,辅以其他软件的复杂滑坡模型建立的方法.该方法在野外收集的地质资料的基础上,通过Surfer 软件对离散地质界面数据进行插值并形成规整地质界面信息(数字高程模型,DEM),在AutoCAD中利用插值的坐标信息通过AutoCAD二次开发程序VBA绘制样条曲线,并利用样条曲线进行放样得到代表地质界面的曲面,再利用AutoCAD Civil3D的三维建模功能通过面切割体的方法将体切割形成地表面,最后通过ANSYS面切割体方法实现其他滑坡体单元和复杂接触面的建立,从而完成复杂地质界面的嵌合和尖灭的处理,实现了复杂滑坡模型的建立.通过胡蓉国道主干线的刘家嘴滑坡模型的建立及分析证明了该方法的可行性和实用性.     

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。     

基于TIN的地质界面三维形态分析方法与应用

现有的空间分析方法难以有效地提取地质界面空间形态这种控矿因素,针对该问题,基于三维地质建模、空间插值、地质场分析等方法,提出基于TIN模型的地质界面三维形态分析的新方法.该方法在使用三维TIN模型来模拟地质界面的基础上,使用空间几何和计算机图形学原理计算地质界面的一般几何形态参数(坡度、夹角等)和距离场,然后利用空间插值和趋势剩余分析技术,分级提取出地质界面的总体形态趋势以及形态起伏,最后以栅格模型来表达控矿地质因素场,实现各种控矿地质因素的定量模拟.以福建丁家山铅锌矿床的主要控矿地质界面为例进行三维形态分析.研究结果表明:采用基于TIN的地质界面三维形态分析方法能够更精确、更高效的提取地质界面的各种形态参数,有效的定量化表达控矿地质因素,在隐伏矿体立体定量预测中具有重要意义.     

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。