三维地质建模与可视化

大型复杂建筑项目的实施、环境与自然灾害的评估等都需对地下条件进行精确模拟.由于地下条件的特殊性、地质对象形状的不规则性和属性的各向异性,决定了三维地质建模与可视化的复杂性.在详细阐述三维地质建模与可视化的要求、流程与模型构建的基础上.探讨了三维地质建模与可视化面临的挑战.随着GIS的快速发展、现代信息管理系统的设计优化及IT技术的集成.基于三维GIS的三维地质建模与可视化系统具有十分广阔的前景.与信息管理系统的紧密结合是三维地质建模的未来发展趋势.     

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。     

地质空间三维动态建模方法研究

针对于地表以下地质空间的研究,三维地质模型是一个可以有效、直接的研究方法。本文从钻孔、剖面和散点三个角度对地质空间三维动态模型进行理论和构建方面的阐述,伴随着三维GIS技术的发展,为地质空间三维动态模型的深入提供了更广阔的前景。     

浅述矿床地质建模及矿体经济评价

本文结合一个实际的铁、铜、钴共生矿床,应用地质统计学方法研究了矿床建模工作及矿体经济评价所涉及的若干技术与方法。首先进行了合理而有效的样品组合计算,同时研究了铁、铜、钴样品的品位分布规律。通过交叉验证工作,得出了相应于铁样品进行矿床建模的结构,并在此基础上应用克立格法进行品位估值和储量计算。最后得出了应用地质统计学方法进行矿床建模工作的一些结论和建议。     

基于GOCAD软件的三维地质建模可视化过程

为了研究与观查鄂尔多斯盆地某一铀矿储集区,采用GOCAD软件对研究区域进行地质三维建模模拟与可视化操作过程。结果表明,该软件包含了丰富的建模参数以及研究人员的客观需求,功能齐全,模块较多,操作较为容易,可以对油气成藏、深地成矿带、大地构造等复杂地质现象进行模拟演示,为圈定矿体靶区、地表以下矿体的展布规律、地层标识界面及其厚度等奠定了良好的基础。     

三维地质建模及可视化系统在安庆铜矿勘查中的应用

阐述了所构建的三维地质建模及可视化系统总体结构及主要功能,并结合安庆铜矿勘查实例对其加以应用。该系统主要包括三维结构建模、三维属性建模和三维地质可视化等子系统。基于建模系统功能,利用安庆铜矿实际勘查数据,获得三维地质建模结果。经三维分析认为,该地区铜铁矿向东偏南方向延伸的趋势揭示了较好的找矿方向,进而表明该三维地质建模及可视化系统在提升矿产勘查效率和准确性方面具有良好的应用前景。     

剖面三维地质建模及高斯射线束正演

提出了一种利用二维地质剖面构建三维块状地质模型的方法。该方法以用户编辑的二维地质剖面为输入,寻找地质块体的拓扑关系,自动构建以地质块体为单元的块状三维地质模型。在三维块状模型的基础上,研究了三维高斯射线束正演方法。这是一种快速的地震记录合成方法,它将波动方程和射线理论紧密结合起来,通过运动学射线追踪获取射线轨迹,通过动力学追踪来获取中心射线附近的高频能量分布,因而既能反映波的运动学特征,又能表现波的动力学特点,并且具有运算速度快、精度高等优点。     

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.     

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。     

三维地质建模技术及其发展应用

油气勘探开发过程中的多学科的不断融合,地质建模技术已逐渐成为当今油藏描述的一个重要组成部分。     

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.     

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。     

密集陡倾斜薄脉状矿体三维建模方法

轮廓线建模方式难以建立密集陡倾斜薄脉状矿体的三维模型,现在其空间信息特征的基础上,提出了一种针对薄脉状矿体的三维建模方法.该方法在矿脉精简的基础上,以品位高、走向及延伸稳定的主矿脉作为建模对象,采用三维曲面重构技术构建三维矿脉面模型,同时利用矿脉中段面约束矿体的走向和延伸,以保证矿脉面模型的合理性.实践表明:该方法建立的三维模型对陡倾斜薄矿脉群表达效果良好,可应用于矿山三维可视化和深部矿体预测等领域.     

基于含拓扑剖面的三维地质建模

提出了一种通过引入剖面中空间要素（多边形－弧段－结点）之间的拓扑关系（邻接、关联 和包含）来生成基于边界表达的三维地质模型的方法。该方法特别适合于剖面中有多个相互 连接的地质体单元的多体建模,而该情况在三维地质建模中比较常见。同时,该方法中使用 的剖面不要求共面或者平行,拓扑信息包含于生成的三维模型中。而且,在用户少量干预的 情况下,结合地质知识,该方法可以建立绝大多数复杂地质模型。基于该方法,开发了一个 三维地质建模与可视化系统,并成功应用到北京市奥运场区的三维地质建模中,结果表明该 方法具有建立实际复杂三维地质模型的能力。     

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。     

三维地质建模在煤矿地质可视化中的应用分析

煤矿智能化发展是煤炭行业未来发展的大趋势,三维地质建模及其可视化技术促进了地质资料信息的管理和共享,在煤炭行业的应用非常广泛且具有极其重要的意义。三维地质建模及其可视化技术可以对地质体的透明化勘探、煤矿的成矿预测、储量估算等进行精细化的指导,确保煤矿的采掘、通风系统的设计以及智能化开采的科学性,直观化灾害事故反演、地表环境监测、生产智能化管控等,减少勘探和开采的风险,能够大大提高煤炭开发的效率。本文对三维地质建模及其可视化技术在煤矿中的应用现状进行了总结,归纳了目前其在矿产领域的研究方向与相关软件的使用情况,介绍了地质数据和巷道数据的获取处理和建模技术,以及在各应用领域的具体进展,最后结合煤炭精准智能开采的发展趋势,针对三维地质建模技术在助力煤矿智能化发展方面的具体问题提出了思考和认识。     

广西南源洞硅灰石矿床地质特征及成因

硅灰石矿体产出在石英二长岩外接触带下石炭统岩关阶硅质灰岩特定的地层中。成矿作用以接触热变质作用为主并伴随接触交代作用的叠加。硅灰石的形成主要是硅质灰岩中的Ｏ、Ｓｉ、Ｃａ在岩浆热源条件下固相扩散就地重新组合的产物。硅质灰岩中的ＳｉＯ＿２＞３５％是形成矿区硅灰石富矿的必要条件。矿石平均化学成分ＳｉＯ＿２５２．１７％、ＣａＯ４１．２９％、Ｆｅ＿２Ｏ＿３０．６１％、ＭｎＯ０．０７４％；矿石中矿物平均含量硅灰石（Ｗｏ）７３．６３％、石英（Ｑ）９．５７％、透辉石６．７５％、方解石５．６６％、石榴石（Ｇｒ）２．１４％；矿石属Ⅰ级品矿石，可用于建筑陶瓷工业。     

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。     

基于VTK和QT的层状地质体三维建模及可视化研究

地质体三维可视化是科学计算可视化研究领域的重要分支。如何把地下无法透视的构造信息,进行三维可视化,一直是地学领域的热点和难点之一。基于此,针对层状地质体的结构特征和三维建模方法进行了研究,在此基础上运用开源可视化工具包(VTK)和应用程序开发框架QT,完成对层状地质体的三维建模及可视化。最后结合兴城深部探测野外示范与实验基地的实际地震勘探数据,实现了对该区域的地质模型构建及立体展示。实践表明,使用VTK和QT作为层状地质体三维可视化的开发工具是可行的,完成了该区域6个地层地质体三维建模以及结合地震数据的综合三维可视化。