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.     

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。     

城市地下空间信息三维数据模型研究

系统分析了现有的三维空间数据模型的形式和特点,为城市地下空间信息基础平台空间数据模型的选择提供了甄别的依据.针对城市地下空间信息三维建模和可视化分析的特点和要求,设计了面向空间结构信息和空间属性信息建模与可视化的三维空间数据模型.对于城市地下空间几何结构信息（包括三维地质体几何结构、地下构筑物和地下管线）的建模与可视化,设计了一种基于边界表示,面向地下空间实体并兼顾拓扑关系的三维矢量数据模型;对于地下空间属性信息的建模与可视化,采用三维栅格数据结构来组织表征地质体内部物理和化学属性参数的规则体数据;并根据地质属性建模与地质结构建模的关系和要求,实现了由三维矢量模型向三维栅格模型的转换.     

三维数字盆地建模研究

三维地质模型是三维数字盆地建设的基础。分析三维数字盆地建设中涉及的地质模型及其适用的模型类型。讨论三维数字盆地中三维地质模型的建模策略和方法,提出采用分级模型的方式建立不同层次和表达内容的三维地质模型。参考行业标准SY/T 5978—94中的构造单元划分,提出数字盆地中构造单元的归类方法以及三维地质模型的划分。针对数字盆地建设,细化油气藏三维地质建模的流程,重点讨论了构造建模的过程。以某盆地为例,按照盆地、凹陷、储层三级划分体系建立构造模型。针对储层模型又细分为多级模型。详细描述了数字盆地三维构造模型的建模过程,建立了多层级三维构造模型,界定每级模型的信息集成范围;讨论建模过程中的存在问题和解决方法。     

煤层体三维建模及可视化研究

针对目前三维地质建模面临的两大困难——数据获取困难和煤层空间关系复杂这两个问题进行了研究:对于第一个问题提出了钻孔数据、剖面图数据和等高线数据综合利用的解决方案,对于第二个问题提出把复杂煤层地质情况化为简单、容易的基本结构单元再分别建模的思路.在建模方法方面,根据煤层的地质特征,从体建模和面建模两大建模方法中选择基于面建模的煤层体建模方法,又从面建模中选择建模速度快、精度比较高的TIN模型.最后利用可视化开发工具VisualC++开发出一个实验系统来生成煤层体模型,并利用OpenGL对其煤层体的三维模型进行了可视化.     

一种三维数字城市的构建和实现方法

对三维数字城市建设中的关键技术,提出了一种三维数字城市的构建和实现方法,首先就三维地形的数据采集和建立、三维模型的建立和导入、纹理的采集和处理等方面探讨了数据的采集和处理问题;然后针对三维地理信息系统的数据量远远大于二维地理信息系统等问题,从选择合适的DEM行列数、三维模型建模规范、使用结点替换、使用LOD模型优化等方面实现了对三维数字城市海量数据的的优化,并将该技术成功应用于重庆高新区三维数字城市项目.运行结果显示,该系统运行稳定流畅,能够逼真地虚拟高新区现状.     

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GOCAD的钻孔数据建模方法与实例研究

三维地质建模能清晰地展示地面以下地质体的结构面及相互关系。利用GOCAD软件,提出一种以钻孔为主要数据的地层界面建模方法,包括钻孔数据提取、空间数据库建立、地质界面构建、地层面模型生成和实体模型显示等。着重阐述了在钻孔数据丰富和缺乏的2种情形下,快速构建关键地质界面的技术方法。对某地铁沿线钻孔数据的实例应用表明,本方法构建的三维地质模型与地质事实吻合度高,并能有效地发现地质结构薄弱区段和潜在不良地质问题发育部位。     

虚拟建筑群三维建模与可视化实现

论述了地形、城市建筑物以及其他附属设施的三维模型建立方法;探讨了三维对象模型与地形模型 的匹配问题;分析了虚拟建筑群的三维可视化过程;采用三维可视化技术,实现了某建筑群的三维建模与可视 化表达,具有很好的实用性,为进一步进行数字城市的三维建模及可视化设计提供了一种辅助手段。     

采煤工作面煤层三维地质建模

为了直观展现采煤工作面煤层地质分布和煤岩体空间赋存状况,增强地质数据的表现力和利用率,提出一种Web端煤层三维建模方案。该方案以某煤矿16402采煤工作面部分采样数据为基础,结合规则格网法和自适应差分进化Kriging空间插值算法构建煤层表面的数字高程模型;之后借助Three.js技术和Catmull-Rom样条曲线实现浏览器端采煤工作面煤层三维可视化模型,并实现煤质指标的动态展示。研究表明,所建模型真实地反映了工作面煤层的形态、产状和矿石品位,为生产方案对比决策提供了可靠依据。     

基于Unity3D的三维地质模型网络共享实现

针对三维地质项目模型信息展示的需求, 基于Unity3D三维引擎, 提出了一种模型网络共享的方法, 并设计实现了系统的拾取对象地质信息查询、 隐藏和显示地质体对象、 实时剖面切割和模型炸开等功能。系统更注重三维尺度的模型展示, 更方便研究人员对模型反映的深部地质信息的获取, 在实际运行中取得了很好效果。     

基于ArcEngine的灾害地质立体图图切剖面算法设计与实现

灾害地质立体图图切剖面作为立体图三维分析的一个重要部分,是进行地质灾害分析、预测和防治工作的有力工具.切出的二维剖面图与灾害地质立体图相配合,可以清晰地反映出图区内地层、灾害体、构造的空间分布特征,对于认识各种地质体和灾害体赋存的地质条件和时空分布规律,指导地质灾害预测和防治具有重要的意义.本文在前人工作的基础上,采用面向对象的开发方法,以ArcEngine为基础开发平台,利用C#.NET语言、GIS技术,基于基础地质数据,建立地质剖面图的数据模型,探索在ArcGlobe平台支持下的三维区域灾害地质图中实现自动图切剖面的技术与方法,并在QuantyView平台上,实现了方便、快速、准确的对任意地区任意地段地质剖面的自动绘制.     

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。     

AutoCAD图形数据提取在地质信息可视化中的应用

文章分析了AutoCAD的DXF文件格式,介绍了基于DXF文件提取所需数据的接口程序设计,并给出了一种从AutoCAD图形中提取数据的Delphi程序实现方法。应用此方法提取地形等高线、地质地貌特征和钻孔柱状图等数据用于建立三维地质模型取得了很好的效果,有效的解决了AutoCAD系统与三维地质建模及信息可视化系统的图形、数据的相互转换问题,为三维地质建模数据的获取提出了一条新的途径。     

钨矿床三维建模和储量可视化计算

利用国际矿山软件Surpac对新田岭钨矿建立地质数据库、三维实体模型和块体模型,实现地表、断层、地层和矿体的地下三维可视化。根据地质统计学原理对钻孔样品数据进行组合分析,通过对三维变异函数的计算和拟合,构造出一个变异函数模型,对全部有效结构信息做出定量概括。分别采用普通克立格法和距离反比法对矿体金属元素品位进行了估值和储量统计,并将计算结果与矿山通过实际勘探运用的块体法储量计算的结果进行了对比分析。实践表明,三维建模可视化可以完整准确地表达出矿山地表、地下地质构造的空间位置关系以及相关矿岩信息,同时为矿床开采以及生产动态管理提供有效基础。所建模型和品位推估、储量计算结果可靠,可用于辅助矿山进行资源评估,这不仅促进了传统采矿手段的发展,也将对中国矿山企业的数字化进程起到巨大的推动作用。     

基于数值模拟的无缝工程地质建模

工程地质分析中,数值模拟己经成为不可或缺的重要手段.三维地质建模是刻画地质与工程实际的有力工具.将该技术与数值模拟相结合,可以有效地提高计算结果的可靠性与建模效率.介绍了三维地质建模的基本方法和模型,阐述了基于数值模拟的类三棱柱法构模原理和工程地质建模的具体过程,并结合实际说明了三维地质建模在工程地质分析中的应用.     

基于GIS拓扑关系的三维地质剖面信息查询

 煤矿三维地质剖面图的自动生成已有相关研究,但是缺乏剖面图中地层与断层、陷落柱等拓扑关系的考虑及进一步针对剖面图的应用。针对这一问题,提出了三维地质剖面图数据拓扑分析的算法,利用地质剖面图中的拓扑关系,可以实现在剖面图中任意位置地层厚度查询、拾取点到含水层距离计算等功能,从而能够方便、快捷地获取三维地质剖面图中的信息,达到辅助煤矿现场分析的目的。     

用多层前馈网络进行三维储层参数反演的方法

地震反演的主要任务是依据地震资料并综合利用地质、测井等资料得到地下地层的详细信息。三维地震反演需要处理庞大的地震数据体 ,同时在反演过程中既要考虑模型和测井的约束 ,又要考虑地震在横向上的连续性。将地震反演看作是地震数据到储层参数的模糊映射 ,并利用神经网络建立了这种映射关系。针对网络收敛速度慢、学习时间长等缺陷 ,提出了一种学习率自适应调整算法。该算法使每个权都有自己的学习率 ,使网络的训练速度大幅度提高。利用该方法进行地震反演 ,抛开了褶积模型的限制 ,也无须已知地震子波。外推过程是在三维空间内进行的 ,所得的储层参数数据体保持了横向上合理自然的连续性。对该数据体进行三维可视化解释 ,可以直接描述储层的空间展布。     

宝日希勒露天矿三维地质模型的建立及应用

分析了宝日希勒露天矿的地质概况,对地质数据进行了搜集与整理,建立了地质数据库;采用距离幂次反比法对各地层的地质数据进行插值;采用带约束条件的Delaunay三角网法构建三维地质面模型;采用合并法构建三维地质实体模型,通过各个地层实体间的布尔运算构建三维地质集成模型;利用边坡构成要素及参数构建露天矿分层开采境界模型;通过三维地质集成模型与分层开采境界模型之间的布尔运算,对露天矿境界内的煤岩量进行了核实.