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。     

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.     

VBA技术在轨道交通带状地层建模中的应用

地层是轨道交通的载体,带状三维地质模型亦是隧道及地下建筑工程分析研究的对象。利用VBA技术,提出了一种使用多源数据构建带状三维地层模型的方法,该方法以钻孔资料作为地层建模的硬数据,将地质剖面图进行手工编辑修改并提取相应关键点作为“半硬数据”,将虚拟钻孔及带状边界限制点作为“软数据”,结合克里金插值,较好地修正了以往单纯依靠钻孔“硬数据”建模而导致的带状地质模型结果不精确等问题。最后结合上海某轨道交通工程实例展示了该方法的实际建模效果。     

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。     

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.     

基于VBA技术的轨道交通带状地层三维建模方法

地层是轨道交通的载体,带状三维地层模型是隧道工程及地下建筑工程研究的对象.利用Visual Basic for Applications(VBA)技术,提出了一种使用多源数据构建带状三维地层模型的方法.以钻孔资料作为地层建模的"硬数据",将地质剖面图进行手工编辑修改并提取相应关键点作为"半硬数据",将虚拟钻孔及带状边界限制点作为"软数据".结合Kriging插值,较好地解决了以往单纯依靠钻孔"硬数据"建模导致的带状地层模型结果不精确等问题.结合上海某轨道交通工程实例展示了该方法的实际建模效果.     

三维地质结构建模中交叉剖面一致性检校方法

地质剖面数据是三维地质结构建模的重要数据源,保证交叉剖面数据的一致性是进行基于地质剖面数据的三维地质模拟的基本前提.本文提出并实现了一种交叉剖面数据一致性检查及校正方法.该方法首先通过检查剖面交合位置处各对应地层的属性是否一致来判断剖面中的地层分层是否一致,然后基于地层分层一致的剖面,在地质剖面交合处采用对应点高程均值来替代初始的不一致高程值,从而实现地层分层界线高程值的调整.     

基于产状数据的三维岩层分界面模拟

为使三维地质建模摆脱对难以获得、花费高昂且数据量较少的钻孔和剖面数据的依赖,模拟出满足精度要求的三维地质模型,并利用产状数据进行岩层分界面趋势推演,且依此采用普通克里格方法进行空间曲面插值,实现对岩层分界面的三维模拟。实例研究表明,该方法模拟出的岩层分界面精度较高,可为后续基于面的三维地质模型的建立提供可靠依据和有效可行的途径。     

基于GMS的城市地下空间三维工程地质地层建模

在广泛调查长春市工程地质勘察资料的基础上,通过对钻孔数据的系统分析,结合地层实际分布情况,对个别差异数值进行调整后建立了长春市工程地质钻孔数据,并利用GMS(GroundwaterModeling System)软件的Solids模块建立了长春市地下空间三维工程地质地层模型。通过对可视化三维地层的横剖面与纵剖面的分析比较,定性评价了长春市地下空间岩土体的工程地质分布特征;另外,与其他应用软件相比,GMS软件具有制图便捷,可视化效果良好的特点,所建三维工程地质地层模型能够较真实地反映实际情况。     

基于支持向量机的顾北煤矿北一矿区三维地质模型构建

三维地质模型是表征地下地层分布和地质构造的有力工具,可以简单有效的帮助地质解译和空间分析工作,但由于传统三维地质建模方法建模过程复杂、人为干扰影响大,非专业人士短时间内很难掌握并且建模质量难以保证。为满足矿山智能开采对高精度地质模型的需求,提高三维地质建模与可视化的高效性和直观性,提出一种基于支持向量机的三维地质建模方法,将地质体划分为大小均匀的栅格单元,根据栅格单元的属性类别构建三维地质体模型,并使用基于RBF核函数的支持向量机分类器对顾北煤矿北一矿区进行了实例验证,将模型进行开挖显示,与实际钻孔数据构建的地质剖面图进行对比,结果表明,该方法具有很大的适用性,并且可以很好的处理尖灭地层,建模效率以及准确率较高。     

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.     

基于贝叶斯克里金的地下空间多源数据建模

利用贝叶斯克里金方法集成钻孔数据与地震解译数据估计地质层面的高程.将线性贝叶斯理论运用于克里金估计,把用于空间估计的数据分为2类,即把钻孔数据视为硬数据,把数据不确性较大的地震解译数据视为软数据,构建了一个考虑贝叶斯方法的地统计模型,用区域性变量理论研究这2类数据的空间变化特征.通过对某煤矿煤层表面高程的估计以及与普通克里金方法的估计值与误差的比较证明了贝叶斯克里金法能较好地考虑地质剖面和地震解译数据的不确定性,在地质层面高程的估计方面具有一定的优越性,是一种可行的考虑数据全局不确定性的多源数据集成建模方法.     

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。     

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.     

基于地层线的三维地质剖切算法

文章以地质钻孔为离散点,运用空间插值以及由曲面拟合得到的各地质结构趋势面,建立了工程地质三棱柱结构模型,在此模型基础上提出一种任意切面的剖切方法。该方法首先应用三维空间求交算法快速求出剖切面与凹凸起伏的地层趋势面的交点;然后将这些交点按照地层层序连接成三角形并根据其贯穿的地层属性进行精确着色,从而得到三维的剖切实体图、切面图,为地质工作者在3D空间中观察地质结构、分析地质特征提供了新的方法和手段,可为地质工程项目的设计、管理和施工提供科学的决策依据。     

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.     

基于钻孔数据的地质剖面建模系统

根据柱状钻孔和多孔剖面的地质数据特点,提出了一种具有矢量几何拓扑性的基本数据结构,并将知识推理技术引入地质剖面建模算法,从而实现了用户对剖面建模算法和剖面图形的智能决策,解决了传统的地质剖面建模系统由于无法融入可供决策的专家知识和经验而产生的准确性和实用性不高的问题,同时给出了系统实现以及分土层工程量计算的实例.     

基于多约束DSI算法的GeoSMA-3D程序改进

针对传统边坡体建模精确度不高的问题，引入多约束离散平滑插值(discrete smooth interpolation, DSI)算法，通过改进团队自主研发的三维数值分析系统GeoSMA-3D,获得多约束DSI拟合建模新模块.利用原始钻孔和物探数据辅以离散结构面信息对边坡整体进行插值，通过互异的约束条件对不同特征的地质对象进行标定，进而采用改进的修正函数对边坡体进行拟合建模，通过高精度的三维边坡体模型获取结构面信息并进行聚类分组.结果表明：该方法提高了离散介质岩体分析的准确性，具有较好的理论意义及工程应用价值.     

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。     

露天矿山地质数据库的构建与应用

针对露天矿三维地质建模中,为了便于地质数据的利用与存储,以地质数据库管理地质数据为依据,通过对地质数据进行分析与归类,按照地质数据的属性,将地质数据库分为钻孔数据库、图形数据库以及工程数据库,设计数据库中数据表的结构,阐述了数据表的含义,按照地质数据库的创建流程,建立了地质数据库.介绍了地质数据库在数据存储、可视化提取以及数据显示中的应用,为露天矿三维地质建模提供了有效的数据支持.