重点成矿带大中比例尺三维地质建模方法与实践

随着浅部矿藏的日益减少,地质找矿难度增大且找矿效果日益降低。面对新形势和新需求,本文基于3S技术、数据库技术、三维可视化技术和虚拟现实技术提出了一套系统的重点成矿带大中比例尺三维地质建模及集成表达的技术方法。以多年积累的二维地质调查成果与经验为基础,以地质找矿理论为指导,依托三维可视化技术,综合地质、地球物理、地球化学、遥感等多元信息,进行三维地质建模与推断,建立综合的能真实反映深部的三维地质模型,并实现二维与三维地质信息的集成表达与综合研究,揭示地下一定深度的各种地质体和地质现象。通过三维地质建模,建立准确形象的三维地质模型,表达各种地质体的三维空间展布及相互关系,从而更有效地进行地质研究和找矿预测。该方案已在陕西潼关金矿、云南个旧锡矿、西藏玉龙斑岩铜矿、华北克拉通沉积变质型铁矿床等不同矿床类型不同矿种进行了实践并取得了很好的成果,也为我国即将开展的三维地质填图工作提供可借鉴的方案。     

地质实体模型的三维交互与分析技术研究

地质实体模型的三维可视化涉及到复杂地质体结构构造和相关地质属性数据的视觉表达与分析,利用科学计算可视化技术来充分、完整、交互式地展示与分析三维地质实体模型一直是三维地质建模领域的研究热点。研发的三维地质建模及可视化系统中可实现通用三维交互操作,包括三维模型的几何变换、三维交互定位与空间属性查询、三维模型的剖切、虚拟钻探、基坑开挖、隧道生成与虚拟漫游等。这些操作采用面向软件的技术,通过对现有的二维设备（如鼠标、键盘等）进行三维仿真,为全方位、多角度的认识和理解地质实体模型提供了强有力的支持。     

初探IDL在地质三维建模中的应用

IDL(Interactive Data Language)交互式数据语言是进行二维及多维数据可视化分析及应用开发的理想软件工具.随着计算机软硬件水平的提高和各种"数字化"概念的提出,对地质体的三维建模需求也越来越迫切.文章旨在通过利用IDL对一包含4个钻孔和两套地层的地质空间的三维建模过程,初步探讨IDL在地质三维建模中的应用.     

三维GIS环境下的地质体可视化和特征分析

地质体的三维可视化建模是三维GIS研究的一个重要方向,具有重要的应用价值.三维GIS环境下的地质体可视化的两个关键方面是地质体的表面模拟和可视化实现,文章介绍了地质体三维可视化的基本框架,以带约束Deluanay剖分法为例阐述了地质体表面模拟的原理和方法,并从取景变换、消隐、光照模型、纹理映射等方面论述了可视化的具体实现方法.最后以西部某铜矿为例,建立了三维可视化地质体模型(一个地层矿体综合模型和一个矿体三维模型),阐述了三维可视化建模的基本过程和方法,并对两个模型进行了地质特征分析.     

基于Unity3D引擎的三维可视化技术在煤炭地震勘探中的应用

为满足地震勘探报告三维可视化的需要,以Unity3D引擎为开发平台,利用GIS 3D分析及3DS max三维建模,研究应用煤炭地震勘探三维可视化技术,实现三维地质数据体、地质层位(包括断层面)以及复杂地质模型等的三维可视化,实现对三维地质模型的平移、旋转、缩放,以及各种综合立体显示,建立三维环境漫游和三维可视化交互平台,并以动画形式表现出来,形成具有灵活方便使用的可视化系统。     

地质大数据可视化关键技术探讨

详述了地质大数据可视化的研究内容,从应用角度可将其分为:表达三维可视化、分析三维可视化、过程三维可视化、设计三维可视化和决策三维可视化5类。针对地质大数据这5类可视化中涉及到的几方面关键技术进行了深入探讨,包括:地质体三维可视化动态精细建模技术;基于CUDA+GPU集群的地质体属性场数据并行可视化技术;针对地质大数据的可视化分析技术;基于地质大数据的虚拟现实和增强现实技术等。对这几方面关键技术的现状、技术路线以及实现效果进行了论述和展示。     

基于钻孔数据的矿山三维地质建模及可视化过程研究

矿山三维地质建模与可视化技术研究,是"数字矿山"的核心组成部分,是现代矿山信息化研究的热点和重点.文章从三维地质建模的概念出发,探讨了基于钻孔数据的矿山三维地质建模及可视化的一般过程,包括地质数据库的建立,实体模型、品位块体模型的创建等,重点探讨了建模过程中地质数据库的设计,地质解译、矿体储量估算的方法与技术,并借助OpenGL三维图形开发库,在VC++6.0编程环境下,实现了三维地质的建模及可视化,为我国矿山三维地质建模及可视化软件的设计提供参考,促进了我国矿山信息化的建设.     

中加基岩地质填图与三维地质建模合作交流经验与启示

区域地质填图工作向三维地质调查和建模发展是各国地质调查机构关心的热点,为此中国地质调查局与加拿大萨斯喀彻温省地质调查局开展了为期3年的三维地质调查技术交流合作。基于加拿大萨省北部前寒武纪地区的实地填图工作和三维地质建模技术交流,详细介绍了加方从项目部署、资料收集、野外工作、成果表达等进行基岩地质填图的工作方法和在此基础上开展三维地质建模的技术要点。萨省地质调查局以问题和需求为导向开展填图工作,在人员安排、数据管理和软件平台建设方面充分考虑地质填图-三维建模的连贯性,注重信息公开共享以服务社会,相关经验值得学习借鉴。     

河南栾川钼、多金属矿集区三维地质建模

三维地质模拟是一门综合运用现代空间信息理论来研究地质体及其内部物理、化学属性的信息处理、数据组织、空间建模与数字表达,并运用科学计算可视化技术对其进行真三维的再现与交互的科学与技术(Mallet J L,2002;Thomas A J,1988).三维地质建模的关键技术是如何利用专业地理信息系统(GIS)的立体空间平台将三维空间地质实体真实地再现,实现地质体的三维可视化和相关空间分析,为地质研究和矿产资源勘查提供技术支撑(张思科等,2009).     

基于ArcGIS ModelBuilder的复杂地质体自动建模方法

与传统的二维（2D）地质绘图技术相比,三维地质建模技术能够更加直观、立体地展现地下岩层的结构和空间分布情况,在工程的规划、设计、施工和风险评估等过程都具有重要的应用价值。针对工程领域的建模对象往往涉及复杂地质体,为实现模型的自动构建,本文提出一种基ArcGIS ModelBuilder的复杂地质体自动建模方法。首先,在ArcGIS平台的支持下,以钻孔数据和地质剖面图为数据源,采用面向对象编程Python语言结合ArcPy包,通过编程实现钻孔数据的自动预处理;其次,组合ArcScan自动矢量化和SkechUp人机交互对地质剖面进行预处理,从中提取出断裂3D矢量线,将它们集中存储于GIS空间数据库;然后,利用ModelBuilder可视化建模工具,通过调用ArcToolbox的文件转换和空间分析工具分别生成地层的三维实体模型和断裂的三维表面模型,从而实现复杂地质体自动建模;进一步,通过矢量化切割、剖面和开挖多边形作为TIN拉伸扩展工具的输入,并结合ArcScene实现模型多种形式的可视化。最后,采用南京仙林地区三维地质调查项目获取的钻孔数据进行了建模实验,建模结果表明:该方法具有准确、快速和自动化的优势,可为大范围、大批量地质建模提供可靠的技术方案。     

深部矿产地质调查中多元数据三维地质建模技术研究——以铜陵矿集区为例

深部矿产地质调查以解析深部地质结构、寻找深部隐伏矿、半隐伏矿和难识别矿为主要目标。根据深部矿产地质调查工作的特点,提出一套基于数据库、3S、三维建模、三维可视化等技术,并适用于矿集区的三维地质建模技术方法。该技术方法以较全面的地质调查资料为基础,以成矿系统理论为指导,利用多元数据平行剖面建模法,以研究区"含矿地质体"及其空间展布特征为目标,分级构建"矿集区—矿田—矿床"模型并耦合,实现矿集区2 000m以浅三维成矿系统结构"透明化"展示。多元数据三维地质模型可为验证成矿模式、提取示矿信息、构建找矿模型及三维找矿预测等提供信息支撑,该建模技术已在铜陵矿集区实践验证并取得良好效果,可为其他地区开展类似工作提供借鉴。     

多源地质数据综合三维建模及地质学分析——以青海木里三露天勘探区为例

常规的二维地质图件难以直观地表达煤炭资源的三维空间展布。基于青海木里三露天勘探区的钻孔数据、二维平面地形地质图、煤层底板等高线和地质勘探剖面图,对该地区地形、煤层底板和断层的三维空间形态及温度场进行了重构。三维重建结果清晰明确地展示了三露天勘探区煤层的形态特征、各个沉积旋回的聚煤范围和强度、构造轮廓特征以及地下地温特征等。结果表明,基于多源地质数据的三维可视化技术可直观形象地反映煤层等地质体的形态和属性特征,可有效地分析复杂断层在地质历史中产生的先后顺序及古构造应力场特征。使用三维建模技术重构地质体对沉积构造及地质体属性特征分析是一种行之有效的手段。      

基于地表地质调查剖面网络基础上的复杂造山带三维地质调查与建模方法

三维地质填图是一项探索性很强的开拓性工作,目前尚无成熟经验可循.对于地球物理和钻探资料相对有限的复杂造山带成矿带地区,区域性的三维地质结构的揭示更具挑战性.结合西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图实践,提出造山带基岩三维地质填图的基本思路,对具有一定幅面一定比例尺的区域三维地质填图与建模的方法技术进行了总结,提出针对造山带区域的“基于地表地质调查剖面网络基础上的地质-地球物理-钻孔联合约束的三维地质调查方法体系”,探索实践“基于地表地质调查剖面网络基础上的三维地质建模技术方法”,强调建模的数据基础来自地表基础地质调查的系统路线剖面和实测剖面,即以地表实测地质路线为基础结合地球物理和钻探资料向下合理延拓,从而实现“区域三维地质填图”概念上的三维地质结构的数字表达.      

三维地质建模及可视化技术在固体矿产储量估算中的应用

将三维GIS技术、三维地质建模及可视化技术与固体矿产储量估算相结合,对于提高储量估算和管理的智能化和自动化水平,具有重要意义.文章提出了一种利用三维地质建模与可视化技术进行固体矿产储量估算的可行性方案.并提出了应用轮廓线进行三维矿体表面建模时尖灭与分支情况处理、带约束的三维矿体表面建模的解决方案.     

用于固体矿产勘探和开发的地质体三维可视化系统设计--基于混合数据模型

地质体的三维可视化建模是科学计算可视化和地质科学相结合的一门交叉学科。用于固体矿产勘探和开发的三维可视化软件是三维可视化建模研究的高级体现,也是目前国内研究界和实业界正在研究的一个重点。总结了一种混合数据模型(即一种线轨迹数据模型、面数据模型及三维栅格模型的综合),并基于该模型进行了用于固体矿产勘探和开发的地质体三维可视化系统设计。     

离散平滑插值模拟方法在地下硐室群工程中的应用

以岩滩水电站扩建工程为例,分析了地质体与地下硐室群三维建模和分析中的关键技术-离散平滑插值算法,并将该技术应用于岩滩扩建工程的地质构造及其地下硐室群的三维地质建模与仿真分析。结果表明,该模型在三维可视化表达及三维数值计算等方面均取得了良好的效果。     

三维可视化技术在区域地质调查中的应用——以美国圣克拉拉地区为例

<正>三维地质建模(3D Geological modeling)是国际上一门综合运用现代空间信息理论来研究地质体及其内部物理、化学属性的数据组织、信息处理、空间建模与数字表达,并运用科学计算可视化技术对其进行真三维的再现与交互的科学与技术(Houlding,1994;Caumon等,2009;Wu等,2014;2015)。其中三维可视化技术是描绘和理解模型的一种手段,是数据体的一种表征形式。它能够利用大量数据,检查资料     

基于水平集的复杂三维地层模型建模及在地下工程中的应用研究

由于地质体存在断层、尖灭、出露等复杂地质现象,在三维地层建模时,为了表达这些现象,无论是面模型还是体模型或混合模型,都存在空间分割或曲面求交线的问题。由于地质体拓扑关系的复杂性、数据误差以及计算机精度问题,使得这些模型在实际建模过程中常常失效。运用水平集理论可以有效解决这一问题,水平集用隐函数表达曲面（或超曲面）,可以实现复杂地质体的表达及并、交、差等拓扑运算。在三维地层建模中,插值生成各种地质界面后,用水平集表达这些地质界面,利用水平理论完成各种复杂的拓扑操作,建立以水平集表达的三维地层模型。在此基础上,插入水平集表达的各种工程活动界面,利用水平集理论进行拓扑操作,可构建各种工程活动后的地层模型。再利用Marching cube算法抽取各种地质界面或工程活动界面,构建可用于实时可视化或用于工程评估（如有限元计算）等的NMTINF-BR地层模型或工程活动后的NMTINF-BR地层模型。     

一种基于物性数据的深部三维地质建模方法

地质采样信息不足是制约深部三维地质建模的重要因素, 深部物性探测数据由于其易于获取而能够有效形成可视化模型.结合这一特点, 在地质调查项目工作中探索出了一种基于物性探测数据的三维地质建模方法.它首先利用岩石样品物性测量实验数据提取出物性参数及其对应地质属性的映射关系, 然后将不同地球物理方法所获取到的物性数据进行综合建模并解释, 最后将解释后的可视化模型转换为地质三维模型.实践证明, 该方法能够针对性地解决项目中的一些深部地质三维建模问题.      

三维地质建模及可视化系统的设计与开发

三维地学模拟是三维地质信息GIS可视化的核心内容。基于基础GIS软件平台MAPGIS,利用功能强大的三维可视化开发平台MAPGIS-TDE,设计、开发具有自主版权的三维地质建模及可视化系统。MAPGIS-TDE包括MAPGIS内核模块、MAPGIS-TDE基础平台、MAPGIS-TDE构建平台和基于MAPGIS-TDE的应用系统等4个层次。基于MAPGIS-TDE的三维地质建模及可视化系统分为地质数据管理、二维地质分析、地质断面处理、地质结构建模和地质属性建模等5大功能模块。系统实现时,将空间数据库划分为基础地理图形库、区域地质数据库、工程地质数据库、水文地质数据库、地球物理数据库、地球化学数据库等6类。该系统不仅提供了强大的地质数据管理、三维地质建模以及模型的可视化功能,还为专业技术人员提供了一个可视化的分析、设计平台。