基于PRB数据构建三维地质模型的技术方法研究

2004年开始数字地质填图技术在全国区调中全面推广应用,运用数字地质填图过程中获取的PRB数据直接构建浅部三维地质模型具有重要研究意义。构建三维地质模型的关键是三维地质界面的构建,本文重点阐述了断层面、第四系界面、地层面、岩体界面、残留顶盖界面、俘虏体界面等6种主要地质界面的构建流程与方法。面的构建时应先创建模型的边界面(DEM面、模型的底界面、模型的四周边界面),再建断层面,最后按地质体新老顺序依次构建其他地质界面,构建地质界面时应遵循"野外路线数据为主要数据,地下地质数据为约束数据"的原则。该方法建立的地质界面与地表填图数据和地下地质数据都能够完全吻合,建立的地质界面精度高且美观,但受地表产状可推测深度的限制,该方法仅适用于浅部三维地质模型的构建,但构建的模型可以作为深部三维地质建模的参考与约束。建模单元可以与地表填图单元相同,也可以进行少量的合并,模型可达到的精度较高,模型的精度取决于野外填图路线数据的精度和数量,尤其是野外路线中的点间界线和有效产状的精度和数量。为了保证模型的精度,在野外路线填图过程中应尽量保证每条野外路线中的点间界线(B)都具有有效产状,在地质界线产状变化较大的部位需要适量增加产状数据。     

上海市地质调查研究院二00二年完成的地调项目、科技项目与重大市政项目

地质调查与地质科研项目区域水文地质图空间数据库(上海)上海市国土资源遥感综合调查地学数据库系统维护与管理(上海)上海市地质资料目录数据库与图文数字化建设科研项目管理信息系统数据库的研制地面沉降对上海市防汛(涝)影响调查研究长江河口地质环境对上海沿岸的影响及利用保护对策上海市地质环境图集上海城市地质——迈向可持续发展之路市政重大项目R4线(申松线)一期工程物探浦东大道过江水准测量轻轨交通浦东线世纪大道站地下管线探测浦东L4线高程控制测量上海市轻轨交通M7线物探、测量“西气东输”上海城市输气管网一期工程综合物探…     

基于多源数据和先验知识约束的复杂地质体三维建模研究

三维地质模型可以直观的展现地下地质情况,对传统地矿行业的转型升级和城市规划建设都具有重要意义。针对复杂地质条件下三维模型的构建,笔者等提出了一种基于多源数据和地质先验知识约束的三维地质建模方法。以成都市为例,基于MapGIS10.0 软件三维地学建模模块,在DEM数据、数字地质图、综合地质剖面图、钻孔数据、物探解译数据、构造纲要图等多源数据,以及地质体展布形态、产状和厚度变化,断层性质、延伸方向、产状变化、对地质体的错切,褶皱类型、形态特征、两翼产状变化等地质先验知识的共同约束下,开展复杂地质条件下三维地质模型构建研究。笔者等详细介绍了复杂地质体三维建模数据源的准备、建模流程与方法、模型的构建与可靠性分析。认为采用分块建模技术可有效降低复杂地质体三维模型构建的难度,提高建模效率,实现模型的无痕拼接,且易于后期模型的修改完善。本次基于多源数据和地质先验知识约束,采用分块建模技术首次构建了成都市三维地质模型。笔者等通过地质先验知识（地质规律）和静态数据（可视化和抽稀钻孔数据）对模型的可靠性进行了分析,其中抽稀钻孔数据分析采用未参与建模的真实钻孔对三维地质模型中地质体埋深和分层厚度进行误差计算,获得地质体埋深误差均值为33.15 m,分层厚度误差均值21.37 m,认为模型的可靠性较高,可为成都市城市规划和重大工程选址提供重要的基础地质数据支撑。     

基于多源数据和先验知识约束的复杂地质体三维建模研究

三维地质模型可以直观的展现地下地质情况,对传统地矿行业的转型升级和城市规划建设都具有重要意义。针对复杂地质条件下三维模型的构建,笔者等提出了一种基于多源数据和地质先验知识约束的三维地质建模方法。以成都市为例,基于MapGIS10.0 软件三维地学建模模块,在DEM数据、数字地质图、综合地质剖面图、钻孔数据、物探解译数据、构造纲要图等多源数据,以及地质体展布形态、产状和厚度变化,断层性质、延伸方向、产状变化、对地质体的错切,褶皱类型、形态特征、两翼产状变化等地质先验知识的共同约束下,开展复杂地质条件下三维地质模型构建研究。笔者等详细介绍了复杂地质体三维建模数据源的准备、建模流程与方法、模型的构建与可靠性分析。认为采用分块建模技术可有效降低复杂地质体三维模型构建的难度,提高建模效率,实现模型的无痕拼接,且易于后期模型的修改完善。本次基于多源数据和地质先验知识约束,采用分块建模技术首次构建了成都市三维地质模型。笔者等通过地质先验知识（地质规律）和静态数据（可视化和抽稀钻孔数据）对模型的可靠性进行了分析,其中抽稀钻孔数据分析采用未参与建模的真实钻孔对三维地质模型中地质体埋深和分层厚度进行误差计算,获得地质体埋深误差均值为33.15 m,分层厚度误差均值21.37 m,认为模型的可靠性较高,可为成都市城市规划和重大工程选址提供重要的基础地质数据支撑。     

基于地质剖面构建三维地质模型的方法研究

地质剖面是三维地质建模的重要数据源,运用地质剖面构建三维地质模型的方法应用较为广泛。在模型构建之前,统一确定模数据的坐标系和比例足,建立原始资料数据库。构建三维地质模型的关键是不同地质界面。本文详细介绍了模型边界面、断层面、地层界面、岩体界面等4种主要地质界面的构建流程与方法,尤其对褶皱构造、地层界面的断层效应、复杂岩体界面等的构建进行了重点阐述按模型边界面(模型的底界面和四周边界面)、DEM面、断层面、其他地质界面的顺序依次构建地质界面,构建断层面和其他地质界面时严格按先新后老的顺序。运用已构建好的地质界面按先新后老的顺序逐个、依次建立单个地质体,再将所有地质体的面模型组合成整个模型的面模型。通过对面模型进行网格(实体)填充和对网格赋予相应的属性值,最终构建三维地质模型。     

开源遥感地质影像数据库构建与实施

基于开源软件构建遥感地质影像数据库,为海量地质影像数据实现影像,属性数据一体化存储,调度与管理提供了一种更加经济、灵活的途径。以柴达木盆地遥感地质影像数据库构建为切入点,重点在以下二方面展开研究：①搭建空间数据库服务器,实现影像数据高效一体化存储、调度与管理;②基于Open GIS开源构架展示系统,搭建三维遥感地质影像可视化平台。结合空间数据库服务器和Geo Server地图服务器,对World Windjava SDK进行客户端二次开发,整合主流业务,融合多源地学信息,展示地表景观与地学过程。结果表明：开源遥感地质影像数据库系统具有稳定、强大的数据管理能力,直观、精致的三维显示界面,从用户实际需求出发,提供友好、易用的人机交互能力,可以为用户提供一套便捷、实用的遥感影像数据管理方案。     

基于地表数据及产状数据的交切断层建模方法研究

三维地质建模是地质研究的有力工具,断层的三维建模比其他地质体建模具有更大的难度,其中一个主要难题是交切断层切割关系的处理。本文以广西珊瑚矿田为例,探讨了基于地表数据和产状数据的交切断层建模方法,采用地表断层线-剖面断层轨迹-系列断层线-断层面的技术路线进行切割断层建模,采用初始断层面-断后约束条件-交切处理-约束插值的技术路线进行被切割断层的建模,并与其他建模方法的建模效果进行对比和讨论。最终形成了如下建模方法:(1)以旋转法求取部分切割断层的错开部位约束,以平移法求取完全切割断层的错开部位约束;以断层错开部位约束、地表断层线约束及断层面边界约束为控制条件,进行断层面DSI插值,实现断层错动;(2)局部法建模、分段断层线的平移连接及过度追求完全切割关系建模可能分别引起断层面延展可控性差、断面整体偏移误差及沿走向过度延伸问题,与地质事实相悖,故本文优选采用了整体法建模、顺延连接分段断层线及遵从原有切割关系的处理方法,获得了较好的建模效果。     

基于GIS的三维水文地质建模及应用——以咸阳市为例

为了提升城市地质调查工作的总体服务水平,通过搭建城市地质综合GIS平台,采用人机交互式单元分割-拼接建模方法,以水文地质剖面为基础数据,加入水文地质钻孔、水文地质图、地表高程等多源数据作为约束,首次在咸阳地区构建了建模深度300 m、建模面积3714 km2的水文地质三维结构模型。本次建模的工作顺利完成为研究咸阳地区地下水文地质结构、地下水资源赋存特征提供了三维可视化的数据支撑,也为其他城市开展类似建模工作提供借鉴。     

基于平面地质图的地质体三维建模

文章针对大尺度研究区域勘探范围有限、不能直接基于勘探数据构建区域地质体三维结构模型的问题,提出了一种以平面地质图为研究对象的地质体三维建模方法。此方法以平面地质图为基础,利用Section软件在DEM模型(数字高程模型)约束下半自动绘制一系列图切剖面图,将二维剖面映射到三维空间,利用三维剖面上轮廓线的对应性和连续性构建地质体三维模型。通过广西东平地区地质体三维模型构建实例,验证了该方法的可行性。     

基于多源数据融合的相山火山盆地三维地质建模

随着三维建模技术的日益发展,单一数据源建模已不能满足建模需求。文中通过对多源数据建模方法的阐述,综合地质、物探、化探、遥感、钻探等多源数据的融合方法进行详细解释。将多源数据按表现形式划分为图件类、文字信息类,并通过一系列数据处理工作将原始数据整合至三维空间数据库。以GoCAD建模软件为平台,详细阐述了地形地貌、钻孔、地层、构造、岩体、矿体等对象的建模实现方法,引入GoCAD软件的半自动化流程建模法建立构造-地层实体模型,并提出两种岩体实体建模方法,实现岩体实体模型的构建,最终构建相山火山盆地三维地质实体模型。     

平原区多层次地质填图方法及成果应用——以江苏港口、泰县、张甸公社、泰兴县、生祠堂镇幅平原区1:50000填图试点为例

以江苏港口、泰县、张甸公社、泰兴县、生祠堂镇幅平原区1:50000填图试点为例,围绕深覆盖平原区1:50000基础地质填图的不同深度层次目标任务,采取多种有效技术方法组合,分别对浅表（0~4 m）沉积物、第四纪以来松散层、以及基岩地质等3个深度层次的有效地质填图技术方法进行研究。浅表采用槽型钻+DEM+RS的综合填图方法,第四纪以来松散层采用钻孔、综合地球物理测井相结合的方法建立地层格架,基底地质特征通过区域重磁资料结合浅层地震勘查研究,有效填绘各层次地质信息。基于多种信息源,建立了不同深度、不同精度的多尺度三维地质模型,通过三维建模客观表达多层次地质结构特征,丰富了平原区1:50000填图成果图件体系。最后,探索了不同层次填图成果的应用领域,为平原区1:50000填图的地质图件表达及成果应用提供示范。      

遥感构造解析与地壳表层结构构造型式——拓展地质力学学科研究的一个方面

遥感构造解析是以遥感信息为依据,结合地质调查和地球物理资料进行大地构造研究的一种有效方法。研究结果表明:中国大陆壳表层广泛发生过不同程度的水平滑动,剪切-推覆构造系统和推覆-拉伸构造岩片是大陆壳表层的两种基本构造型式。中国大陆壳表层构造格局及山川地貌都是新生代地壳运动形成的,对现今地质环境、地质灾害和不同时期形成的矿产资源都有控制和改造制约作用。      

空间集成方式的三维地质图编绘关键技术

以往的三维地质图由于多是仅利用数字高程模型（DEM）对平面地质图进行z轴方向的扩展,并不包含真三维的属性信息和空间信息,因此其在空间查询、分析和决策方面表现出明显的局限性。笔者首先分析总结了地上地下空间数据和现有数据模型的特点;然后使用UML建模工具建立了基于Geodatabase的地上-地下、地质-地理、属性-空间一体化的数据库模型,在此基础上设计了地上地下一体化的数据库原型,并借鉴地上地下集成建模的思想,探讨了在ArcGIS Engine环境中进行三维地质图编绘的思路和方法,实现了具有空间查询、分析等真三维特征的地质图的编绘;最后研发了相应的系统原型对该方法进行了实例验证。结果表明：地上地下集成建模可以解决地上地下三维模型的无缝集成问题,以空间集成的方式进行三维地质图的编绘具有一定的可行性和实用性。     

面向东川复杂山地泥石流沟谷三维地形建模及特征分析的无人机遥感探测应用研究

以云南省东川区小江流域中游左岸大白泥河支流的泥石流沟谷为研究对象,利用无人机遥感技术采集该泥石流沟谷地表地貌数据,提出结合地面三维激光扫描建模数据进行同名地物控制点提取,实现无人机影像数据的绝对定向方法。通过Smart3D影像数据处理,构建研究区三维地形模型,得到数字正射影像（Digital Orthophoto Map,DOM）、数字表面模型（Digital Surface Model,DSM）和高密集匹配点云。利用PhotoScan软件中的不规则三角网渐进加密技术对点云数据进行处理,得到0.5 m分辨率的数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）。结合ArcGIS和Cloud Compare中的相关地形分析模块,实现对该段泥石流沟谷地区的地形特征分析。基于无人机遥感的泥石流沟谷地形建模及特征分析研究中采用的技术路线和方法,对于定性、定量探测高原复杂山区地质灾害及其监测、防治等具有重要实证案例参考价值与实践指导意义。     

遥感数据与化探数据尺度转换及融合应用研究

各种尺度的地学空间数据已成为地质找矿和环境研究中的重要信息源.在遥感数据与地球化学数据的融合处理中存在着空间尺度问题.基于两种数据的性质和特点,利用立方卷积的方法进行两种数据处理中的尺度转换研究,并以内蒙古额仁陶勒盖地区为例,实现了尺度转换后的化探数据和遥感数据融合处理应用.     

松辽盆地西部斜坡三维结构模拟研究

松辽盆地西部斜坡是整个松辽盆地油气勘探区的一部分,模拟斜坡区的三维结构对油气的勘探有比较重要的意义。利用遥感信息结合数字高程模型(DEM)生成地表的三维结构,同时通过对重磁等地球物理数据的反演,获得斜坡区地下地质界面的深度信息,从而直观再现了斜坡区地下三维结构图。由此,形成了斜坡区从地表到地下的三维结构模拟。     

"3S"技术在木里地区金矿资源预测与定位中的应用

“3S”技术在地质找矿中的应用,极大地提高了成矿预测的精度和效益。在新理论、新思路的指导下,通过对已有地质、物探、化探、遥感资料进行二次开发及综合研究分析,应用以遥感技术(“RS”)为主,辅以“GIS”、“GPS”技术和野外现场验证等多源信息手段和方法,进行成矿预测,高效、快速地实现了找矿靶区的预测与定位。     

数字地质调查系统综合采集数据快速录入方法

数字地质调查系统是中国地质调查局在MapGIS基础上二次开发的区域地质调查工作的专业软件,具有地质调查数据与遥感、地球物理、地球化学等多源数据整合功能.目前该系统只在大比例尺区域、矿产地质调查得到完全应用,并形成相应规范,在物化探工作中并未完全要求使用,物化探原始和成果资料未填入相关记录卡中,这对物化探资料查询及与地质结合使用带来不便.利用MapGIS的库管理-属性库管理模块和实用服务-投影变换模块功能,按照数字地质调查系统的多源数据的记录卡格式,能快速实现地物化遥数据数字化入库,解决地物化遥数据数字化问题,为地物化遥多源数据整合提供基础平台.     

无人机在强震区地质灾害精细调查中的应用研究

为对强震区地质灾害进行精细调查,基于无人机低空摄影测量系统能够获取高精度、高分辨率和高时效的遥感影像且具有灵活性强和不受复杂地形影响等特点。本文将无人机低空摄影测量系统应用到强震区地质灾害精细调查,探讨了强震区地质灾害无人机遥感精细调查流程及成果应用。以老虎嘴滑坡所在区域的应用为例,阐述了无人机遥感像片的获取和DEM、DOM及三维真实空间场景的制作方法,重点介绍了利用三维真实场景对地质灾害进行定性及定量分析及精确描述。实践结果表明:（1）同常规的遥感调查方法相比,该方法不仅能够获取更高分辨率和更高精度的地质灾害精细调查基础数据,而且还提高了其时效性及可靠性;（2）构建的地质灾害体三维真实空间场景突破了传统的二维地质灾害解译技术,提高了地质灾害解译的精度及准确度。本文较完整地阐述了无人机低空摄影测量系统在强震区地质灾害精细调查的流程及方法,可以较好地应用于强震区地质灾害精细调查。     

西藏班公湖-怒江结合带北缘多龙地区侏罗纪 增生杂岩的特征及意义

提出遥感图像地质解译三维可视化及影像动态分析新方法,综合利用3S技术,遥感图像数字处理技术,虚拟现实和全数字摄影测量等高科技,通过遥感图像的正射影像处理,多类型遥感图像数据融合,高精度DEM生成和影像复合等工序,按照一定比例尺和飞行路线生成测区的虚拟三维影像动画系列图,以解决高原区数字区调工作者面临的实际问题,弥补其不足。