基于动态四叉树索引的三维地质模型组合剖切算法

三维地质体模型可直观展示地质构造的空间发育形态,而地质构造的内部特征及构造间的复杂空间关系需通过连续的组合剖切和开挖分析进行揭露,并依赖于高效的基础剖切算法与剖切过程中模型数据的动态管理。该文针对以三角面片为基本数据结构的三维地质体模型,提出一种支持水平面剖切、竖直剖切、空间任意平面剖切等多种基本剖切类型组合的连续剖切分析方法。该方法通过引入动态四叉树索引,可快速定位剖切影响域三角面片,并依据交线位置关系快速生成剖面的轮廓多边形集合,进而经过多边形三角剖分形成地质剖面图;在连续多次剖切时,通过实时更新四叉树索引和剖切单元属性值,优化了组合剖切效率。实验结果表明,该方法可显著提高剖切计算速度,满足栅栏剖切、连续圆弧剖切、台阶剖切和开挖分析等复杂组合剖切与连续剖切分析功能。     

约束Delaunay四面体剖分在三维地质建模中的应用

简要介绍了地质建模概念及层状地质体建模方法,考虑到Delaunay三角剖分良好的边界约束适应能力,提出了一种以地质层面Delaunay三角网为约束条件进行约束四面体剖分构建地质模型的方法。在通过对南京河西地区钻孔数据进行自适应插值处理后,应用此算法构建该地区的三维地下浅层空间地质体模型,实践证明该方法能够得到可视化效果较好的地质模型,并可高效地支撑地学空间分析与计算,为城市规划提供更好的决策支持。     

基于钻孔的三维地质模型快速构建及更新

为利用钻孔数据快速构建三维地质模型并进一步提高模型合理性和数据质量,提出了基于钻孔的三维地质模型快速构建及更新方法.利用基于层位标定的钻孔数据快速解译方法完成原始钻孔中地层分界点的编号之后,实现了三维模型的自动构建;通过在约束条件下调整层面虚拟控制点,完成了模型的交互式调整,并能根据调整结果自动更新三维模型.该方法在建模实际案例中的成功应用,证明其能够很好地处理工程实践中的复杂问题,提高了建模效率及模型质量.     

基于DEM三维地层建模及一体化显示

目前三维地层表面建模方法构建的三维地层模型上表面粗糙,与地形不一致.在分析当前建模方法缺陷的基础上,基于多层DEM建模思想,提出了利用DEM修正主TIN的建模方法;该方法可保证模型与地形的空间一致性,实现模型与地理数据的一体化显示.并提出了利用虚拟钻孔进行剖面图离散化处理,将建模数据源统一为钻孔数据,从而将剖面图融入实际建模流程,解决了单一钻孔数据导致建模结果不精确及模型无法修正的问题,也简化了多源数据导致建模方法复杂的问题.最后以合肥市某区为例,展示了该方法的实现过程及建模效果.     

城市地质调查中知识驱动的多尺度三维地质体模型构建方法

在城市地质三维模型构建中,数据来源庞杂,且不同应用领域对模型精度的要求不同。当前地质体三维模型构建技术还无法很好地支持大范围复杂地质结构模型的快速构建,建模过程繁杂,并影响后续地质分析工作的开展。为了解决这一问题,该文面向三维城市地质调查工作,提出了一种知识驱动的多尺度三维地质体模型快速构建方法。以专家知识为指导,通过对研究区域进行盆地分析和古沉积环境分析,建立了研究区域内符合城市地质要求的沉积地层分层标准,摸清了时代内沉积相和沉积微相的空间分布。在此基础上,融合多源多类地质数据,运用Kriging插值、多约束条件Delaunay三角剖分与局部拓扑重构技术,详细探讨了从钻孔与剖面数据→地层格架面→三维地质体模型的快速构建过程。该方法已在中国地质调查局试点项目"闽江口地区地质环境调查"项目中得到应用,并集成在QuantyView3D系列地矿应用软件中。     

基于GTP的地下工程与围岩一体化真三维空间构模

针对地下工程开挖体的基本特征及其真三维建模要求，在广义三棱柱(GTP)模型的基础上进行扩展，提出采用E—GTP模型来构建地下工程开挖体的真三维模型。通过与其围岩地质体的G—GTP模型的耦合，实现了基于GTP的工程开挖体与围岩地质体的一体化建模。该模型将地下三维空间实体抽象为点、线、面、体四类对象，通过结点、TIN边、侧边、TIN面、侧面和GTP体元共6个基本几何元素进行统一表达。该文重点讨论了E—GTP的建模原理与方法，并介绍了基于面向对象思想的一体化空间数据结构。     

基于ArcGIS Engine的钻孔三维精细地质模型自动构建方法研究

针对ArcGIS软件复杂钻孔三维精细地质模型自动构建研究存在的不足,该文在简要分析MultiPatch三维空间数据模型和深入研究复杂钻孔三维空间精确定位方法的基础上,探讨了基于ArcGIS Engine的复杂钻孔三维精细地质模型自动构建工作流程,并从空间精确定位、属性精细表达两个层面对钻孔三维精细地质模型构建算法进行了设计与实现.经软件功能研发及实际应用检验表明,该研究能够有效实现复杂钻孔精细地质属性特征的三维空间精确定位及多尺度精细表达,为应用ArcGIS Engine自动构建复杂钻孔三维精细地质模型提供了一种新的有效途径,也可为基于ArcGIS Engine的复杂地质体三维可视化建模及精细地质属性表达研究提供应用借鉴.     

基于钻孔数据的三维地层模型的构建

三维地质建模是三维GIS在地学中的一个重要应用,三维地层模型对实际的地质分析极为有用。在综合前人研究成果的基础上,提出了一种由工程钻孔数据构建三维地层模型的方法。该方法以钻孔资料作为地层建模的源数据,具有简单实用、快速稳健的特点,并且能够将用户手工编辑修改的钻孔剖面图融入实际建模流程,解决了以往单纯依靠钻孔数据进行建模而导致的建模结果不精确且难以修正的问题。该文介绍了该方法的基本思想与实现流程,探讨了断层数据的加入对模型的影响及解决方案,并通过一个建模实例展示了该方法的实际建模效果。     

基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法研究

提出基于钻孔数据和交叉折剖面约束的三维地层建模方法,解决了单纯基于钻孔数据建模方法中无法控制钻孔间复杂的地质现象等问题.在该方法中,还利用道格拉斯一普克(Douglas-Poiker)矢量曲线抽稀算法对交叉折剖面中的矢量地层曲线进行了处理,消去了光滑曲线上对模型质量无影响的密集顶点,避免了在剖面线处Delaunay三角剖分出现过多非正三角形,从而提高了整个模型的精度.在"杭州市城市地质信息管理与服务系统"中应用该方法取得较好的效果.     

GTP模型中对角线引入的最小顶点标识(SVID)法

对角线是解决GTP模型平面剖切时产生空洞现象而引入的辅助构模元素。该文在分析GTP组成要素及对角线作用的基础上,提出了一种对角线的引入方法——最小顶点标识(SVID)法;并基于QuaPA编码原理论述了GTP顶点ID的编码步骤,给出了GTP模型引入对角线后在地质体三维平面剖切显示中的应用。     

四川省地质遗迹景观信息系统设计

经过漫长的地质时期留下来的地质遗迹具有重要的美学、历史文化和科学研究价值，开发地质遗迹有利于区域经济发展。通过对四川省地质遗迹赋存状况与保护情况的分析，针对利用和保护中存在的不足，探讨用GIS（地理信息系统）技术建立完善的地质遗迹保护体系模式，介绍了运用ARCGIS二次开发包，开发建立在地质遗迹空间数据库基础上的，集属性及影音图片信息于一体的管理系统，提供多种空间分析手段为地质遗迹的保护提供决策分析，引导地质遗迹保护工作进入可持续发展的范畴。     

敦煌雅丹国家地质公园地质资源调查及地学意义

敦煌雅丹国家地质公园集雅丹和沙漠湖泊地貌类型于一体,是极端干旱区大型地貌景观类地质公园的典型代表。公园内地质遗迹资源典型,保存系统、完整,类型多样,可分为地质剖面、地质构造、地貌景观、水体景观和环境地质遗迹景观5大类。以雅丹和鸣沙山月牙泉等为代表的地貌景观与享誉国内外的古丝绸之路遗迹、敦煌文化等人文历史资源相结合,是敦煌雅丹国家地质公园的优势。敦煌雅丹与其他区域的雅丹地貌相比,除具有一定的相似性外,还具有类型多、密度大、走向变化明显形态丰富、反映了多个形成演化阶段等独特性。实施地质资源调查对保护地质遗迹、开展地质科学研究和普及地学等科学知识都有重要意义。同时,对提升景区品位,进而带动敦煌旅游业的发展都将起到积极的推动作用。     

Interactive 3D Modeling by Integration of Geoscience Datasets for Exploration Targeting in Luanchuan Mo Polymetallic District,China

Three-dimensional (3D) geological modeling is an important method for understanding geological structures and constructing exploration model with multiple source datasets for potential mineral deposits. The Luanchuan Mo polymetallic district located in Henan Province, China, has a complex geological setting and multiple metallogenic types. In this paper, we build a 3D geological model covering 43 km × 26 km × 5 km (vertical) by gravity and magnetic interactive inversion to delineate geometry, depth, and physical properties of geologic bodies at depths. We reduce the geological uncertainty and verify the reliability of the model through the combination of geophysical interactive inversion and tectonic-geochemistry methods. Several deep targets have also been extracted by combining the metallogenic model in the district with the 3D geologic model and tectono-geochemistry dataset. The research results show that the combination of 3D exploration model constrained by gravity and magnetic data with geologic constraints and tectono-geochemical data can be used to delineate the potential targets quickly and accurately in complex geological settings.     

嵌入式马尔科夫链的地质属性建模与应用

传统的地质统计学所形成的算法理论和方法(如克里格算法)过分依赖样品的数据,变异函数参数众多,给地质模拟造成很大困难。基于马尔科夫链的地质属性建模采用转移概率描述样品区域的各种参数变量,通过转移概率矩阵直接推导地质属性分布比例、平均长度,其简化了地质空间各向异性处理过程,克服了传统地质统计学中参数众多且复杂难以计算和地质体分布过程中存在不对称性等缺陷,使得整个地质属性建模的过程更简洁、清晰,容易理解,且建模的结果可以很好地反映地质体空间分布的复杂性。该文利用马尔科夫链对南京市河西地区的新近地质层进行了地质属性建模,实例应用表明,使用该模型进行地质属性建模可为进一步的数值模拟提供支持。     

体绘制技术在地学3D GIS 可视化中的应用研究

体绘制技术是目前科学计算可视化研究的一个重要组成部分，对地质体内部属性分布的可视化有重要意义。该文针对地学研究中几何建模和属性建模同样重要的特点，基于一种矢栅一体化的混合数据模型，对地质体表面采用三角面片描述几何形状，对地质体内部采用基于八叉树的自适应网格剖分技术描述内部属性特征。对网格剖分后的体数据，采用体元投射的体绘制技术进行地质体内部属性可视化，显示出很好的效果，具有实际应用意义。     

云南省武定县地质灾害发育规律及其防治对策研究

武定县属抬升区,新构造运动较强烈,在野外调查的基础上,运用环境与灾害地质学的原理和方法,对境内地质灾害类型、空间分布特征及其成因和影响因素进行了分析,武定县具一定规模和危害的地质灾害点144处,北部相对集中分布,认为武定县地质灾害类型多样,活动频繁,灾情较重,并提出了防治对策,为武定县的地质灾害防治和减少人民生命财产的损失,提供了一定的参考依据.     

基于MapObjects控件的中国矿情地理信息系统及应用--以铜矿地质分布为例

从研究地理信息系统开发模式和普及应用方面存在的问题入手，分析了开发地理信息系统的几种成功模式，在此基础上利用Map Objects控件和VB高级编程语言开发了中国矿情地理信息系统。该系统不仅实现了图像叠加、空间分析、地图打印等基本的GIS功能，而且还实现了矿产资源的评价分析功能。这些功能的实现旨在为研究中国的矿产资源提供必要的分析和评价手段，同时在中国铜矿的地质分布、成矿条件、成矿机理、时空分布等方面的实践研究中取得了良好的效果。     

基于地质科学含义的国家地质公园游客认知行为研究——以陕西翠华山国家地质公园为例

以游客对"国家地质公园地质科学含义"的认知水平为研究内容,对陕西翠华山国家地质公园内游客进行了问卷调查,研究结果显示:游客对国家地质公园"地质科学含义"认知程度较低;女性对国家地质公园"地质科学含义"认知程度高于男性;学历越高对"地质科学含义"的认知程度越高;14岁以下和45～64岁之间的游客对地质公园"地质科学含义"呈高认知度;翠华山国家地质公园突出山崩地质遗迹特色赢得了游客对公园特色相对较高的认知评价.在研究分析的基础上提出了以"地质科学含义"为市场认可标准的浅认知度国家地质公园的概念,并对其类型和特征进行了阐述.     

地质遗迹资源调查以及评价方法

近年来,国内外在大力推进地质公园的申报与建设,但对地质遗迹资源调查、评价基础理论与方法研究较少,对近几年来参与有关地质遗迹调查与评价、地质公园申报建设项目的总结,对地质遗迹调查与评价方法进行系统研究：1.资料收集、野外调研、科学研究、资源评价、报告撰写等一些主要阶段,对地质遗迹调查评价的技术流程进行了设计。2.采用由点到线,由线到面的方式等方法,对地质遗迹调查内容进行了总结,并提出了一些地质遗迹资源调查质量控制方法。地质遗迹资源评价主要包括对地质遗迹资源要素、价值及开发利用条件的评价,评价方法采用定性与定量评价相结合的方法,构建了地质遗迹定量评价指标体系,利用层次分析法对各个指标的权重进行了分配,在此基础上,利用模糊数学模型可确定地质遗迹资源级别。实践证明,此调查评价方法具有较好的适用性和普遍意义。     

地质学在农业上的拓展应用与展望

地质科学向农业拓展并交融渗透,形成一门新的边缘学科--农业地质学.当前,从国内外对农业地质的研究现状来看,其愈来愈被广大地学和农学科技人员所重视.农业地质学为全球地质科学和农业科学结合并推进其向纵深发展发挥了重大作用.近年我国开展了大区域的农业地质环境调查与评价工作,取得了一定的经济、社会和生态效益.文章简要综述农业地质的发展历史,从农业地质学在我国的应用现状谈起,并列举大量实例,分析、阐明了农业地质研究工作在农业生产及其生态环境中的独特作用、发展趋势,对今后如何开展该项工作提出了建议.