基于SPAC法勘探武汉市江夏区地下岩溶结构

采用微动台阵方法探测武汉地铁27号线江谭段地下岩溶情况。通过空间自相关法（SPAC）提取瑞利波相速度频散曲线，进而反演各观测台阵的视S波速度结构，并插值完成测线二维视S波速度剖面。结果表明，目标区内地层按视S波速度自上而下可分为4层，其中在第3层存在明显的低速区，推测发育岩溶结构，且规模较大。对比工程钻探结果，SPAC法得到的地层分层、岩溶规模与实际情况基本吻合。     

基于Coons曲面与约束三角网的区域地质调查三维建模方法

目前基于野外地质调查数据自动、快速地建立区域三维地质体模型是中国全面开展三维数字地质填图的迫切需求。本文基于产状、地质界线与路线剖面等野外区域地质调查要素,提出了一种二维平面地质图及路线剖面图向三维地质体模型的快速转换方法。该方法针对无剖面约束及含剖面约束2种情形,通过地质界线区域分割、多段线仿射变换等空间几何变换处理,推估出剖面线约束的地下地质界线,基于Coons曲面构建出地质体的侧面模型;然后,通过约束三角网算法构建地质体的顶、底面模型,最终建立拓扑一致的区域地质体三维模型。基于此方法,对中国1:2.5万区域地质调查试点区域进行了区域三维地质建模实践,实现了火山口、地层、岩体、断层等典型地质构造的快速三维重建。     

浅层地下空间三维地质结构建模关键技术探讨 ——以柳州市为例

随着城市地质调查的开展,三维地质结构建模研究得到迅速发展。三维地质结构建模为城市地下空间的开发利用提供了直观立体空间形态展示和基础数据。文章介绍基于柳州市大量工程钻孔及调查数据,通过对工作区内钻孔数据筛选和标准化,制定北部区域南北向21条剖面线,南部区域东西向35条剖面线,绘制标准化地层剖面,采用"钻孔+平行地质剖面"建模方法和传统的钻孔验证法进行验证,完成了柳州市浅层地下空间三维地质结构模型创建,为其他类似条件区域的三维地质结构建模工作提供借鉴。     

探地雷达技术在岩溶探测中的应用

以黄河万家寨库区右岸岩溶探测为例,论述了雷达探测方法的技术及其工作原理,并结合岩溶探测实例,分析了岩溶地质现象所产生的雷达波场异常的空间展布特征,划定了该测区溶洞、溶蚀裂缝等岩溶地质异常的空间展布范围,验证结果表明:探地雷达技术在浅层岩溶探测中的有效性.     

砼地基施工质量的CT检测技术

建筑工程板状砼地基属地下工程,其施工质量的检测与控制难度较大。根据该类工程的特点（面积大,厚度小）,可将其视为二维结构,采用弹性波ＣＴ成像方法检测其施工质量,在工程实践中取得了满意的效果。本文将结合工程实例介绍板状砼地基浇注质量的ＣＴ检测技术,包括弹性波ＣＴ的基本原理、野外数据采集系统的设计以及数据处理方法。     

三维地质模型在桂林市地下空间开发中的应用

文章介绍借助MapGIS为核心的基础地理信息平台,研究桂林市地下空间开发利用条件。首先以系统数据库和地质调查为基础,建立桂林市地质环境信息管理与服务系统,再利用MapGIS 10软件建立桂林市三维基础地质模型、三维工程地质模型及三维水文地质模型,并结合已有的三维城市景观模型,提出了交互式地上地下一体化三维城市景观地质模型。该模型能直观表达工程岩土体空间分布等地理信息,其成果可为桂林市中心规划区地下空间开发利用的整体规划提供指导和借鉴。     

基于道路格网的城市三维数据增量更新技术研究

传统空间数据库全覆盖式更新方法存在数据冗余及更新速率慢等问题,为了能够更好地支持海量城市三维数据的组织和更新工作,本文提出了一种基于道路格网的城市三维数据增量更新方法。利用城市道路格网分组、分块的特性进行城市三维数据的空间划分,建立城市格网模型,以不规则格网的形式进行城市三维数据的组织。利用城市格网模型划分的城市地理块具有不同功能属性的特点,以地理块的形式进行"时间+空间"的增量数据组织。可对城市三维数据进行时间方向和空间方向的历史回溯,改变了传统增量更新的查询管理方式。最后本文基于多基态修正模型设计了增量数据存储模型并给出了更新流程。以某市为例,开发了城市三维数据库增量更新原型系统,实现了城市三维数据的增量更新。     

基于圆盘概化模型的岩溶裂隙渗流路径构建算法

岩溶裂隙网络的识别与重构,一直是岩溶地下水资源和岩溶区地质环境保护研究的热点与难点。基于地表原始裂隙数据、经过克里格插值后的地表裂隙数据、以及通过蒙特卡洛预测得到的地下裂隙数据,本文针对三维裂隙构造中的水流通路识别模块,提出了一种基于圆盘模型的渗流路径构建方法,采用有向图的数据结构来模拟圆盘模型概化后水流沿裂隙的渗流路径,并以邻接矩阵的形式存储其渗流路径数据。同时,为满足大规模裂隙数据快速求交的需要,本文给出了三维R树索引算法缩减遍历各个采样点所用的时间,提高了整套算法运行的效率。最后,以北京市房山区张坊地区地表采样裂隙数据为基础,借助遥感地质调查、重点岩溶区精细地质测量及取样分析等手段,开展三维裂隙空间网络分布模型研究,对岩溶裂隙渗流路径构建算法进行计算机仿真实现,为张坊地区岩溶发育机理的研究及岩溶水裂隙数值模拟提供可视化的分析手段。     

基于勘探剖面的三维地质模型快速构建及不确定性分析

针对传统勘探剖面构模人工干预较多、模型精确性有待提高等问题，研究了一种智能化与人机交互相结合的三维地质模型快速构建方法，并结合该方法对控制模型不确定性的主要因素及约束方法进行了分析。该 方法以面向勘探剖面的三维地质模型构建工作流程为主线，通过优化提升各环节自动化、智能化工作程度以提高三维地质模型构建的速度与精度。基于该方法研发的软件功能模块能较好地实现勘探剖面二维平面快速编图及剖面边界三维空间动态重构，进而基于三维勘探剖面实现面向用户自定义属性约束的地质界线动态提取和三维地质模型快速构建。经实际应用检验表明，该方法不仅能有效提高三维地质模型构建的效率和精度，而且对模型几何形态的不确定性程度具有较好的约束控制作用。      

黄土高原区SRTM1 DEM高程误差校正模型构建及对比分析

对SRTM1 DEM高程误差进行校正可有效提高其应用精度。以具有典型地貌特征的黄土高原作为研究区域，以ICESat-2/ATL08陆地高程作为参考数据，引入主流机器学习算法建立SRTM1高程误差与影响因子之间的关系模型对高程值进行校正；通过分析模型性能指标、误差频数分布、校正误差空间格局以及典型剖面误差分布，以此得到不同地貌类型区的高程误差校正模型适用性。实验结果表明：在平原、风沙丘陵和黄土塬地貌区随机森林模型高程校正效果最佳，平均绝对误差分别降低0.49、0.82和1.2 m，同时校正误差在空间分布上异常值较少，低起伏度的平原和风沙丘陵地貌区典型剖面误差与原误差较为贴合；山地区支持向量机模型适用性更强，均方根误差和平均绝对误差分布降低了6.79 m和5.43 m，可大幅提升误差绝对值较小的点位频数，同时在空间格局和典型剖面验证效果最佳；黄土丘陵地貌区弹性反馈神经网络模型效果最优，均方根误差和平均绝对误差分别降低了2.3 m和2.04 m，空间分布上误差降低效果显著，典型剖面误差异常值较少；土石丘陵地貌区卷积神经网络模型效果更理想，均方根误差与平均绝对误差分别降低4.14 m和3.5 ...     

土地招拍挂三维信息辅助决策系统设计与实现

针对现有招拍挂土地信息发布在空间表现与分析等方面的不足,提出了利用BSP树和角点坐标方法从数字三维城市模型中分离出招拍挂土地的三维模型,采用地块面积作为判别阈值对破碎地块进行聚合,以MD5加密技术赋予招拍挂土地重心坐标唯一标识ID,建立了招拍挂土地三维模型与属性信息的关联关系,并在此基础上开发了C/S构架的"土地招拍挂三维信息辅助决策系统",具有空间分析、距离和面积量算等功能,可为提高土地收储及出让工作的信息化管理水平提供技术支持。     

水平定向钻孔剖面测量系统的研制

水平定向钻在穿越复杂地质情况下,施工中容易出现钻孔坍塌、钻杆断裂等技术难题。通过对超声波在定向钻泥浆中传输规律的研究,建立了定向钻剖面测量的超声工艺模型,在嵌入式控制平台上开发出用于水平定向钻孔剖面测量的超声测量系统,可以对钻孔形状进行测量,对穿越轨迹上的地质情况进行核查,并通过检测软件对穿越轨迹进行三维剖面图显示,指导复杂地质条件下的水平定向钻施工过程,降低穿越风险。      

基于多层DEM建立小比例尺三维地质模型的方法——以山东省滨州市沿海地区为例

在钻孔数据较少时,为提高小比例尺三维地质模型的精度,利用GMS软件根据多层DEM建立模型。该文通过分析实际条件下地层分布特点,提出了不同数据精度下DEM相交计算的原则。将修改后的DEM导入原模型中,再次插值形成三维地质模型。利用GMS软件得到的三维地质模型,具有可查询,可任意角度任意位置切割剖面的功能。     

电磁波CT技术在济南地铁岩溶勘察中的应用

随着城市化进程的加速,济南城市轨道交通近年来发展迅速,地铁成为济南未来交通主要建设方向之一。作为泉城,岩溶是济南泉水补给、径流的重要通道,在济南地区普遍发育,但同时岩溶问题也是地铁施工的难点,因此,查明地铁线路下岩溶的发育程度至关重要。与南方岩溶的“大尺寸”相比,济南地区的岩溶尺寸要小得多,且多成蜂窝状、裂隙状,在空间上也无明显规律可循,这对物探工作的分辨率就提出了较高的要求。该次研究区域是地铁2号线任家庄站到腊山站沿刘长山路区间段。经初步探查,该区间段存在多处岩溶且线路地处闹区,车流量大,管线复杂。为了研究该区岩溶发育情况,该次采用电磁波CT技术对区内岩溶进行了探测,通过对区域内地质介质电磁波吸收系数差异的研究,结合钻探资料进行对比,推断出岩溶区吸收系数的取值区间;最后对推断的岩溶区进行钻探取样,验证了物探与钻探的吻合程度。该方法在岩溶勘察中取得了良好的效果,为济南地铁设计及施工提供可靠的依据。     

碎屑岩储层模型的转换波正演模拟波场特征及其分辨率分析

基于东部某油田物性资料,建立典型碎屑岩储层模型,利用弹性波方程交错网格有限差分正演,对模型进行多波正演模拟。
通过分析正演模拟的炮集记录、叠前偏移剖面以及振幅属性,总结了多波正演的波场特点及其分辨率。分析结果表明,转换波反射频
率比纵波的低,能量随偏移距的增加而增加,零偏移距处能量为零;转换波在地层厚度为λ/4处发生调谐效应,调谐振幅属性变化规
律与纵波变化规律一致;综合考虑该区纵波、转换波波速以及不同深度的纵波、转换波中心频率变化,可知在该区目标层深度转换波
分辨率低于纵波分辨率。      

沂沭断裂带深反射地震资料处理

地震时间剖面可以对地质目标进行精细刻画,但由于变质岩、侵入岩地区存在地质体不规则、地质界线间波阻抗差异不明显、断裂构造倾角高陡等特征,导致地震原始资料具有波场复杂、干扰波发育、资料信噪比低等特点。为获得客观反应实际地质情况的沂沭断裂带深反射地震剖面,通过对研究区原始地震资料细致分析,针对各种干扰波的不同特性特征,分别采取针对性压制措施,进行组合去噪,在压制干扰的同时最大限度保护了有效信号。本次地震资料处理以高保真和高信噪比为目标,通过边处理边解释不断优化处理流程和处理参数。在处理过程中对静校正、叠前去噪、速度场建立以及波场空间归位等关键工作进行了重点研究,最终获得了高品质地震叠加和偏移时间剖面。反射剖面首次揭示了沂沭断裂带及其两侧岩石圈精细结构,为研究沂沭断裂带深部结构及对资源、环境的影响提供了可靠的地震学依据。     

蓬莱北部地区典型矿床三维地质模型构建与成矿预测研究

蓬莱北部地区位于胶东金矿集中区栖霞—大柳行金矿带北端,发育有一系列含金石英脉型及破碎带蚀变岩型金矿床。以区内的徐家集矿田及龙山店矿田中的典型金矿为研究对象,采用Creatar XModeling软件引入三维地质建模,依据区域地质剖面、重磁联合剖面、CSAMT剖面及勘探工程数据构建矿田尺度岩体、断裂构造、蚀变带模型,并建立典型矿床三维地质模型,实现矿体空间可视化,为典型矿床深部找矿提供依据。     

基于GprMax2D的土洞数值模拟与实测研究

文章根据覆盖型岩溶塌陷区第四系内土洞的性质特点及电性特征,使用GprMax2D软件构建多个土洞模型,对土洞探测进行数值模拟,分析不同频率地质雷达波对各种土洞的响应特征,之后与实际探测剖面进行对比。研究结果表明,雷达波频率为80MHz和200MHz这2种主频能满足探测浅部土洞分辨率的要求,而80MHz拥有更大探测深度,能够反映土洞深部更多的地质信息。     

基于岩溶演化模型的隧道突水危险性评价

岩溶隧道是否发生涌突水,主要取决于洞身岩溶发育程度和岩溶系统结构类型,而这与岩溶系统的演化过程密切相关。岩溶系统的发育演化始于具有侵蚀性的水对可溶性岩体中裂隙的溶蚀扩展。基于此,本研究耦合了渗流模型和溶蚀扩展模型,并结合鸡公岭隧道区水文地质背景资料,建立了隧道区岩溶系统岩溶演化模拟模型,模拟再现了隧道区岩溶含水介质的发育情况。结果显示:随着岩溶系统的发育演化,整个系统中裂隙不断被溶蚀扩展,差异性溶蚀越来越显著,岩溶含水介质的非均质性越来越强;同时随着埋深的增加,岩溶发育程度及非均质性越来越弱;浅部和深部裂隙的平均溶蚀扩展率相差近1 500倍;鸡公岭隧道洞身标高处岩溶发育微弱,裂隙溶蚀扩展较小,仍为裂隙岩体,其等效渗透系数为0.51m/d,岩溶突水概率极低,隧道发生涌水时的涌水量为127.9m3/d,对隧道施工影响较小。      

山东省枣庄市中心城区三维地质模型建立研究

目前,直接基于钻孔构建三维地质模型的研究中存在钻孔难于获取、产状信息分布稀疏、建模结果难以人工交互干预等问题,该文以山东省枣庄市中心城区三维地质建模为例,提出一种基于剖面单元格,借助平面地质图添加虚拟钻孔的三维地质体建模方法,实现了基于平面地质图添加虚拟钻孔方式生成精准的剖面图。该方法不仅为解决当前建模中存在的数据不足、建模自动化程度较低及精度不够的问题提供了新的思路,扩大了三维地质建模可利用的数据源,实现了三维地质模型构建,为进一步实现钻孔、剖面与平面地质图数据融合进行模型优化和逐步求精打下了基础,为今后开展三维地质建模工作提供了参考。