地质约束条件下的地质体智能综合方法研究

地质体综合是地质图编制工作的重中之重,因其处理涉及内容多、 业务逻辑复杂、 重复工作量大,是影响编图工作推进的主要因素.为了能够实现地质体的高效综合,文章提出了一种以地质约束条件(专家知识)为核心、 以制图综合为空间图形合并手段的新型地质体智能综合方法,设计并实现了围绕地质专家知识(如地质年代、 地层名称等)规则映射开...     

基于空间数据和专家知识驱动的地质编图技术研究与应用

地质图编制专业性强、工作量大,编图环节繁琐,而人工智能、大数据等新一代信息技术的快速发展,为中国地质图的编图技术发展提供了支撑。在地质大数据环境下,提出基于地质知识驱动的地质编图技术,通过构建地质编图时空综合模型和地质代号智能识别模型,可以对多图幅的沉积岩、侵入岩、火山岩、变质岩、构造等地质要素进行人机交互式、自动化、智能化地图元综合、断层简化、线形圆滑、图幅接边等。近年来,基于该技术在青海东部地区、河南洛阳、郑州地区及京津冀多地区开展的编图实践表明,该编图技术能够显著提高地质编图工作效率,具有实际应用意义。     

智能地质体综合技术在地质图缩编中的应用

地质图缩编过程中存在地质体合并效率低、处理环节繁杂、成果质量难以保证等问题。提出了一套新的地质体智能化综合方法,依托地图综合方法、人工智能算法、地质专家知识等,采用同属性合并、空间聚合、自定义融合、地质体消除、地质体夸大等方法进行智能化处理。Map GIS版智绘地质软件中实现了地质体智能综合处理模块,采用自动或人机交互式并行工作模式,通过"一键式"操作可快速完成地质体综合任务。经实际数据测试,验证了地质图缩编中地质体智能综合方法的正确性,可节省80%以上的工作量,极大提高了编图人员的工作效率,对未来开启地质图件智能化编制具有重要意义。     

智绘地质——新一代智能化地质编图模式及应用

为了弥补传统数字地质编图工作量大、重复操作多、周期长、质量难保证等不足,从地质图件快速编制的业务需求出发,提出了多学科交叉的智能地质综合编图理念,构建了以"地质数据+专家知识+人工智能"为核心的智能化地质编图技术体系,研制了具有需求驱动、数据驱动、模型驱动、知识驱动等特点的地质调查综合智能编图系统——智绘地质。智绘地质以地质专家知识为全流程控制主线,有机融合地图综合、地理信息系统、数据库、可视化、人工智能、制图标准、质量控制等关键技术和方法,依托地质演化关系、各种规则库、智能算法等,模拟编图专家自动或半自动地完成大量地质要素的综合处理,打通了大中比例尺到小比例尺图件的快速缩编、基础图件编制、跨行政边界的协作编图、定制化图件开发等技术流程。智绘地质已在中国1∶150万和1∶250万地质图修编、区域地质图件编制、沿海城市建设影响因素图件开发等生产工作中试用,实践证明该软件至少能节省65%～75%的编图时间,减轻编图人员压力,有效提高成果数据质量。开发的两套智绘地质软件已初步投入使用,有利于开启新一代交互式智能化编图的工作模式,可为地质调查、矿产资源、生态保护、国际编图等更多领域提供技术支撑,促进编图工作的标准化、规范化。     

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。     

多模态数据的地质图关联网络构建及知识服务

地质图件及其附属资源（如描述文本）作为地质知识的重要存储媒介,蕴含着大量的地学知识及专家经验知识及隐式知识。快速精准地对多模态地质数据进行知识规范化定义、形式化表达、语义化关联和精准化推理是目前地学知识抽取及挖掘的前沿。当前,海量的地学数据中图件及附属描述信息知识分布零散,图件中的信息无法有效地与描述信息进行关联并提供知识服务。本文以多模态地质数据为数据源,建立了多源数据驱动下的地质图知识表达模型,通过地质基础知识、规则知识及决策知识来表达图件中蕴含的显隐式地质知识,从语义、空间、属性三个维度表示地质对象间的关系;并基于领域知识针对地质图件及描述信息开展了地质实体及关系的精准抽取及存储研究,最后以江西省于都县银坑幅G50E011007图幅150000矿产地质调查矢量数据为例进行了验证与分析,实验结果验证了本文所提出的知识表达模型及知识抽取方法, 能够较好地解决地质知识建模中图文关联弱、知识挖掘不充分等问题。     

基于GIS的区域地质编图方法

本文以地理信息系统在小比例尺区域地质编图中的应用为基础,结合《亚洲中部及邻区系列地质图》的编制,详细阐述了应用ArcInfo、MapGis等GIS软件进行数字地质编图的方法.对地理空间数据和专业地质空间数据的编制做了详细介绍,其中包括各种要素制图综合、属性库制作、编码设计、现势资料的补充等.根据数据源的不同,制定了不同的技术路线和工作方法.将来自不同国家的数据源进行数据转换、投影变换和误差校正,转换为统一的数据格式和投影坐标系统.对基于GIS的区域地质编图方法及数据源做了具体分析.     

用于专题地质填图的地球物理技术——短周期密集台阵

以问题和需求为驱动的专题地质填图强调,针对某个主要地质体、沉积盆地、重要成矿带、地震带断裂系统等,采用现代化的技术手段开展针对性的专题调查和填图,以解决目标地质体结构、沉积盆地基底起伏、成矿地质体规模、断裂系统分布等重大问题.地球物理是专题填图不可缺少的手段之一,近10年发展起来的短周期密集台阵技术,因其布设灵活、应用...     

基于环境地质问题分区的海峡西岸经济区环境地质图编图研究

在前人资料的基础上,全面总结了区内1999年地质大调查以来的水工环地质调查的最新成果,以环境地质问题分区作为普染色,运用GIS技术编制了海峡西岸经济区环境地质图,该图件能够反映海峡西岸经济区地质环境特征、地质资源、主要环境地质问题等内容。本文从编图的基本原则、编图范围、主要内容、图面表示方法等方面进行了阐述,研究发现,以环境地质问题分区作为环境地质图主要内容的编图方法,比以往采用环境地质背景分区的方式更能直观地反映区内的环境地质问题,可以更好地为国土资源规划、地质环境保护提供支撑。     

专题地质填图及有关问题讨论

面积性地质调查及填图是今后地质调查的主要工作,如何做好这个工作,并实现地质调查和科研一体化,特别是在已有填图基础上,如何部署和开展新的填图工作,是一个亟待回答的新问题。专题地质填图是针对存在的重要地质或资源、环境问题,或是针对特定目标地质体等,以解决特定问题或满足社会特定需求为主要目的、填图与研究融为一体的地质填图,填图的范围和比例尺依据解决问题和目标地质体而定。专题地质填图是以问题和需求为驱动,是对已有的综合地质填图的补充和提高,是高效实现地调科研一体化的一种方式。论述了专题填图的内涵、必要性,以及开展专题填图的方式和方法。     

基于钻孔数据的含断层地质体三维建模方法

提出了一种构建含断层地质体三维模型的新方法。该方法以广义三棱柱作为建模的基本体元,根据钻孔数据的特点和知识推理规则,进行断层等复杂地质构造的推理和自动建模,避免了不必要的人为干预,扩展了钻孔数据建模的适用范围和表现能力。最后,通过研究实例展示该方法的实际建模效果。      

无人机遥感技术在甘肃北山地区地质填图中的应用

甘肃北山地区岩浆岩及变质岩出露广泛,植被稀少,地势平缓,是无人机遥感开展地质填图试验的理想目标区。为解决传统地质填图方法受地形、环境限制和投入高及工作周期长等问题,选取北山长流水地区20 km²化探重点工作区为目标区,利用大疆精灵4专业版无人机采集图像,并采用Photoscan软件合成高分辨率正射影像以及三维模型,建立解译标志,对目标区域进行地质解译,获得比前人1：1万地质图更加精细的地质图。该方法较传统填图方法能够解译出地质体形态、岩脉产状、微小断裂等更详细的地质内容,并能提供划分岩脉期次的证据。     

基于MapGIS的图切地质剖面系统面向对象设计与实现

地质剖面图可以清晰反映图区内地层、岩体、构造的空间分布特征,对于认识各种地质体和矿床赋存的地质条件和时空分布规律具有重要的意义.在GIS环境下对数字地质图开展图切剖面软件的研究和开发是一项基础且重要的工作,图切地质剖面图不仅可为地质工作者认识地质特征提供基础图件,还可成为三维地质填图基础数据来源.介绍了基于MapGIS的地质图切剖面软件的系统设计方案,深入探讨了图切地质剖面软件研发中的面向对象设计方案,成功实现了面向对象的图切剖面的自动生成及交互修编功能.所研发的制图技术高效实用,能够满足各种比例尺的MapGIS地质图图切剖面的编制要求.     

在基于数字填图系统的1：25万区域地质调查修测中前人地质资料的利用与数据采集

1：25万区域地质调查修测的核心任务是挖掘、利用前人资料和对前人资料的二次开发。在1：25万玉林市幅数字地质填图试点的过程中．总结出一套基于数字填图系统的前人地质资料利用与数据采集的工作方法。其工作流程和工作步骤可分为6个阶段：①前期准备阶段;②室内地质资料录八阶段;③野外数字地质调查阶段;④室内资料整理阶段;⑤图件编制阶段;⑥成果提交阶段。该工作方法与传统的地质调查方法相比,提高了地质调查的工作效率和质量,已基本上达到了在1：252万区调修测区推广应用的“实战性”要求。     

三维地质图制作方法——以1∶50万海南岛地质图为例

将Global Mapper、ArcGIS、MapGIS三款GIS软件有效结合起来,以海南岛为例进行基于DEM的三维晕渲地质图的制作方法研究。首先将SRTM数据和矢量地理数据在不同地图参数下进行自动配准,然后实现地质要素与DEM模型的精准匹配,最后根据DEM对第四系地质界线进行微调,实现了1∶50万海南岛三维地质图的制作。同时总结了不同椭球体与坐标系统下的数据转换、DEM空白区数据填补、晕渲地质图生产的方法。三维地质图制作所采用的DEM数据完全满足1∶50万三维地质图的制图要求;与传统地质图相比,其立体感和可读性明显增强,图件信息量显著增大,图面呈现清晰的三维地质结构,很好地提高了制图精度。该方法为我国三维地质图的制作提供了一个新的方法和思路,并为其他三维图件制作提供了参考借鉴。