“平、剖面三维联动编辑”的实现途径

基于对平、剖面三维联动编辑的概念、动因的探讨及相关研究成果的认识,提出了平、剖面三维联动编辑的几何原理与实现途径,如:地质曲面的表达、基于等高线的曲面构建、剖面图的构建、以及平面图与剖面图的联动修改方法。并对三维地质建模的需求、矿产资源勘探应提交的三维地质模型、三维地质建模的数据标准以及广义的三维联动编辑等问题进行了延伸讨论。认为平、剖面三维联动编辑可能成为三维建模软件推广应用中的"杀手级应用"。     

三维地质建模软件发展现状及问题探讨

分析了三维地质建模软件可以明显地提高工作效率与工程质量,建立勘探区的三维地质模型,检查原始数据的正确性,通过各种“虚拟切割”手段检查各种地质要素间的相互关系。探讨了三维地质建模软件开发中所存在的几个问题,包括软件开发团队应适时转为公司机制,审慎选择开源工具,三维地质建模的三维模型数据标准,在勘探规范中增加三维地质建模要求,二、三维联动编辑,选准产品的用户群的与盈利模式等。     

三维地质建模的用途、现状、问题、趋势与建议

文章论述了三维地质建模技术的用途、现状、存在问题、发展趋势和几点建议。笔者认为三维地质建模的用途是:1真三维的立体场景;2精准的储量计算;3平、剖面构造形态相容并联动编辑;4多源、异构数据的集成与同化;5各种三维空间分析与过程模拟;6便于向客户与领导介绍复杂的地质条件。从行业应用和国内软件发展两个方面论述了当前三维地质建模的应用现状,该技术应用中存在的问题:1软件操作太复杂,难以为基层广大地质作图人员所掌握;2三维建模约束条件太严苛,编辑工作量巨大;3没有三维地质模型数据标准,模型数据难以交换与共享;4勘探规范没有要求,地质队积极性不高;5三维地质模型的建模成本由谁支付。三维地质建模的发展趋势:1软件将更加成熟、稳定、易用;2由早期的注重形态建模向形态与属性建模并重的方向发展;3与地震、测井等物探数据结合更加紧密;4与矿藏描述、成藏模拟、沉积环境分析、构造演化分析、构造演化模拟等专业应用结合更加紧密;5融入大数据、云计算、物联网等IT主流技术。向国家相关主管部门、企业用户和软件开发商提出了几点建议:1国家应继续支持三维地质建模领域;2三维地质建模要与专业应用紧密结合;3加强相关标准的制定与维护;4逐步在勘探规范中增加对三维建模的要求;5软件开发者设法降低软件的操作复杂度,提高容错能力。     

一种改进的三维地质体模型存储与重构方法

目前,在不同的三维地质建模软件下建立的模型无法在统一的场景中集成显示和分析应用,数据交换共享难,数据存储量普遍较大。在现有的建模方法下,三维地质体的布尔运算比较困难。因此探索一种存储量小、易于数据共享交换与空间分析的三维存储方法是当前趋势。基于空间位置枚举法提出了一种存储量小、易于数据共享交换与空间分析的三维存储和重构方法。首先用任意已建好的地质模型建立栅格金字塔加快显示速度;在此基础上对地质模型进行剖分生成剖分长方体,再将剖分长方体存储成六位编码;最后对六位编码进行三维重构,利用Open GL技术基于VC++平台进行三维重绘。计算了重构模型的均方根误差(RMSE),其平均值为0. 39。实验结果表明:此存储与重构的方法是可行的,对减少三维地质体模型存储量、数据的迁移共享交换有一定的价值。     

基于四叉树算法优化检索效率的三维建模技术

三维地质建模是研究如何利用GIS软件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。本文在综合前人研究成果的基础上,对目前常用的基于MapGIS的三维地质建模方法进行了总结,并提出了一种利用四叉树算法优化检索效率的三维建模技术,对于解决城市地质、工程地质、环境地质、三维地质填图中的三维建模问题具有重要意义。     

基于倾斜摄影地表模型的三维地质填图软件关键技术与应用前景

讨论了基于倾斜摄影测量所构建的三维地表模型进行三维地质填图与三维地质建模软件的设计理念、开发环境、软件架构、关键技术、实现现状与应用前景。倾斜摄影影像经处理建模后构建的三维地表模型通常以OSGB格式保存,因此基于倾斜摄影成果的三维地质填图软件最好基于能直接读取、显示OSGB格式数据的OSG开源库,推荐VS2015+QT+OSG开发环境。该类软件的关键技术包括以Proj4为核心的坐标转换系统、地层界线的拾取与半自动追踪技术、基于反距离衰减函数的地层界面防穿透高程调节技术、切制地质剖面并由剖面修改地层界面的二三维联动编辑与修改地层界面的技术、在露头剖面上采集地层界线构建露头地层柱状图的技术。该软件的应用前景包括野外区域地质调查、煤田和油田等行业的野外地质填图,以及滑坡和泥石流崩塌等地质灾害危险区域的圈定。     

非拓扑一致性三维地质块体建模算法研究

三维块状地质建模方法是一种重要的地质建模方法,被广泛应用于多种主流地质建模软件中。三维块体追踪技术是块状地质建模最为核心的技术之一,现有的块体追踪技术都基于模型的交线拓扑结构,当曲面模型在交线处存在一定拓扑错误,或者存在漏缝或交越现象时,将无法自动建立正确的块体模型。为此这里研究了一种完全不依赖模型交线拓扑结构的非拓扑一致性三维块体建模算法,该算法仅根据曲面模型自身形态进行块体构建,利用视觉观察技术自动追踪块体边界三角网,大幅降低了对曲面模型的要求,提高了块状建模的成功率和效率。     

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.     

GOCAD与CATIA在三维地质建模生产中的应用分析

三维地质建模是目前水利水电地质行业发展的趋势,GOCAD及CATIA是行业内目前应用较为广泛的三维地质建模软件,通过两种软件的运用和在三维地质建模实际生产的优、缺点分析,得出GOCAD软件比CATIA软件更加适合三维地质建模生产的结论.     

面向三维地质建模的三维GIS软件中曲面表达与拓扑关系

讨论了面向地质勘探的地下真三维GIS软件研发中的曲面表达与三维拓扑关系。指出采用光顺拼接的高次三角曲面拟合技术对地质曲面进行精细表达在地质建模中具有重要意义,给出了自研软件"地质工程师三维助手"的曲面精细表达实现方法以及自适应曲面精细表达的思路;提出在曲面表达的3种方式(DEM、TIN、等高线)中,最受欢迎的是等高线方式的观点;对地下三维建模的拓扑关系与CAGD的拓扑关系进行了比较,并从地理信息空间模式的边界、余边界概念对三维拓扑关系进行了重新审视。     

地质构造三维可视化模型探讨

地质构造的三维可视化技术包括数学建模和可视化显示两方面。建立地质构造三维可视化模型的典型方法包括三维规则网格法、TIN表面法、四面体法以及综合法。针对地质构造模型中断层处理的特殊性，提出了基于TIN表面法的局部法和整体法两种处理技术。将地质构造三维模型的可视性归纳为5种方式。     

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。     

基于线框架模型的三维地质断层结构模型及其构建技术

基于地质断层构造的特点,文中提出了一种适合三维断层模拟的数据模型——线框架模型,并基于该数据模型详细描述三维断层结构模型的构建方法,实现了从层面结构的地质模型向块体结构的地质模型进行自动转换的关键算法。线框架模型以方向线框架来表达地质模型的骨架,以方向TIN网来表达地质模型的血肉,具备地质断层结构模型所要表达的各种几何元素与拓扑关系。基于线框架模型的三维地质断层构模技术将地质界面之间的交切在地质界面三角网形成之前就进行处理,将面与面之间的切割操作简化为线与线之间的操作,这种方法不仅能有效地减轻断层地质体构模的复杂程度,而且可以将线与线之间的交线作为地质界面三角网构建时的约束边,从而有效地保证了地质界面之间交切关系的正确性。     

基于COMSOL Multiphysics的三维地质建模方法

三维地质建模具有直观、形象、便捷等优点,在地质、矿产、地下施工等领域有着突出贡献。COMSOL Multiphysics作为多物理场耦合模拟仿真软件,具备一定的三维建模能力。通过充分挖掘该软件自身潜力,结合Kriging插值方法,尝试建立了山西某井田的三维地质模型。研究结果显示,基于COMSOL Multiphysics的三维地质建模方法可实现地质体模型的缩放、旋转和平移等操作,生成地质剖切面图、透视图,展示地质体内部的各个细节。实例证明了COMSOL Multiphysics软件的三维地质建模能力及其在地质解译、矿产评估和多物理场求解等方面的应用价值。      

三维地质模型构建方法的研究及应用

地质体三维建模是地学信息系统的核心问题之一.对三维GIS及地学领域的空间构模方法的现状进行分析,结合地质体工程特点,提出一种三维地学空间构模方法--似三棱柱(STP)法.该方法以似三棱柱体作为三维地质体建模的基本体元,并采用5类基本元素和6组拓扑关系对似三棱柱体的数据结构进行描述.它能有效地表达各种三维地质现象,也可以更好地与传统的多层TIN模型结合,维护好空间实体的拓扑关系.基于本文的建模方法开发了一个适合地质领域的三维GIS初步原型,并用实际钻孔数据进行了验证.     

基于探矿者软件(Minexplorer)的三维地质建模及储量估算——以湘西北李梅铅锌矿为例

在全面收集地质资料的基础上,利用探矿者软件建立了湘西北李梅铅锌矿区的综合地质数据库,利用三维钻孔数据建立了研究区的三维矿床模型,并以矿体模型和地层模型为例,介绍了矿区三维地质建模的一般流程。在矿体模型的基础上,利用地质块段法、地质截面法、地质统计学方法进行了储量估算,并与矿山勘探报告中的储量估算结果进行了对比。研究结果表明,利用探矿者软件进行三维建模和储量估算,操作简便、可视化效果好,不同方法进行储量估算的结果互相印证,真实可靠。