三维可视化在CSAMT勘探中的应用

CSAMT法是一种强有力的地球物理勘探手段,具有测量迅速、探测深度大、信噪比高等优点,已被广泛应用于金属矿、油气田、地下水、以及地热田的勘探中.在CSAMT勘探资料解释方面,传统的二维电阻率断面很难清晰、直观地揭示3D(三维)地电结构的分布特征,为此应加强3D可视化应用技术的研究.本文详细的介绍了3D可视化的建模过程,将3D构造的建模分为空间曲面剖分、空间曲面拟合插值、空间曲面拓扑关系生成、3D结构网格剖分、属性建模等过程.并以一个CSAMT勘探实例,展现出3D可视化方法技术的突出优势.三维可视化可以多角度、多层面展现地下3D电性结构的分布特征,使我们更加清晰、直观地了解3D地质体的空间范围与几何形态.     

基于MATLAB的煤矿TEM数据体三维可视化技术

针对煤矿地质勘探中TEM面积性探测获取的三维数据体,基于Matlab语言对其三维可视化技术进行研究与实践.阐述煤矿TEM三维数据体格式及其可视化要求,提出‘立体图’、‘切片图’和‘等值面图’三种综合性可视化方式,论述使用Matlab语言调用Surfer库函数进行二次开发实现TEM测线数据的批量网格化,解决了煤矿TEM数据体的不规则性问题.同时论述三维可视化技术中关于表面图、三维曲线图、等值线、等值面等三维图形的关键绘制技术与应用函数,实现规则TEM数据体的基本图形表达.在以上工作基础上,作者开发出相应的三维可视化应用软件,通过实例展示其丰富、实用的显示功能.该软件为煤矿TEM资料的处理与解释工作提供了新手段,帮助提高对TEM解释结果的认知能力和资料解释水平.     

可控源音频大地电磁法三维张量阻抗响应特征研究

可控源音频大地电磁法(CSAMT)目前实际应用多以单个源采集标量数据为主,这种工作方式限制了CSAMT探测复杂地质构造的能力.随着CSAMT张量观测系统的推出和精细电法勘探的需求增多,CSAMT张量采集逐步受到重视.为了深化对CSAMT三维张量阻抗响应特征的认识,本文基于电场含源控制方程,采用交错网格有限差分法实现了CSAMT的三维正演算法;与二维CSAMT正演结果对比,验证了三维正演的正确性;设计了代表性三维地电模型,计算了标量和张量阻抗,对比和分析了标量和张量阻抗的响应特征.     

一种适合多源地球物理数据三维可视化的快速空间索引技术

识别复杂地质条件下的地质构造,常需要融合多种地球物理探测技术的数据进行分析,应用地球物理数据三维可视化技术可以更好地解释复杂的地质现象,传统的可视化方法由于缺乏对多源地球物理数据一体化的存储管理与索引机制,使得在对大范围多源地球物理数据进行空间局部更加精细可视化时的效率很低.为了更有效地洞察研究区域的地下构造,本文研究了适合多源地球物理数据三维可视化技术的快速空间索引技术.首先根据各类地球物理数据空间分布特点,提出了一种改进的四叉树结构,用于建立对多源地球物理数据一体化存储与管理.接着利用该数据结构,文章现实了多源地球物理数据快速空间查询的机制.将此结构和机制服务于大规模多源地球物理数据精细尺度下的三维可视化,提高对特定空间范围的局部多源地球物理数据动态可视化的效率.最后给出了该数据结构下空间查询与可视化的效率分析,并通过实验对整个算法的效率进行了验证.实验表明,通过建立相应的索引机制,可在大规模多源地球物理数据条件下更高效地展示任意位置岩矿石多个物理特性之间的空间关系,为多源地球物理数据的三维可视化提供技术支撑.     

基于CUDA的三维数据并行可视化

科学计算可视化是发达国家20世纪80年代后期提出并发展起来的一个新的研究领域,它运用计算机图形学和图像处理技术,将三维数据转换为图形及图像在屏幕上显示出来并进行交互处理,主要包括面绘制和体绘制两种方法。光线投射算法是最经典的三维数据体绘制方法,图像质量较高,但计算时间较长,基于CUDA的编程技术利用GPU的多核并行运算功能可显著提高计算速度,实现大规模三维数据的实时可视化。     

基于AMT数据构建地电模型的CSAMT最小收发距估算

在CSAMT的野外工作中,需考虑收发距影响,确保在远区采集数据.然而通过估计大地平均电阻率计算收发距准确度较差,需提出其他方法改进估计合适收发距的准确度.本文提出利用工区的音频大地电磁资料构建1D模型用于计算最小收发距,具体过程为:首先利用AMT数据进行一维反演,反演计算出一个层状地电模型;根据Bostick转换求取达到目的层勘探深度对应的最小频率;在此1D模型基础上进行赤道装置方式的CSAMT正演计算和MT正演计算,通过对比两者视电阻率误差,找出满足远区条件的最小收发距.通过理论数据模拟,展示了此方法的可行性,为CSAMT最小收发距估算提供了一种新思路.     

基于三维高密度电法的地质BIM模型应用研究

地质体三维可视化BIM(Building Information Model)技术具有直观呈现地质体的三维赋存情况、实现地质体的空间计算与分析等众多功能,为工程设计和施工提供可视化的基础操作平台.目前,地质BIM模型的构建主要依赖大量钻孔资料和地质测绘成果.而由这些点状信息构建的三维地质模型易出现孔间盲区,且大量钻孔费时费力、破坏三维地质体结构,难以满足精细化、快捷、无损的地质建模需求.针对此问题,本文以豫北某拟建水库大坝工程为依托,利用三维高密度电法对坝址区左岸杂填土进行探测,物探解译成果结合少量钻孔资料快速精确构建工区地质模型.在此基础上,将大坝输水洞设计参数引入模型,直观展示沿洞线地质体与输水洞的空间关系.通过该方法计算施工开挖土方量比传统地质断面法多6000 m3,系孔间盲区基岩面下降形成基岩凹槽所致.研究表明,三维高密度电法成果结合少量钻孔资料可快速实现三维地质BIM精细化建模,为工程后期预算、施工地质预报以及构筑物优化设计提供可靠地质依据,也为精细三维地质BIM建模提供了一种新思路.     

利用活断层探测资料构建银川探测区地下三维结构模型

在收集与整理前人资料的基础上,“银川市活断层探测与地震危险性评价”项目对银川隐伏断层、芦花台隐伏断层等断层开展了多学科的联合探测。文中对如何以银川市活断层探测成果资料构建银川活断层探测区地下三维构造模型的方法进行了探索,总结出的步骤是:收集活断层地震探测资料并进行数据预处理;在地震解释软件中进行断层及层位的解释,绘制层面构造图并输出断层及层位数据,也可在该软件中进一步完成三维可视化建模;在三维建模软件GOCAD中加载基础数据、层面及断层数据,进行断层面及层面修正构建与展示三维模型。鉴于地震探测资料的不规范会增加地震数据解释工作的难度并影响到解释精度,建议:规范原始探测数据的归档要求,在每条活断层的探测区上增加1条联络测线,在可能的情况下采用石油单位的区域时深转换关系,提高地震剖面的解释精度     

某新建铁路复杂长隧道岩层地质与CSAMT特征

分析了多种地球物理勘探方法在复杂长隧道探测中的优缺点,指出了CSAMT（可控源音频大地电磁）法在工作条件极其困难,地形复杂,交通不便,要求勘探深度大的隧洞勘察中,是一种行之有效的物探手段.以较高的显示度列举了CSAMT法在本区探测成功的实例.就隧道主要特殊岩层膏溶角砾岩的地球物理异常特征进行了详尽分析,给出了CSAMT法在本区隧道结构面综合地质解释结果.     

CSAMT法在半坡锑矿外围深部找矿中的应用效果

独山半坡锑矿石与围岩物性差异并不特别显著、矿体埋深较深,常规的物探方法无法满足目前的勘探要求.可控源音频大地电磁法(CSAMT)具有勘探深度范围大、分辨率高、地形影响和高阻层的屏蔽作用小,立体观测等特征,在深部找矿中发挥着重大的作用.本文首先概述了CSAMT基本原理和工作方法,在全面掌握了地质资料、物性参数的基础上,对独山半坡锑矿外围开展了CSAMT法勘探,通过应用Occam算法对CSAMT实测数据进行反演,成功地圈定了电阻率异常区域,有效地指导钻孔设计.物探异常钻探见矿,验证了CSAMT方法在深部找矿工作中的有效性,可为寻找同类深部锑矿提供指导和借鉴意义.