水利水电三维地质模型覆盖层建模技术研究

近几年,建立水利水电三维地质模型成为地质工作者分析工程地质现象和掌握岩土体结构规律的一种新的有用手段。在CATIA软件的基础上,利用Visual Basic.net编程开发了适用于水利水电行业的三维地质建模平台,系统介绍了该三维地质建模平台,该平台包括覆盖层、地质层、水文层、模型分析、模型剖切、有限元分析等基本模块,结合三维地质建模软件提出了地质模型的覆盖层建模流程;针对建模过程中一些关键技术问题做了详细的分析研究,如原始数据处理、曲面分割、曲面缝合等。同时,该软件可实现对已建好的三维地质模型进行质量检测与修复,以保证地质模型的可靠性,最后利用该建模平台建立了某水电站的三维地质模型,利用平台的切割功能实现模型的任意位置、任意角度的二维剖切,以满足工程设计的需要。     

立体地质填图三维建模技术方法与应用研究

针对综合地球物理立体地质填图后期进行的三维地质模型构建、图示展示方法与技术进行了研究。提出了不同属性体单独建模后进行切割、融合构建三维地质模型的复杂地质结构建模方法与技术;在MAPGIS K9平台上应用该技术构建了九瑞试验区三维地质模型,并通过不同的图示方法分析与展示构建的九瑞试验区地质模型;结合该区域的成矿特征利用三维地质模型从深部地质结构出发圈定了该区的成矿有利部位。     

三维地质模型在钻探选址中的应用——以龙头-沙坝子钻探选址为例

三维地质模型是对不同地质体、地质构造及其空间展布特征进行3D展示的一种先进的科学技术方法,为了促进诸广地区鹿井铀矿田铀矿找矿勘探工作,文章建立了地形地貌、构造、地层-岩体及矿体三维地质模型。在满足探测目标和钻孔施工要求的前提下,利用三维地质模型开展了龙头-沙坝子钻探选址,并进行了钻探验证。钻探验证结果达到了钻探设计的初衷,同时证明诸广地区具有良好的铀矿找矿前景。研究表明,利用三维地质模型为钻探设计提供了更直观的参考,在勘查工程设计方面具有广阔的应用推广空间,在区域找矿预测及找矿勘探工作中具有重要的实际意义。     

三维地质模型的数据模型研究

三维地质模型在计算机中的数据表达就是三维地质模型的数据模型,它具有确定性、可视性和可修改性的特点。文章介绍了表达三维地模型的几种典型的三维数据模型,即体元充填模型,ＴＩＮ表面模型、矢量模型、混合模型和面向对象的模型,体元充填模型根据采用的体元又可分为４个亚类。     

基于航磁数据的三维地质建模研究

随着浅地表矿床发现的难度增大,资源勘查深度增加,三维建模技术在深部找矿中作用更加突出。三维地质模型的精确程度直接决定了对地质背景及成矿条件的认知程度,为此提出了一套基于航磁资料处理与三维可视化相结合的三维地质建模技术。对研究区选取适当剖面进行二维反演,获得各剖面地质模型。通过剖面相连法构建各地质单元的三维地质模型后,引入起伏地形三维块体磁场正演技术,对构建的三维初始模型正演计算,从而获取全区三维地质模型及各地质单元的航磁异常理论响应。与实测结果对比分析后,合理添加地质约束条件,重新修正模型,使得构建的模型最大程度接近实际情况,这样模型既能很好地反映地质信息,又能满足观测场与理论场的拟合误差最小,最大限度发挥地质学家的经验和对区域地质的理解。利用主块体和次级块体思想对地质体进行剖分建模,在保证模型精度的同时,减少总的模型块体个数,大幅提高模型正演运算速度,有效解决三维反演建模方法在建模过程中对模型复杂度和规模的限制,可方便构建形态复杂、不同规模的三维地质模型。并将该方法应用于湖北大冶铁矿区,构建大冶铁矿研究区三维地质模型,验证了该方法的可行性及合理性。     

一种基于钻孔地质数据的快速递进三维地质建模方法

三维地质建模是地质数据可视化和空间分析的关键技术之一。针对传统建模方法建模速度慢、建模效率和精度较低的问题,提出了一种直接基于钻孔的点→线→面→体快速递进三维地质建模方法。该方法先对钻孔地层信息进行人机交互对比构成地质剖面,再按钻孔实际坐标在三维空间中还原地质剖面的实际位置,接着通过对剖面间的地层连线进行Kriging插值,形成一系列地层面模型,然后以此为基础构建三维地质框架模型,最后利用BSP矢量剪切技术来裁剪模型边界,形成研究区三维地质模型。该方法在福州市上街镇三维城市地质模型构建的实际应用中得到了验证。实践结果表明,该方法不仅可以实现三维地质模型的快速构建,还可以显著提高三维地质模型的精度。     

三维地质模型不确定性分析及对三维成矿预测结果的影响解析

三维地质模型是三维成矿预测最重要的数据基础之一,其准确性对于深部预测靶区的圈定具有十分重要的意义。然而,三维地质模型存在一定程度的不确定性,其不确定性主要是受到地质体与地质结构自身的复杂性,数据密度、误差和建模方法等多方面影响。本文以长江中下游成矿带钟姑矿田为例,基于隐式三维地质建模及蒙特卡洛模拟方法,对控制剖面中地质界线产状引起的三维地质模型的不确定性开展定量分析,并度量和评价其对三维成矿预测结果的影响。研究结果显示,深部地质界线的产状倾角及倾向变化会导致三维地质模型产生不同程度的不确定性。通过扰动策略,能够有效开展相关的不确定性分析和度量工作;三维地质模型的不确定性会在一定程度上影响三维成矿预测结果,但三维成矿预测方法具有一定的鲁棒性,基于预测结果圈定的找矿靶区位置相对稳定。对于具有较高不确定性的深部预测靶区,进一步工作可通过降低三维地质模型的不确定性或增加其他预测信息等方式,提高预测结果的确定性,以降低找矿勘探风险。     

基于Unity3D引擎的三维可视化技术在煤炭地震勘探中的应用

为满足地震勘探报告三维可视化的需要,以Unity3D引擎为开发平台,利用GIS 3D分析及3DS max三维建模,研究应用煤炭地震勘探三维可视化技术,实现三维地质数据体、地质层位(包括断层面)以及复杂地质模型等的三维可视化,实现对三维地质模型的平移、旋转、缩放,以及各种综合立体显示,建立三维环境漫游和三维可视化交互平台,并以动画形式表现出来,形成具有灵活方便使用的可视化系统。     

三维地质建模技术及其在煤田构造中的应用

煤炭地质勘查的研究对象、勘探方法、数据资料在空间上都是三维的,适合于采用三维地质建模技术进行管理。根据三维地质建模与煤炭地质勘查是否同时,可将煤炭地质勘探三维地质建模分为两类,一类为勘探工作中,主要以钻孔数据为主,用于制作三维地质模型的原型,生成煤层底板等高线、剖面图草图,供地质工程师进一步加工,构建精细的三维地质模型;另一类为勘探工作后,即以已经做好的煤层底板等高线图、剖面图为主要数据源,构建精细的三维地质模型。精细的三维地质模型可用于煤矿设计、数字矿山建设。三维地质建模技术的应用有利于煤炭地质构造的研究,主要表现在:第一,可对地面、钻探、物探、化探多种手段获得的探测资料进行集成与同化处理,提高信息空间的一致性;第二,地质构造要素表达具有直观性与三维立体性,如断层的表达,其在三维环境中不仅可表达为一个面,并且能清晰反映断层与地层、以及断层与断层之间的相互切割关系,弥补了平、剖面图上仅表现为一条断层线的不足;第三,可平、剖面三维联动编辑,很好地保证平面图与剖面图的空间一致性;第四,可以在剖面上以画草图的方式确定剖面上煤层对比与断层切割方案。     

城市三维地质建模及其在城镇化建设中的应用

城市是建设在地质体之上的,这就注定城市的建设发展离不开地质工作的支撑。城市三维地质建模是三维信息技术在城市地质领域的一个典型应用,可大大提升城市地质调查成果的表达方式,提高城市地质资源环境的评价预测能力,对中国正在大力实施的城镇化建设具有重要支撑作用。对城市三维地质模型进行了分类,分析了城市三维地质模型的特点;研究了城市三维地质模型的构建,并对城市三维地质结构模型的构建进行了详细阐述;以北京市为例,给出了城市三维地质建模服务城市规划、地铁隧道选线施工、新城建设、重点工程选址、资源开发等方面的应用实例。     

甘肃早子沟金矿三维建模与综合成矿预测

甘肃早子沟金矿是西秦岭成矿带上矿床规模较大,研究程度较高的构造蚀变岩性金矿典型代表。针对早子沟金矿床深部找矿方向与成矿潜力,本文采用三维地质建模手段,成矿有利信息提取方法,开展基于找矿地质模型的三维建模与综合成矿预测。研究结果表明:甘肃早子沟金矿适用于控矿断裂+有利岩体+有利围岩蚀变+等间距控矿的综合地质找矿模型;地质异常变量定量分析与提取结果在地质认识上均得到较好的印证,综合成矿预测结果显示矿床明显受多期次构造控制矿化叠加富集,Au1、Au9、Au30、M16等主矿体深部具有良好的找矿潜力。     

Glass landslide: the 3D visualization makes study of landslide transparent and virtualized

As the global research topic, geological disasters have led to huge losses around the world yearly. In this paper, three-dimensional (3D) visualization is used as a technical method to build the 3D geological model of the HuangTuPo (HTP) landslide, and the 3D model of large field test base located in the HTP landslide, and the 3D regional geological model. These models make the landslide research digitized and transparent. Meanwhile, the preliminary studies were carried out: the comprehensive utilization of multiple scales and multiple categories of data—by “Double Center”, and the 3D data integration from region to point of disasters—by the component technology, and the transparent design and construction of disaster research—by 3D model shearing. Through these methods, the surface topography and the underground geological structure of landslide can be displayed as transparent as glass, and the virtual simulation on the results of underground engineering can be carried out in advance, providing guidance for engineering design and construction.     

Study of 3D Geological Modeling Based on Aeromagnetic Data

With the increasing difficulty of finding the shallow surface deposit and the increasing depth of resources exploration, three-dimensional modeling technology is more apparent in deep prospecting, and its accuracy directly determines the cognitive degree of geological body and metallogenic condition. For this, we put forward a set of the extraction technology of abnormal information combined with aeromagnetic data processing with three-dimensional geological modeling. Inversing the selected profile of the study area and obtaining each profile geological model, we built three-dimensional geological model of geological units by the method of profile linked, using undulating terrain three-dimensional block magnetic field forward techniques to model the three-dimensional geological model of the whole area, and obtained the forward modeling results of the whole three-dimensional geological model and the geological unit. After the comparative analysis with the test result, adding reasonable geological constraints and revising model, through adjusting for many times, we made the model maximum close to the actual situation. The model can well reflect the geological information and make minimum fitting error of observations and theoretical field, with which geologists can use the most of their experience and get more regional geological understanding. Using the thought of main block and secondary block to subdivision modeling of geological body, on the condition of ensuring the accuracy of model, the number of the total model block decreased and the multi-window and multi-geological body parallel computing method were used to improve the modeling speed, effectively solve the limitation problem of the model complexity in the process of the three-dimensional inversion modeling method, and easily form complex and different sizes three-dimensional geological model. We applied this method to the Hubei Daye area, constructed the three-dimensional geological model of Daye Iron Mine, and verified the feasibility and rationality of this method.     

长春市第四系三维地质结构模型的研究

长春市三维地质结构模型是应用GMS软件,利用该区钻孔资料作为地层建模的基础数据建立的,最终通过模型建立展示地质结构的真实效果。     

空间集成方式的三维地质图编绘关键技术

以往的三维地质图由于多是仅利用数字高程模型（DEM）对平面地质图进行z轴方向的扩展,并不包含真三维的属性信息和空间信息,因此其在空间查询、分析和决策方面表现出明显的局限性。笔者首先分析总结了地上地下空间数据和现有数据模型的特点;然后使用UML建模工具建立了基于Geodatabase的地上-地下、地质-地理、属性-空间一体化的数据库模型,在此基础上设计了地上地下一体化的数据库原型,并借鉴地上地下集成建模的思想,探讨了在ArcGIS Engine环境中进行三维地质图编绘的思路和方法,实现了具有空间查询、分析等真三维特征的地质图的编绘;最后研发了相应的系统原型对该方法进行了实例验证。结果表明：地上地下集成建模可以解决地上地下三维模型的无缝集成问题,以空间集成的方式进行三维地质图的编绘具有一定的可行性和实用性。     

矿床三维地质建模及储量估算——以丰村铅锌矿径口矿段为例

钦杭成矿带是我国最重要的成矿带之一,丰村铅锌矿位于钦杭成矿带南段庞西垌地区,是区内典型的沉积热液改造型矿床。依据现代成矿预测理论,结合已有的地形地质图、勘探线剖面图、钻孔数据等资料,运用三维地质建模技术建立了丰村铅锌矿径口矿段的地表模型、断裂模型、地层实体模型、矿体模型。在此基础上分别应用地质块段法和块体模型统计法进行了矿体的资源储量估算,并将两种估算结果进行了对比分析。结果表明,块体模型统计法比地质块段法应用范围更广,效果更精准,可以清晰表达矿体品位值变化特征,进而加深对矿体、矿床的空间分布规律的认识。同时,利用多元信息进行三维地质建模,可靠性高,可视化效果好。将传统的二维地质拓展到三维空间进行定位与定量化,有助于分析矿区地质构造特点与矿床成因,是现代寻找矿床的一种有效手段。     

三维地质建模应用于以钻代槽的方法研究

随着生态文明建设的进一步加强,绿色勘查理念的进一步深入,通过浅钻代替槽探在基础地质调查、矿产调查的应用中得到了进一步推广。在以钻代槽方法研究中,为了更为直观的用钻孔信息模拟槽探揭示地质体（矿体）的三维结构,研究了基于钻孔数据的三维地质建模方法,认为浅钻揭露的垂向地质体信息更丰富,基于钻孔,结合专家干预,可快速构建钻孔控制区域的三维地质模型,形象、直观、易用。同时,通过模型构建可以用来指导浅钻布孔。     

山东大尹格庄金矿床深部三维定量成矿预测

大尹格庄金矿是胶西北招平断裂带中段的大型金矿床,但随着逐渐的开采其保有资源量不断下降,急需在矿床的深边部区域开展接续资源找矿工作。本文以大尹格庄金矿为研究对象,以区域成矿理论和找矿勘查模型为指导,利用三维地质建模技术构建了相关地质体的三维模型,在此基础上,采用定量化的方法提取地质体与成矿相关的控矿因素指标和矿化指标,并建立了三维定量成矿预测模型,并应用该模型圈定了3个找矿靶区。研究表明,该方法能够适用于大中型矿山的深边部找矿工作,其三维及定量化的预测结果能够为后续的勘探及开采工作提供重要参考。     

内蒙古额济纳旗红石山金矿三维成矿条件分析与成矿预测

分析了内蒙古额济纳旗红石山金矿床地质特征和控矿地质条件,总结了研究区成矿规律及找矿标志在深部的变化规律,建立了该区域的找矿地质模型,利用Surpac软件对区内地层、断裂构造、岩体、已知矿体、物化探异常等成矿预测因子进行了三维实体建模;采用立方体预测模型法对三维实体模型进行空间分割,并依据建立的找矿地质模型,给每一个立方体单元块赋相应属性值,建立数字找矿模型;进而对研究区地质、地球物理、地球化学等9个预测变量进行三维成矿有利条件分析与提取,采用三维信息法计算并统计各预测变量所包含的信息量,确定成矿有利组合的空间部位,并结合研究区内实际地质情况、已有见矿工程分布等因素圈定了3处找矿靶区;最后采用体积估计法计算得到3处找矿靶区的总资源量为4.67 t。     

隧道施工期超前地质预报实施方法研究

地质信息采集、超前预报与数据解译是隧道超前地质预报中的3个重要环节,首先讨论了超前开挖隧道的地质编录的工作方法,包括风险靶段分级、掌子面地质素描,进而绘制平面地质图,建立三维地质模型,计算不良地质体及含水体在相邻未开挖隧道的出露位置。在此基础上,详细讨论了仪器配合的关键问题,并开发了隧道超前地质预报自动选择程序,可以帮助操作员从中选择不同岩性地区、不同构造发育特点、不同地下水文条件下需要选择的预报方法,并建议了特殊地段的预报方法选择,最后结合工程实例讨论了几种常用的预报方法的数据解译过程中应注意的问题及典型不良地质体的判据。其结果对于隧道超前地质预报工作具有一定的借鉴与指导意义