复杂地质体三维实体建模方法

依托常规GIS技术的建模手段不能满足复杂地质体三维实体建模的需求,其建模效果在真三维建模、实体模型应用等方面受限。本文根据复杂地质体的特征,将复杂地质体分为层状的连续型非倒转地质体、非连续型(断裂)地质体、倒转褶皱地质体和非层状地质体。从三维实体建模的角度,提出数据拆分、数据控制、数据简化三种建模数据处理方法,并借助三维GIS的可视化技术与GOCAD真三维建模能力,研究基于GOCAD软件的复杂地质体三维实体建模方法,详细阐述了四类复杂地质体的具体实现方法,并构建三维实体模型。     

基于深度信念网络的地质实体识别方法

地质实体作为地质信息表达的核心要素,对其准确识别是地质文本数据挖掘和应用的重要基础。本文通过分析各种类型文本数据中地质实体信息的描述特点,构建了地质实体信息的标注规范和语料库,设计了基于深度信念网络(Deep Belief Networks)的地质实体识别模型,解决了文本数据中地质实体信息的结构化、规范化处理问题。以矿产资源地质调查报告为实验数据,对本文的地质实体识别方法性能进行了评估分析。结果表明,深度学习模型能够在较小规模语料库的基础上,达到较好的地质实体识别性能。     

内蒙古开鲁盆地水文地质实体结构分析与判识

本文根据大量的野外地质钻探、水文地质试验、岩性调查等资料 ,从区域地下水形成的地质条件入手进行分析。查明了研究区第四纪地质实体各期岩相古地理、沉积构造特征、地层空间结构、沉积物粒度的空间变异 ,据此进行了地层分区。为研究区含水层系统的分析与辩识 ,研究垂向水交替 ,准确测定有关参数提供可靠的地质依据。     

通用地质坐标系在地质实践中的应用

通用地质坐标系(Gerneral geological coordinate system)是能计算地学要素中点、线、面几何关系的计算方法,其中提出的地学要素标准化方案在基于GIS的地质图件编绘中能起到很好的作用。通过岩层真厚度计算、用钻孔资料确定地下岩层产状、弯曲钻孔计算、基于GIS的地质图图切剖面中真视倾角计算等实例以及通用地质坐标系中提出的标准化方案在图件编绘中已显示出优点,说明通用地质坐标系具有简便实用性、先进性与系统化的特点,其在地质领域中应用可以发挥很大的作用,建议推广应用。     

基于Monte Carlo模拟的三维剖面地质界线不确定性分析

三维剖面地质界线是构建三维地质结构模型的重要基础数据,其不确定性会影响三维模型的几何形态和属性分布。以单一分布为假设前提的统计学不确定性分析方法掩盖了其他概率分布特征对模型的影响。突破单一误差分布条件的假设前提,本文使用Monte Carlo方法模拟了不同概率分布情况下地质剖面数据中地质界线的抽样采集,以及地质界线空间分布的不确定性;依托地质界线空间位置与地质属性的耦合关系,提出了用地质属性概率分布实现地质界线空间不确定性的定量可视化,并结合实际地质剖面探讨了多种概率分布条件下地质界线的空间不确定性。实例研究表明,基于Monte Carlo模拟的不确定性分析方法可以突破单一误差分布假设条件,结合地质属性概率可充分揭示出建模数据的内在不确定性与模型外在要素形态之间的耦合关系。     

面向成矿分析的黄金遥感数据库归一化模型

在完成全国黄金遥感数据库项目工作实践中提出作用归一化方法,将面向目标分析１关系密切的地质要素进行数据融合处理,建立面向地质成矿分析集属性、几何、拓扑关系于一体的数据模型,从而大大方便了不同要素间空间位置的查询和检索,利于多源数据复合分析,克服了以往的专题分层模型实体间相互割裂的缺陷。     

基于三维数字地质模型的地质空间动态剪切分析技术

基于三维数字地质模型的地质空间剪切分析是"玻璃国土"建设所面临的关键技术之一。其难点包括复杂三维数据环境中的高效实体布尔运算方法,以及相关三维实体语义信息的实时查询处理。采用基于BSP树的多边形合并与分解技术,实现三维空间实体的布尔运算与矢量剪切;采用多线程实现不同要素集合的并行裁剪运算,并在三维空间数据库引擎的支持下,进一步提升地上地下一体化信息处理和语义查询效率。以武汉市规划信息系统为例,实现了地下硐室和隧道动态开挖过程的三维地质空间剪切分析,并结合水利水电工程地下厂房设计和矿山三维巷道设计实例,说明了基于三维数字地质模型的地质空间分析的综合应用效果。     

琼西南千家地区地层的变形变质特征及划分

根据地层的变形变质特征，将琼西南千家地区的地层（狭义的）划分为岩石地层、构造地层及构造岩层3个系列。从各类地层的变形变质特征来看，该地区至少发生过6次重大地质事件。     

测井曲线在含煤岩系的划分及对比中的应用——以贵州省盘县北部某井田为例

依据视电阻率、伽马—伽马、自然伽马和自然电位等测井曲线在不同岩性地层的响应特征,结合钻探成果和煤样化验资料,对贵州省盘县北部某井田含煤岩系进行综合对比。通过对多个钻孔测井资料分析,归纳出该区识别不同煤岩层的测井曲线特征及组合类型,确定了该区煤岩层对比的标志层位,据此对该区T1f/P3l地质界线进行了圈定,以及煤岩层对比与断层解释。     

地质数据库的逻辑设计

通过对地质数据及其之间联系的分析,得出地质数据的实体－联系图。应用规范化理论及数据依赖的理论,把实体－联系图转换成关系模型,得到地质数据库的一组关系模式。     

地质断层三维构模技术研究

对包含断层的复杂地质体三维构模技术展开讨论并提出相应的解决方案。分析了实际勘察所获取的断层数据类型,设计了标准的断层数据库格式;系统地评价了两类基本的断层构模方法（即基于地层恢复的断层构模技术和基于分区插值的断层构模技术）,分析了各自的特点和不足,在此基础上提出了断层与地层的统一构模技术;该技术既能应用于同沉积断层,又能适应断层终止于地层内部的情况,还能处理具有多值面的逆断层构造的拟合问题,在理论上能够构造任意复杂的断层系统。通过北京奥运公园场址的断层构模实例验证了该方法的有效性。     

1:100万中华人民共和国数字地质图空间数据库

中华人民共和国1∶100万数字地质图数据库是根据统一标准和要求编制的专题数字地质图,以中华人民共和国1∶50万数字地质图数据库为数据源,在综合研究的基础上,充分吸收近年来地质调查1∶25万、1∶20万、1∶5万等区调工作新成果、新资料,应用地质编图新技术、新理论和新方法编制而成。以年代地层单位为主、辅以岩石地层的表示方法,侵入岩按“岩性加年代”表示方法,进一步提高了基础地质的研究程度。地质图数据库内容丰富,信息量大,数据量约为1.2 GB,标示了岩石地层单位5347个图例,侵入体“岩性加时代”单位1780个图例,跨省区重要断裂93条,各省（市、自治区）内重要断层558条,同位素年龄数据1545个（组）,有代表性的钻孔382个。所有地质体的面元及线元、同位素年龄和钻孔都建立了相应的属性,相邻图幅之间进行了接图处理,编写了编图说明书和元数据。数据库采用统一的线型库、符号库、色标库等,成图过程全部采用MapGIS6.5平台计算机辅助成图,成图精度高,质量好,符合设计要求,全国64幅图采用分4个片区的工作方法,最后统一编制而成。该数字地质图是目前中国资料最全、内容最新的1∶100万地质图,是中国第一份应用GIS技术的1∶100万数字地质图的最新成果,充分反映了中国地质构造特点和当前地质研究的新水平。     

基于线框架模型的三维复杂地质体建模方法

提出了一种基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法,在准确表达复杂地质体各要素空间几何形态与相互关系的基础上,实现地层交错情况下断层面、地层面模型及复杂地质体模型的准确快速构建.建模实践表明:基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法是准确高效的,能适应常见复杂地质条件下三维复杂地质体模型的构建.     

基于地质剖面构建三维地质模型的方法研究

地质剖面是三维地质建模的重要数据源,运用地质剖面构建三维地质模型的方法应用较为广泛。在模型构建之前,统一确定模数据的坐标系和比例足,建立原始资料数据库。构建三维地质模型的关键是不同地质界面。本文详细介绍了模型边界面、断层面、地层界面、岩体界面等4种主要地质界面的构建流程与方法,尤其对褶皱构造、地层界面的断层效应、复杂岩体界面等的构建进行了重点阐述按模型边界面(模型的底界面和四周边界面)、DEM面、断层面、其他地质界面的顺序依次构建地质界面,构建断层面和其他地质界面时严格按先新后老的顺序。运用已构建好的地质界面按先新后老的顺序逐个、依次建立单个地质体,再将所有地质体的面模型组合成整个模型的面模型。通过对面模型进行网格(实体)填充和对网格赋予相应的属性值,最终构建三维地质模型。     

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。     

面向野外地质填图的空间实体对象表达

开展以计算机技术为核心的辅助地质填图野外数据采集，必须以野外地质空间实体数据的采集为主线研制地质填图野外数据采集系统，运用软件工程学和系统工程学的方法，把面向对象软件工程开发技术与实际野外地质填图流程相结合运用到系统开发的各个环节，研究面向野外地质填图空间实体的分析方法和面向野外空间实体的数据对象的分析模型，建立了野外地质空间实体E－C－R模型，类层次结构及信息结构模型，为系统实现及系统集成提供了可行的技术开发路线。     

遥感在宁夏贺兰山东北段1∶50000区域地质调查中的应用研究

以SPOT5及ETM+影像为基础数据,采用3D GIS遥感技术,通过对研究区岩性地层、线性构造、环形构造等地质体的遥感影像特征系统总结,结合野外调查,建立岩性地层及构造解译标志,对宁夏贺兰山东北段1∶50 000区域地质调查工作区进行遥感地质解译。解译结果表明:研究区西部多被贺兰山岩群和古元古代花岗岩覆盖,中部及东南部大部分为第四系和新近系地层;东部石峡谷、黑龙贵及老石旦镇地区,主要出露地层有奥陶系及寒武系;研究区构造发育,主要分布在西部贺兰山基岩区,共解译出线性构造113条,以NEE向和近SN向线性构造最为发育,线性构造相互切割,形成"块状"特征;环形构造33个,在区域上总体呈SN向条带状分布;褶皱4处,均为紧密型褶皱组合;不整合界线1条;总体呈"西部构造发育,局部呈块状,东西差异明显"的特点。实践表明,在1∶50 000区域地质调查中应用遥感和GIS相结合的方法,对提高区域地层构造认识以及遥感解译精度有较大帮助,能有效提高填图质量和工作效率,在区域地质调查工作中有良好的应用价值。     

基于MapGIS的巷道地质素描图绘制系统设计与实现

根据金属矿山地测数据管理业务需求,首先剖析了巷道地质素描图组成要素,设计了基于MapGIS的巷道地质素描图的绘制流程以及绘制系统的组成模块。巷道地质素描图组成要素主要由基本信息、地层信息、构造信息、水文地质信息、刻槽样轨信息与样品化验信息组成。巷道地质素描图绘制系统主要由数据管理、坐标转换、巷道素描图模板自动生成、组成要素绘制、矿岩类型与面状构造、刻槽样轨自动生成、自动注记、巷道综合地质素描图生成等8个模块组成。接着,采用面向对象的方法,分析组成巷道地质素描图空间实体对象及其实体对象之间的拓扑关系,建立了支持巷道地质素描图自动绘制的逻辑与空间数据模型。最后,基于MapGIS平台及其组件式开发技术,实现了巷道地质素描图绘制系统,绘制了上海宝钢集团梅山铁矿巷道地质素描图,取得了良好效果,为矿山地质图件的信息化建设提供了应用的依据和实践经验。     

钻探-物探测井技术在覆盖区填图中的应用研究

钻探作为获取深部地质信息的最直接手段,可查明第四纪地层序列,确定基岩顶面埋深与起伏、验证推测模型、研究地质构造、圈定地质体间的重要接触关系,服务于覆盖区填图。物探测井是一种科学有效的井内探测手段,利用特定的岩性或岩性组合对应着特定的测井参数组合的特点,利用测井参数组合可识别地层的岩性、确定地层的深度与厚度,可进行地层划分对比等。钻探-物探测井技术的综合利用,将提高覆盖区勘探效率,降低勘探成本,为下一步开展的覆盖区填图工作提供技术方法支撑。     

基于GIS的区域地质调查信息系统设计与建立

针对区域地质调查数据管理的具体要求和目标,分析了该信息系统的系统需求,阐述了基于COM组件技术的区域地质调查数据库的建立方法,利用关系型数据库SQLServer建立空间数据库和属性数据库,实现空间数据和属性数据一体化管理,在Delphi编程环境下采用MapObjects控件开发系统用户界面,并对系统数据库、结构和主要模块的功能进行总体设计。