三维地质建模研究现状与发展趋势

本文对三维地质建模技术的提出、三维地质数据模型及软件应用等方面的问题进行了总结，并指出了本领域未来的发展方向。     

三维地质建模及可视化系统的设计与开发

三维地学模拟是三维地质信息GIS可视化的核心内容。基于基础GIS软件平台MAPGIS,利用功能强大的三维可视化开发平台MAPGIS-TDE,设计、开发具有自主版权的三维地质建模及可视化系统。MAPGIS-TDE包括MAPGIS内核模块、MAPGIS-TDE基础平台、MAPGIS-TDE构建平台和基于MAPGIS-TDE的应用系统等4个层次。基于MAPGIS-TDE的三维地质建模及可视化系统分为地质数据管理、二维地质分析、地质断面处理、地质结构建模和地质属性建模等5大功能模块。系统实现时,将空间数据库划分为基础地理图形库、区域地质数据库、工程地质数据库、水文地质数据库、地球物理数据库、地球化学数据库等6类。该系统不仅提供了强大的地质数据管理、三维地质建模以及模型的可视化功能,还为专业技术人员提供了一个可视化的分析、设计平台。     

Micromine三维地质建模及其地质意义

通过对桌铜矿区地形、勘探线剖面图及中段平面图等基础地质资料的收集整理,利用Micromine三维软件,分别对矿区的地形、地层、岩浆岩、矿体进行了三维地质建模。在三维可视化环境下对矿体的形态、产状以及矿体与围岩、断裂的关系有了清楚的认识,对矿区整体的构造格架有了明确的把握。     

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。     

三维地质建模与GIS的结合研究

三维地质建模与GIS应用目的不同,由此决定了它们研究重点不同,这二者的相互结合能促进双方的共同发展,但目前对此还缺乏较系统的研究。这里在对三维地质建模和GIS功能进行比较分析的基础上,指出了二者相结合的意义,提出了二者相结合的途径并分析了各自的优缺点,最后对二者相结合的发展趋势进行了展望。     

3D GIS支持下的城市三维地质信息系统研究

介绍了3D GIS的发展现状与应用前景，详细地讨论了基于3D GIS构建的城市三维地质信息系统的设计思路和结构功能。在分析城市三维地质数据多种建模方法的基础上，采用一种基于TIN和TEN的混合数据结构来构建城市三维地质数据建模系统。另外，针对城市三维地质数据的特点，探讨了城市三维地质海量数据的采集与管理、城市三维地质数据信息的Web发布等重要问题，为系统功能的最终实现提供了完整的解决方案。     

贵州超大型锰矿集区的多尺度三维地质建模

黔湘渝毗邻区"大塘坡式"锰矿床具有世界上独特的成矿环境和机制,借助三维地质建模及可视化方式,可以直观而形象地进行研判.在系统分析和处理贵州松桃县超大型锰矿田及区域相关资料的基础上,利用QuantyMine三维矿业软件,分别构建了黔渝湘毗邻区的南华纪早期武陵次级裂谷盆地原型、古天然气渗漏沉积型锰矿田、松桃县大塘坡典型锰矿床等3个不同尺度的三维地质模型,科学地表达了该超大型锰矿独特成矿环境,揭示了成矿机理和赋存状况,为该类型的矿床研究和成矿预测提供了新的手段.      

地质实体模型的三维交互与分析技术研究

地质实体模型的三维可视化涉及到复杂地质体结构构造和相关地质属性数据的视觉表达与分析,利用科学计算可视化技术来充分、完整、交互式地展示与分析三维地质实体模型一直是三维地质建模领域的研究热点。研发的三维地质建模及可视化系统中可实现通用三维交互操作,包括三维模型的几何变换、三维交互定位与空间属性查询、三维模型的剖切、虚拟钻探、基坑开挖、隧道生成与虚拟漫游等。这些操作采用面向软件的技术,通过对现有的二维设备（如鼠标、键盘等）进行三维仿真,为全方位、多角度的认识和理解地质实体模型提供了强有力的支持。     

红格铁矿三维反演与地质建模

四川红格钒钛磁铁矿是我国重要的岩浆岩型铁矿石产出基地。在过去几十年中,对红格地区进行了不同程度的勘探,积累了大量地质、物化探资料。但是,这些工作比较分散,不同单位不同时期用多种方法开展了多种比例尺的地质、物化探工作,资料零散的分布于不同单位,没有进行过系统的梳理及研究。本文对红格矿区进行有地质约束的三维磁异常反演,建立了三维地质模型,并实现了三维可视化。分析所建三维地质模型,从宏观上推测了红格铁矿的成矿控矿规律及岩浆运移通道,微观上预测了红格矿区矿体空间位置、形态及控矿、容矿、含矿地质体的分布规律。另外,结合地质模型还进行了找矿潜力评价,分析了矿区外围和深部的找矿前景。     

三维地质建模及其工程应用

本文从三维地质建模的概念出发，探讨了其一般过程，包括地质变量预测、地质特征解译、空间分析等，并介绍了三维地质建模的体视化方法，最后以润扬长江公路大桥工程为例，运用切征级重建方法，建立地质模型，并进行了三维地质的分析。实践表明，三维地质建模技术是认识复杂地质体的空间关系和特征的强有力的工具，具有广阔的应用前景。     

三维城市地质信息平台

三维城市地质信息平台综合利用GIS、数字地质、现代数据库、计算机网络等技术,对研究范围的基础地质、水文地质、工程地质、环境地质、地面沉降、地球物理、地球化学、遥感、灾害地质等多专业的地质信息和成果进行集成和综合,实现对地质信息管理、更新维护、检索查询、分析评价、三维地质模拟和成果显示,在此基础上对城市地表与地下空间结构组织与空间资源、地质灾害、地下水资源与地质环境保护、地面沉降监测与防治、城市规划与建设、土地质量与后备资源等进行分析评价和预测模拟。     

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。     

松辽盆地西南部宝龙山铀矿三维地质建模

三维综合地质建模技术可以对各地质实体与构造-地层系统的三维空间展布及相互关系进行可视化和立体化的展示。松辽盆地宝龙山铀矿床具有独特的成矿环境和成矿机制,文章在系统分析和处理松辽盆地宝龙山铀矿床及区域相关地质资料的基础上,利用综合地质与储层建模软件平台（GoCad）的半自动化流程建模法,分别构建了松辽盆地西南缘白兴吐构造剥蚀天窗-构造-地层模型和宝龙山典型铀矿床两个不同尺度的三维地质模型,最终构建了松辽盆地宝龙山铀矿床的三维地质实体模型,科学地展示了该铀矿床成矿环境和成矿地质条件,为砂岩型铀矿的成矿研究和资源量定量预测提供技术支撑。     

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。     

鄂尔多斯盆地白垩系三维地质建模研究

鄂尔多斯白垩系盆地三维地质建模是三维地下水数值模拟的基础。对于大尺度复杂区域的地质建模,选择了新一代三维地质建模软件GOCAD。以现有的钻孔、物探和地质基岩图等数据为基础,建立了以ArcGIS为平台的含水层地下水信息系统,以数字高程模型(DEM)作为地表模型,用离散光滑插值方法建立白垩系各含水岩组地质模型和地质体模型。经过误差分析,所建立的地质模型能满足当前的精度要求,同时也验证了建模思路的可行性。     

GOCAD技术在城市环境地质评价中的应用

随着我国城市化进程的不断加快,很多城市产生了一系列的环境地质问题,如地震、滑坡、泥石流,地面沉降和洪水等,如何尽快进行全面环境地质调查工作,以避免不断的环境地质灾害给人们生命财产造成的严重损失,已经越来越迫切.而三维地质建模技术是近年来逐渐成熟起来的一项先进的计算机技术,将三维地质建模技术应用于城市环境地质调查能够更直观和方便地展示城市环境地质调查的成果,并能根据需要揭露相关的地层,加速其信息化的进程.     

Geo3DML在三维地质建模中的应用研究与建议

由中国地质调查局组织研制的《三维地质模型数据交换格式》已制定完毕,并进行了一定范围的试用,即将发布实施,这是中国区域地质调查、矿产资源勘探以及数字矿山界的一件大事,它将促进三维地质建模技术在我国的广泛应用。通过研究与试用,阐述了对该标准的理解;给出其在三维地质建模中的应用实例,包括三维地质填图试点项目、矿产资源勘探项目;讨论了该标准的数据与数字矿山常用的DXF转换的必要性与具体实现方法。将该标准与国际地球科学联合会(IUGS)及开放地理信息联盟(OGC)制定的GeoSciML进行比较,指出Geo3DML是面向三维地质模型的表达,而GeoSciML以前的版本则侧重于互联网环境下传统的二维地质图件的地图服务与要素服务。最后对该标准的应用实施提出了8点建议：给Geo3DML以应用机会,将Geo3DML升级为国家标准,对Geo3DML补充一些细节,向相关行业宣传Geo3DML,在地质调查与矿山资源勘探项目中积极使用Geo3DML,将Geo3DML作为地质报告评审中三维地质模型的数据格式,三维地质建模软件厂商积极支持Geo3DML,数字矿山软件与Geo3DML接轨。     

润扬长江公路大桥三维地质分析

该文从三维地质建模的概念出发,探讨了其一般过程,包括地质变量预测、地质特征解译、空间分析等,并介绍了三维地质建模的体视化方法,最后以润扬长江公路大桥工程为例,运用切片级重建方法,建立地质模型,并进行了三维地质分析.实践表明,三维地质建模技术是认识复杂地质体的空间关系和特征的强有力的工具,具有广阔的应用前景.