基于GOCAD的三维工程地质地层建模研究

三维工程地质地层模型的建立能够更为直观地观察城市地下空间的地质结构,能够为岩土勘察、设计和施工提供辅助参考。论文依据《长春市两横两纵快速路系统——二环路工程（二段标）岩土工程勘察报告（详勘）》中提供的钻孔数据,采用GOCAD三维地质建模软件建立了研究区局部路段地层分布的三维工程地质地层模型。通过应用实例证明,GOCAD软件具有快速建模,可视化效果良好的特点,能够较真实地反映地层实际分布情况,将其应用于岩土工程的勘察工作中是切实可行的。     

苏州城市规划区三维水文地质模型的构建

三维水文地质模型可全方位展现地下含水介质的空间分布特征,是含水层系统分析的有效手段。以研究区水文地质工程地质与第四纪钻孔、地表DEM、基岩面、第四纪模型、水文地质剖面图、水文地质条件图等为基础数据,以苏州城市地质信息管理与服务系统为平台,采用"钻孔—地质剖面/等值线—地层实体"的整体建模思路,创建了苏州城市规划区三维水文地质结构模型,为苏州城市地下水资源信息化管理和城市可持续发展提供基础地质数据和科学决策依据。     

城市地下空间资源评价三维建模方法研究与实践:以上海市为例

城市地下空间开发利用是智慧城市发展的重要组成部分。构建城市地下空间三维地质模型和属性模型,能够立体直观地展示地下构筑物、河道、水系等,进一步与三维模型融合后,可以更好地展示地下空间资源质量。本文以上海市中心城区地下空间资源评价为示范,设计了三维地质结构和属性模型一体化建模方法,构建了上海市中心城区地下空间三维地质模型,实现了三维地质模型与地下构筑物模型的自动融合。最后根据上海市城市地下空间资源开发利用适宜性评价模型,实现了城市地下空间资源评价的三维建模。本文成果已经应用于上海市中心城区地下空间总体规划、局部规划以及工程建设项目中。     

二维地震和高密度电阻率测深揭示雄安新区浅部三维地质结构特征

雄安新区位于冀中平原中部,地下结构具有新生界地层厚度大、成层性好、构造活动相对稳定的显著特点。为精细刻画浅层地质结构,查明断裂构造特征,提高浅部探测精度,本次研究采用二维地震和高密度电阻率测深结合的方法,取得了重要进展,主要包括：(1)精细刻画了工作区200 m以浅深度范围内地层结构和断裂构造空间展布特征;(2)构建了三维可视化地质结构模型,直观展示了调查区新生界地层起伏形态和主要断裂构造空间分布;(3)分析总结了城镇化高干扰背景环境下地球物理方法的探测深度、横纵向分辨率、目标体响应特征和适用性等。本次研究有效支撑和服务了雄安新区的规划、建设以及地下空间开发利用,对大厚度沉积盆地城市地下空间的地球物理探测具有借鉴意义。     

三维立体成矿预测中区域大比例尺建模技术研究与应用

基于二维平面开展的地质找矿工作已难以适应目前的要求,而三维地质建模技术在立体成矿预测中的应用愈加广泛,其中绝大多数三维建模技术都基于矿区的钻孔数据进行建模,然而矿区外围缺乏钻孔数据给三维建模带来了困难。总结了矿区外围缺少钻孔情况下的三维地质建模流程,基于地表地质测量数据,结合高精度地球物理数据三维反演等技术,直观地刻画出地下一定深度范围内的构造、岩体、地层等空间展布的三维“地质图”,为区域大比例尺开展立体成矿预测提供基础技术支撑。     

江苏镇江城市三维地质结构模型的建立及其地质意义

随着镇江城市建设发展对地下空间的开发和利用,以及对城市地质环境及其地壳稳定性的需求,城市地质调查兴起。本文根据城市地质调查成果,即第四系松散沉积层各时代岩相分区、钻孔分层信息等资料,首次采用分区建模方法,构建了第四纪三维地质结构模型;根据基岩岩相分布、主干隐伏断裂,构建了基岩三维地质结构模型。三维地质结构模型揭示了地层的沉积历史,展示了地层的纵横向分布、沉积环境在三维空间的相变关系、以及断裂对地壳稳定性的影响,可为城市建设提供重要支持。     

黄沙坪多金属矿床综合信息三维找矿模型的构建

通过使用"探矿者"软件,建立了湖南黄沙坪多金属矿床局部综合信息三维找矿模型。在收集和整理研究区的地质图、地形图、地质剖面图、钻孔柱状图的基础上提取钻孔数据,建立地质空间数据库。通过分析矿床控矿条件,构建主要控矿地质体的三维数字模型,实现局部综合信息找矿模型的三维数字化。从矿体模型中,可以直观地观察矿区内矿体的产状和空间分布特征。地层模型和石英斑岩-矽卡岩岩体模型比较准确地展示了主要赋矿地层和石英斑岩-矽卡岩岩体对铅、锌和钼矿体的控制作用,从而证实了该软件具有较全面的功能及建模方法的有效性,为矿床进一步的勘查预测工作提供了依据。     

基于GMS的北京顺平地区三维地质结构模型

地下水数值模拟软件GMS提供了基于钻孔资料的三维地层生成模块,借助于GMS软件中地层模拟模块,利用钻孔数据、地层剖面资料、地质图和DEM数据,结合虚拟钻孔方法,构建了复杂地质结构区—北京顺平地区三维地层结构模型,模型包括太古宇密云群,长城系、蓟县系、青白口系、寒武系、奥陶系、石炭—二叠—侏罗系、深层第四系和浅层第四系等9组地层,刻画出了各层分布的空间范围,模拟了山区地表高程的起伏变化、断层产生的地层错动等情况,为研究区地质和水文地质条件分析及地下水数值模型的建立奠定了基础。     

新疆红海块状硫化物矿床三维地质建模及勘探应用

三维地质模型集成了大量的地质、地球物理、地球化学、遥感及钻孔数据,不仅具有直观可视化以及人工交互功能,而且能够反应地下深部构造信息,为矿产勘查提供强有力的依据.本文结合新疆哈密红海VMS型铜(锌)矿床,利用实测数据和解译数据在Gocad平台创建了三维地质模型.三维结构模型说明了收集的数据、建模的方法及流程,反应了矿体形态及地质体之间的主体关系,三维栅格模型具有的多信息属性显示了矿体中Cu品位的分布变化情况,Kriging法计算了黄土坡块段矿体资源量,并为勘探圈定了一个新的靶区.     

多源数据三维地质结构模型约束的属性建模方法：以北京市通州城市副中心为例

支持多源异构数据的三维地质建模方法一直是三维地质建模研究的重点和难点之一。本文以北京市通州城市副中心工程地质勘察为例,设计了一种多源数据三维地质模型自动建模方法。该方法首先在数据预处理阶段,利用剖面、地震剖面解译及等值面(线)等数据生成虚拟钻孔,从而将异构的多源数据统一转换成同构的虚拟钻孔数据,然后利用钻孔和虚拟钻孔实现三维地质结构的自动化建模;根据已构建的三维地质结构创建属性模型结构约束,采用六面体网格或四面体的单元结构构建属性模型网格;属性模型网格中的每个属性块通过三维空间插值方法进行属性赋值,然后将属性变化映射为颜色变化,建立了相应的三维地质属性模型,实现了多源数据三维地质结构模型约束的属性建模。该方法已经应用在工程地质勘察和城市地下空间开发等领域,通过使用多源异构的建模数据,使构建的三维地质模型更加完善,有助于三维地质模型的推广和应用。     

城市地下空间资源地质环境适宜性评价方法对比分析

为了选择最优的地下空间资源地质适宜性评价模型,对地下空间进行资源科学、合理的评价,给地下空间开发提供合理的规划支持,笔者等选取了3种不同的模型,对其进行对比分析,总结其优缺点及适用条件,并以深圳市南山区为例进行地下空间资源地质适宜性评价,利用 ArcGIS生成了南山区地下空间资源地质适宜性评价分区图。评价结果表明,最不利等级判别法评价模型较为适用于南山区的地质适宜性评价,突出了敏感因子对于南山区地下空间开发的制约性作用。笔者等的研究对未来地下空间资源地质适宜性评价的模型选择具有一定借鉴意义,为深圳市南山区的地下空间规划提供一定的参考。     

北京山前平原区第四系三维结构调查方法研究

随着我国城市化进程的加快,城市供水、地下空间资源利用、建筑物地基处理、垃圾安全处置等工作,越来越与地质工作紧密相关,特别是许多在第四纪沉积物基础上建设的大都市,都面临着地震、活动断裂、地面沉降、水资源紧缺、建设空间不足、环境恶化等方面的威胁。北京市作为世界上少数几个著名的巨型城市之一,也面临着同样的问题。这些城市的生存和发展与第四纪松散沉积物关系密切,为了预防或减少上述问题的发生,需要详细了解第四系的三维地质结构,提供地质体空间详实的展布资料。本文在详细地介绍了北京平原区第四系的分布、类型和特点的基础上,对北京市平原区第四纪松散沉积物开展三维地质结构调查的方法进行了深入研究,提出了建立三维地质结构模型的步骤和程序。在此基础上建立了北京平原区三维立体地质结构数字模型。为在城市地区开展第四纪地质调查工作进行了新探索,并取得了较好的效果。     

城市地下空间三维地质模型可视化技术研究

目前,城市地下空间信息化发展面临着海量数据组织、管理和可视化显示等亟需解决的关键问题。本文顺应国家新型智慧城市建设趋势,提出并实现了城市地下空间三维地质模型可视化技术,构建地质三维模型分级数据,按照不规则四叉树结构形成LOD数据;基于构建的三维空间网格码规范编码,运用降维、非布尔运算的方法,实现最大精度化的地下空间模型数据无限逼近的融合;并采用多渲染引擎的混合渲染架构,支持DirectX、WebGL（OpenGL ES）、OSG（OpenGL）和游戏引擎（Unreal Engine）等多引擎渲染,实现TB级地下时空数据的真实感可视化与高效调度,为城市地下空间开发利用提供数据支持和辅助决策分析支撑。     

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。     

北京市平原区第三纪工程地质条件初探

随着北京市地下空间开发的深层化发展,关于北京市第三纪工程地质条件的研究的重要性逐渐凸显。相对于第四纪工程地质,这方面的研究相对薄弱。本文在系统分析大量工程地质资料的基础上,根据沉积学一般原理,首次从地质构造角度对北京平原区第三纪沉积规律进行了系统研究,获得了一系列重要结论,并此基础上进一步结合大量的钻孔地层资料和物理力学试验资料对中心地区(336km2面积,100m深度范围),进行了工程地质统一分层的探讨,为今后中心地区深部地下空间规划提供了重要技术支撑,同时也为进一步的第三纪地质条件、尤其是工程地质条件研究提供了可借鉴的方法与思路。     

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。     

潍坊市北部漏斗区的含水层调蓄库容研究

近年来,由于过量开采地下水,潍坊市北部地区形成了大范围的地下水降落漏斗,而漏斗区产生了连续的储水空间。本研究收集了潍坊市北部水文地质条件资料,分析了研究区地质构造,并划分了水文地质单元。同时,选取研究区有代表性的钻孔,绘制了水文地质剖面图,刻画地下含水层的空间分布状态。然后根据土壤粒级将地下空间划分为透水层、弱透水层和不透水层。其中,透水层再细分为潜水含水层、微承压水含水层和承压水含水层。最后,利用松散岩型地下水调蓄公式计算研究区调蓄库容。本研究还利用GMS空间建模,绘制了地下水库三维实体模型。研究结果表明,潍坊调蓄区段内地下水补给源条件及调蓄条件良好,具有很好的储蓄水能力。研究区的调蓄库容为11.81亿m3,可开采量为9.44亿m3。这些研究结果为潍坊市利用地下空间储存水资源提供了数据支持。     

基于GIS的武汉市长江新城地下空间资源质量评估

地下空间开发是当下城市建设的热点. 为服务于长江新城地下空间规划建设, 在多要素城市地质调查所获取的大量基础数据和成果资料的基础上, 结合GIS技术, 开展长江新城地下空间资源质量评价, 得到长江新城不同深度的地下空间资源质量分区图. 结果表明: 浅层、次浅层地下空间资源质量总体为良-优, 且西南侧明显不如东侧和北侧, 主要受现有地下构筑物、软土及地下水等因素的影响; 次深层、深层地下空间资源质量总体为中-良, 主要受开发深度、岩溶及岩体开挖难度的影响.     

城市地下空间资源综合利用实践——以成都市地质环境图集(2017)数据集为例

在全面收集地质和工程勘察资料基础上,系统梳理了成都市地下空间资源综合利用需要防范关注的7类地质问题以及需要统筹保护的4类地质资源。根据城市地下空间资源综合利用约束性地质要素（地质问题、地质资源）和地质结构在垂向上的差异,将成都市0~200 m地下空间划分为0~30 m、30~60 m、60~100 m、100~200 m 4个层位,在此基础上,提出了成都市地下空间分区、分层开发利用建议,编制了《支撑服务成都市地下空间资源综合利用地质环境图集》。图集范围覆盖成都市中心城区、高新西区、高新南区、国际生物城、天府新区成都直管区、天府空港新城、简州新城、淮州新城等重点地区,包括39张图件和1个地质调查报告。图集为成都市城市地下空间综合利用、城市空间优化拓展、城市功能品质提升以及国土空间开发、空间转型升级和城市集约、绿色、可持续发展提供了地质依据,对于全国其他城市开展同类图集编制具有示范和借鉴意义。