论中国“玻璃国土”建设

“玻璃国土”是在一个国家范围内对“玻璃地球”的称谓。这是一个地质信息和地理信息相结合并存储于计算机网络上
的、可供多用户访问和开展决策分析的三维可视化虚拟浅层地壳。其目的是便于矿产资源的发现和评价,同时揭示地质灾害孕育
背景和机理并实现预警和减灾。“玻璃国土”建设不仅涉及理论、方法论和高功能三维地质信息系统的研发,还涉及获取深部探测
新资料能力、新资料综合和解译能力的建设,以及矿产资源勘探、工程地质勘察和地质灾害预警等模式的建立,核心是地质信息科
学和技术。“玻璃国土”建设的目标与各地质矿产部门所进行的信息化建设目标一致,但更系统、更完整、更完善,需要多部门联合
行动。      

三维可视化动态地质建模系统研发与应用

地质体三维可视化动态建模软件系统的研发涉及地质数据三维可视化、地质体三维动态构模和地质专业空间决策分析
等一系列方法、技术问题。采用基于非均匀有理样条(nonuniformrationalB-spline,简称NURBS)等多种函数的空间插值法,基于
钻孔、剖面、散点集和多源数据的构模法,以及基于单体塌陷的通用网格简化算法(generalmeshsimplification,简称GSM)和Grid
+CSR-Tree三维空间混合索引法,在QuantyView软件平台上研发了一个具有快速动态重构能力的三维动态地质建模系统。在
多个地区的实际应用表明,开展“玻璃国土”建设对于推进地质勘查与开发工作信息化具有重要的意义。      

滑坡透明化研究与应用:以黄土坡滑坡为例

以自主研发的三维可视化平台(QuantyView)为支撑,建立了三峡库区黄土坡滑坡及其中大型野外试验洞的三维地质
模型,以虚拟的滑坡模型为透明的载体,集成了地质勘察与试验洞设计数据,可以为滑坡研究提供全面的数据支持,也增强了滑坡
研究的直观性与洞察力,研究结果表明在地质灾害勘察、治理领域开展“玻璃地灾”建设是必要和可行的。      

数字城市三维模型的地上下一体化剪切方法

三维数字城市模型中地上下三维模型的数据种类复杂,多种数据的自适应性剪切技术是个难点。依据各种GIS三维模
型的特点,定义地理和地质实体的语义模型,并针对不同对象使用基于空间分区二叉树(BSP树)的剪切算法,自适应地完成了数
字城市地上下集成数据模型的一体化剪切和拓扑重建。最后结合南京市三维数字城市示范区地上下模型数据进行了应用试验分
析,验证了该方法的有效性和实用性。      

地质空间认知与多维动态建模结构研究

地质空间建模本质上是通过有限的地质空间数据,重构地质空间对象和格局,以恢复或模拟特定地质空间相关特征供
人感知的过程和工具。从空间认识的角度分析讨论了地质空间的本质特征,提出了三维地质建模的5个技术层次结构、对应的模
型层次划分和三维地质建模生命周期。实际应用表明,该体系结构能够有效支持地上地下一体化三维地质建模。这将有助于多
维地质空间建模理论体系的建立与完善。      

面向地质大数据的结构-属性一体化三维地质建模技术现状与展望

开展三维地质建模的目标,不应当只是实现地质体框架的可视化表达,而应当同时实现地质大数据的聚合、管理、挖掘、分析和共享。然而,传统的方法和技术难以实现顾及地质语义的结构-属性一体化三维地质建模与耦合表达。多点地质统计学方法虽然便于多源数据、地质先验知识、结构-属性的融合建模,却仍然受到数据结构表达能力不足、三维训练图像难以获取和非平稳现象的限制。面向地质大数据集成与管理的要求,详细讨论了三维地质建模中的空间数据模型、基于多点地质统计学的结构-属性一体化集成建模方法、以及基于三维地质模型的地质大数据集成与管理的框架与模式。发展新型的面向地质结构-属性耦合表达的统一空间数据模型,以及知识驱动与数据驱动协同的三维地质结构-属性一体化集成建模技术体系,着力构建出地质大数据的聚合、集成、管理、挖掘和分析的可视化环境与操作平台,是未来三维地质建模领域的研究热点和前沿方向。      

碎屑岩储层模型的转换波正演模拟波场特征及其分辨率分析

基于东部某油田物性资料,建立典型碎屑岩储层模型,利用弹性波方程交错网格有限差分正演,对模型进行多波正演模拟。
通过分析正演模拟的炮集记录、叠前偏移剖面以及振幅属性,总结了多波正演的波场特点及其分辨率。分析结果表明,转换波反射频
率比纵波的低,能量随偏移距的增加而增加,零偏移距处能量为零;转换波在地层厚度为λ/4处发生调谐效应,调谐振幅属性变化规
律与纵波变化规律一致;综合考虑该区纵波、转换波波速以及不同深度的纵波、转换波中心频率变化,可知在该区目标层深度转换波
分辨率低于纵波分辨率。      

随机模拟及遗传神经网络方法预测煤层气资源量

煤层气资源量计算是合理选择煤层气开发区块的重要依据。除煤层的空间体积外,影响煤层气资源量计算的不确定性
因素主要有以下2种:煤层含气量预测和煤层属性参数空间分布。利用随机模拟和神经网络方法对沁水盆地柿庄南部煤层气区
块的资源量进行了计算,并比较了不同纵向网格大小和回归方法计算的煤层气资源量的结果。在分析煤层含气量与测井数据相
关关系的基础上,选取有效埋深、自然伽马、深侧向电阻率和密度作为神经网络的输入层,测试的煤层含气量作为输出层,利用遗
传算法优化权系数和网络结构,建立了准确的神经网络模型;然后,利用序贯高斯随机模拟方法建立了有效埋深、自然伽马、深侧
向电阻率、密度的三维分布模型,再利用已建立的神经网络模型预测了煤层含气量的三维分布;最后根据密度分布模型和煤层含
气量的三维分布计算了煤层气的资源量。神经网络预测的煤层气量平均绝对误差为-0.03m3/t,平均相对误差为-0.25%。在
随机模拟基础上计算的资源量分别为:精细模型的平均值8.05×109 m3,粗化模型的平均值8.01×109 m3。回归法计算的平均
值9.08×109 m3。结果表明:与多元回归方法相比,神经网络方法可以准确地预测煤层含气量值;综合神经网络和随机建模方法
可以用来预测煤层气资源量并研究其不确定性;储层模型的纵向网格大小对煤层气资源量计算结果影响不大;利用回归方法计算
的煤层气资源量大于神经网络方法计算的结果。      

“玻璃油田”建设与油气勘探开发信息化

探讨了“玻璃油田”与“数字油田”的关系,针对油田勘探开发及其信息化方法和技术的特殊性,详细阐述了“玻璃油田”
建设的思路和若干关键技术问题:深部探测技术、三维地震数据智能解释技术、四维“数字油藏”表征与分析技术、四维数字油气成
藏模拟技术、三维可视化技术、虚拟现实技术、增强现实技术等;最后指出了“玻璃油田”建设将为油田勘探开发信息化带来的发展
前景。      

GeoMUST技术及其在提高地震资料信噪比和分辨率中的应用

地震勘探方法中的信噪比和分辨率是矛盾的对立统一体,常规地震资料处理流程很难在提高信噪比的同时提高分辨
率,本文基于中国近海某工区数据,提出一种新的处理技术,在地质导向下采用多种方法将提高信噪比和提高分辨率分开进行处
理,在处理的过程中互不干扰;再采用最优加权叠加技术将多处理流程得到的各自结果叠加起来,该技术简称为GeoMUST技术。
合成记录处理试算和实际资料处理结果表明该技术可以兼顾信噪比和分辨率以及保真度。      

地球化学资料定量识别层序地层单元技术综述

应用地球化学资料识别层序地层单元的方法包括:碳氧同位素法、黏土矿物法、胶结物含量法、微量元素法、稀土元素
法、TOC识别法、镜质体反射率法等。上述方法识别层序地层单元具有识别准确和分辨率高等优点,缺点是容易受到样品采样不
连续的限制和受成岩作用、岩浆作用、构造作用等其他因素的影响。因此,在多地球化学指标结合识别层序地层单元的基础上,还
应结合测井、地震、古生物等资料开展层序地层单元综合识别。      

预优共轭梯度法及井资料约束的磁化强度成像

磁化强度成像反演方法可以得到地下介质的磁化强度分布,可以反演任意形状磁性体,比模型参数反演占优势。但因
为该方法计算量和存储量较大,分辨率低,“趋肤效应”严重,导致其应用受到限制。共轭梯度法迭代计算的基本单位是列向量,减
少了计算时间和存储空间。再将核矩阵作用于与单元体深度有关的预优矩阵,可以提高反演分辨率并减弱“趋肤效应”,并且对于
有钻孔的区域,进行井资料约束,克服了反演问题的多解性。该理论模型模拟及青海省尕林格矿区地面高精度磁测磁化强度成像
反演说明该方法具有良好的应用效果。      

数字矿山三维动态监管关键技术研究与应用

以数字矿山框架为基础,利用虚拟现实、无线传感网、视频监控和产量监控等技术,提出三维动态监管系统关键技术和系统框架,基于统一地理空间框架建立的矿山三维模型,研究基于Zigbee技术的人员定位精度优化。使用物联网技术采集矿山开采实时信息,研究矿山传感数据的实时接入手段与动态融合方法,通过实时数据的获取,分析动态监管矿山开采行为。在山东省开展了试点应用,通过与矿权法定范围实时比对,实现对超层越界非法开采行为的监管。集成了矿山产量监控信息,并结合视频监控技术,实现对矿山超能力开采行为监管,有效保护和合理利用矿产资源。     

裂隙岩体局域离散模型构建及参数敏感性分析:以锦屏一级水电站坝区为例

基于对锦屏一级水电站坝区平硐1555条实测裂隙几何数据的整理分析,获得了左右岸裂隙岩体的几何特征参数及其
数据分布类型,利用GeneralBlock裂隙网络生成器实现局域离散模型,在与勘探平硐信息综合分析的基础上,采用“由单一到组
合,逐级深入,逼近实体”的模型构建方案和参数敏感性分析方法,并对模型进行了拟合检验。分析模拟表明:裂隙参数半径的波
动只改变单一裂隙延伸,裂隙产状的波动既影响整个模拟区,也改变单一裂隙几何特征,对裂隙模型的影响相当于增加了裂隙组
数。因此,裂隙产状是构建网络模型的关键因子。基于野外勘探平硐信息建模时,不同成因的裂隙,应该采用不同的控制方法,即
对于倾角较陡的构造与卸荷裂隙,实测时产状误差小,迹长误差大,应该控制产状,半径适当波动;而顺层裂隙组,则应该相反。      

从层序地层学到地震沉积学:三维地震技术广泛应用背景下的地震地质研究发展方向

随着三维地震采集、处理、解释技术水平的提高及其广泛应用,在高精度等时层序地层格架内利用三维地震的属性切片
技术刻画沉积体的三维几何形态及其沉积演化过程,已成为地震地质研究越来越受到关注的一个研究方向,并逐渐衍生为一门新
的学科──地震沉积学。地震沉积学的应用一方面要充分理解地下沉积体宽厚比的“不均衡性”,另一方面又要客观辩证地评价
地震沉积学对于“薄层”沉积体的分辨能力。陆相地层地震沉积学应用要比海相地层复杂,陆相地震沉积学研究应该形成其自身
的特点和技术方法体系。地震沉积学应用的关键是建立高精度等时层序地层格架、以正确的沉积相模式为指导及精细标定地震
属性的地质含义,要强调多学科、多因素、多技术手段的联合应用与约束。      

基于单轨道OT DInSAR的矿山时序三维多量级形变重建

提出一种矿山地表时序三维多量级形变重建方法。首先利用单轨道OT和DInSAR技术提取LOS向非连续的多量级形变;再结合形变先验融合模型和概率积分法构建矿山三维多量级形变重建模型;最后以神东大柳塔矿山52303工作面为研究对象,对覆盖研究区的6对高分辨率TerraSAR-X数据进行时序处理,获取长时间序列的矿山地表三维多量级形变监测结果。与水准测量结果对比发现,该方法与水准测量结果形变趋势一致,垂直向、东西向和南北向的均方根误差（RMSE）分别小于0.188 0 m、0.224 3 m和0.207 4 m。该方法不仅能准确测量矿山地表三维多量级形变,还能精细反演矿山地表沉降漏斗边缘到中心的形变特征。     

基于返揭法的东营凹陷古地热场三维动态模拟

返揭法是利用沉积盆地的大地构造背景、地壳结构、基底热流和沉积层物性参数来确定盆地内各地层的热流及地下温
度场分布的一种方法。将基于这一方法研发的软件与基于角点网格建立的三维构造-地层格架模型耦合起来,以东营凹陷的实
际数据为例进行了热史反演和古地热场重构,计算并显示了该凹陷在各演化时期的温度和热流三维分布状态。盆地基底古热流
是实现盆地地热场模拟的基础边界参数条件,与其他方法相比,返揭法的优点是在计算盆地基底古热流时,可以避开因为构造-
岩浆热事件造成的局部古大地热流值异常,而直接采用较稳定的地幔热流值来反演求解。该方法原理简单、计算量较小,只要将
该模拟模块与附加地热场模拟模块集成起来,便可完整地实现复杂盆地的古地热场演化模拟。      

基于SPSS和GIS的BP神经网络农用地适宜性评价

以中原城市群为研究区,在应用GIS基础上运用SPSS软件进行主成分分析,根据因子贡献率提取主导性强的综合因
子,利用提取的主导因子进行系统聚类选择典型样本;依据因子的贡献率调整BP神经网络初始权值,建立评价模型,进行农用地
适宜性评价方法的探讨。通过检验,改变初始权值建立的BP模型预测合格率为50%,相对误差最大值为18.9%;为了进一步改
进BP网络,把第一次调整权值训练得到的网络权值作为下一次建模的初始权值,训练得到的BP模型预测合格率为100%,相对
误差最大值为9.5%。其后运用层次分析法、主成分聚类法作为对照,验证了这种BP模型在农用地适宜性评价中的可靠性与精确
性。最后根据所建立的BP模型预测获得中原城市群农用地适宜性分区图,各土地类型适宜性从西往东呈现由低到高的分带性,
其中高度适宜区占总面积的32.4%;中度适宜、勉强适宜、不适宜区分别占总面积的28.9%、22.1%、16.6%。      

基于3dmine软件在广西大厂细脉带矿体的应用

文章介绍基于三维建模理论,利用大型矿业软件3dmine建立广西大厂细脉带矿体三维模型,结合钻孔和刻槽的样品数据,采用距离幂次反比法对Sn、Zn品位进行估值及储量计算。建立三维数字化模型,可确保矿山残矿资源的合理开发与利用,从而推动矿山的持续发展。     

矿山地质数据的数字化

矿山地质数据数字化是矿山信息化建设和进一步找矿勘探的基础.通过将矿山地质数据的数字化归纳为地质资料数据数字化分类体系的建立、地质图件的数字化和地勘资料的二次编码数字化三个方面,提出采用非线性的树型结构为地质矿产资料数字化分类体系的框架结构,采用关系数据库中的二维表对这种非线性的树型结构数据进行表达;总结了地质图件的数字化方法,结合当前国际三维地质建模软件的数据需求,提出了地质资料二次编码数字化方案,地质建模软件要求的标准数据表可参照二次编码数字化后建立的数据表通过编程进行映射提取.