基于MapGis K10平台的张家界市中心城区三维地质模型建立

张家界地貌以山地丘陵为主,地质条件复杂,地质资料稀缺,存在发生地质灾害的隐患。摸清本区的地质构造,建立张家界中心城区三维地质模型,能够为中心城区深部地质特征研究提供参考依据。本论文以湖南省财政项目—《张家界城市地质环境综合调查评价》成果为依托,全面收集工作区内的基岩地质图件、第四系地质图件、钻孔数据等资料,对中心城区地质环境条件进行系统分析研究,基于mapgis k10平台的三维地质建模功能,建立张家界中心城区81.74km~2的三维地质模型。     

山东省枣庄市中心城区三维地质模型建立研究

目前,直接基于钻孔构建三维地质模型的研究中存在钻孔难于获取、产状信息分布稀疏、建模结果难以人工交互干预等问题,该文以山东省枣庄市中心城区三维地质建模为例,提出一种基于剖面单元格,借助平面地质图添加虚拟钻孔的三维地质体建模方法,实现了基于平面地质图添加虚拟钻孔方式生成精准的剖面图。该方法不仅为解决当前建模中存在的数据不足、建模自动化程度较低及精度不够的问题提供了新的思路,扩大了三维地质建模可利用的数据源,实现了三维地质模型构建,为进一步实现钻孔、剖面与平面地质图数据融合进行模型优化和逐步求精打下了基础,为今后开展三维地质建模工作提供了参考。     

地质科学大数据背景下的矿体动态建模方法探讨

三维地学建模的理论与方法在大数据时代该如何发展,是当下这一领域研究人员非常关注的问题。从现代三维地学建模的重要方法——隐式建模的角度,对三维地学建模方法与地质大数据系统的有机集成、以及如何利用大数据技术提高地学建模的效率和质量等问题进行了探讨。初步提出了一套基于地质科学大数据的三维地学建模方法和流程,包括:地质大数据的搜集、主题大数据系统的搭建、地质特征要素的深度挖掘和三维地学模型的动态构建。同时,也指出了大数据背景下高质效三维地学建模的关键在于:研究实现充分顾及地质对象和地质科学大数据特点的地学人工智能、机器学习、数据挖掘及空间推断方法。通过一个典型矿体建模的应用实例对所提方法的可行性进行了验证。      

面向山地地区的区域地质三维模型构建

针对山地地区地质构造复杂的特点,研究现有三维地质模型构建方法。结合已有地质资料,设计从构建剖面框架、绘制剖面到构建地质模型等流程,构建山地地区的区域地质三维模型,实现区域地质三维模型在三维数字城市平台的可视化集成模拟,以及三维场景中对区域地质的管理查询。     

三维地质建模技术在油田基础地质研究中的应用

基于钻井资料的三维地质建模技术，通过在留楚油田建立精细的三维地质模型，使油藏研究达到较高的精确性。在建模过程中，将三维建模软件特有的技术手段与基础地质研究相结合，在构造精细落实、地层精细对比等基础地质研究方面发挥重要作用，解决了许多通过常规方法难以解决的问题。精细地质模型在C20—20井开发措施调整及C29—45井注采关系分析等方面取得了良好的效果。由于三维地质模型是地质体的一种数字化表述，因此，它还在数字化油藏方面起到了重要作用。     

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。      

城市全空间三维模型数据一体化集成管理关键技术及应用

随着城市三维地质信息系统及其应用的快速发展,对地学数据的可视化表达精度的需求变得越来越高,但地质调查数据常具有多源、多维、海量、多专题、多尺度和多时态等特征,而三维数据存储、组织与管理己成为制约其发展的重要因素。因此如何高效管理并有效利用这些复杂且海量的地质数据去解决各种复杂的地质问题服务社会,成为了城市地质信息科学领域研究的热门方向。基于武汉市多要素城市地质调查全空间一张图的构建过程,从多源三维模型一体化融合管理与分布式存储、轻量级全空间三维模型构建、多源异构海量三维数据快速渲染和浏览器端三维模型分析及专业应用4个方面系统地探索了城市地质调查全空间一张图系统建设过程中的关键技术,并进行了应用实践。研究结果实现了城市级大规模高精度三维地质模型的高效集成,提高了多要素城市地质调查成果可视化的表达效果,为三维地质模型的应用奠定了坚实的基础。      

面向GTP的三维地质模型空间剖切方法与应用

广义三棱柱（GTP）是近年来提出并被广泛应用于三维地质建模领域的一种较为成熟的空间数据模型,可满足大多数地质钻孔数据的三维地质建模的要求。然而,现有针对GTP模型的三维空间剖切分析方法,仍无法适用于偏斜钻孔数据所建三维地质模型高效多次任意剖切、不能支持较为复杂的地质模型空间分析的问题。本文通过对GTP剖切算法改进研究,提出了采用动态四面体剖分法减小数据冗余;鉴于GTP形态较为复杂,可对剖切后保留多面体进行拓扑关系的重组,解决任意多次剖切问题;将多次“面-体”形式的单剖切运算组合为一次“体-体”形式的复合剖切运算的方法,可高效实现对三维地质模型空间分析。本文着重面向GTP体元的多重任意切剖平面的剖切问题,在分析了GTP体元特征的基础上,弥补了三维地质建模领域中对GTP体元任意、多重剖切方法研究的不足。应用实例表明,上述改进算法可以提高GTP剖切计算速度,并能够快速实现巷道掘进模拟,以及空间开挖模拟等复杂的空间分析功能。     

深度学习油气藏地质建模研究进展

随着大数据和以深度学习为基础的人工智能技术的快速发展,油气藏地质建模逐步从传统的两点地质统计建模、基于目标建模、多点地质统计建模和基于沉积过程建模进入智能地质建模阶段。以深度学习为基础的智能地质建模主要采用对抗生成网络建立三维地质模型,目前这些研究集中在网络结构和算法的完善,特别是对地震和测井等各类数据的条件化,少量研究侧重于样本数据的获取。目前研究中采用的训练样本大多是基于目标或基于沉积过程方法模拟得到的合成数据,为了真正将该技术应用实际地下油气藏,需要更加关注真实样本数据的获取。仅靠深度神经网络这种统计学习方法实现技术突破的难度较大,研发通用的人工智能地质建模器是未来的主要发展方向,其中统计学习与符号学习相结合可能是实现该技术的必经道路。      

城市三维地质信息系统建设统一过程方法与实践

在总结上海等城市三维地质调查项目“城市三维地质信息系统”建设经验基础上,借鉴Rational统一软件过程思想,提出了一种城市三维地质信息系统建设统一过程模型(UGIS UP),给出了该统一过程的核心工作流、支持工作流,讨论了准备、实施等阶段的具体实施步骤,并以上海城市地质基础信息管理与服务系统研发为例进行了分析。UGIS UP有效整合了数据收集整理、数据中心建设、三维地质建模、迭代式开发等工作流程及人员、项目管理、方法工具等要素,是一套有关城市三维地质信息系统交付、实现及有效项目管理的最佳实践方案,能够用于指导和规范相关系统建设,提升系统建设效率,降低风险。      

真三维地质模型构建的球体测地线八叉树网格方法

三维地质空间表达可以准确揭示地质现象与过程的空间结构与分布规律。传统三维地质建模方法广泛存在着面向局部小区域、基于投影数据、表面静态建模、难以进行3D空间查询与分析、不利于时空大数据的组织与管理等缺陷。地球剖分网格以其全球全方位视角、循环递归剖分机制和有机灵活的编解码策略为解决上述问题、构建新一代数字地球平台提供了新的技术方案。本文以郑州航空港经济区为例,利用实测地质数据,基于球体测地线八叉树剖分瓦块（SGOG网格）,建立区域真三维地质模型框架,并进行空间分析。在对原始数据进行预处理的基础上,将SGOG特定剖分层次的瓦块节点与地质体外包络体特征点数据进行匹配,构建真三维地质框架;通过漏洞修补和着色渲染,建立多尺度多地层三维地质体模型;在此基础上,进行真三维地质空间分析,包括地质体真三维剖面、数字钻孔以及几何特征参数计算。实验结果表明：本文的建模方法,不但结构简单,操作方便,适用于复杂不规则的地质体,而且可以利用SGOG瓦块的多尺度特性,灵活实现精度与尺度的自适应表达,方便进行多角度真三维空间分析。地球剖分网格是数字地球发展的必然趋势。     

集成激光扫描与无人机航摄的古建筑测图技术研究

本文对无人机倾斜航摄与室内外三维激光扫描的空地一体实景建模技术进行系统研究,重点是如何实现古建筑高精度三维建模、土木工程平面图立面图剖面图及大样图绘制等。相较于传统作业模式,空地一体实景建模技术拥有成果丰富、效率高、劳动强度低及成本低等特点。本文以广东省珠海市会同村古建筑为例,详细分析了三维激光扫描与无人机倾斜航摄相结合建模、及切片制图的技术流程与成果质量,从而展现该古建筑保护测图新技术的优势。     

三维地质模型在泰安市地下空间开发中的应用

在城市化进程不断加快的今天,城市地下空间开发利用已经成为提高城市容量、缓解交通、改善环境的重要手段。为全面深化对泰安城市地下空间的认识,有效挖掘城市后备空间资源的巨大潜力,通过综合集成钻孔编录、地质图件和数字地形图等多源地学数据,借助MapGIS三维地质建模软件,初步建立起泰安城市三维地质模型,以直观的方式表达工程岩土体空间分布等地质信息,为更好地保护利用泰安市地下空间提供地质依据。     

基于勘探剖面的三维地质模型快速构建及不确定性分析

针对传统勘探剖面构模人工干预较多、模型精确性有待提高等问题，研究了一种智能化与人机交互相结合的三维地质模型快速构建方法，并结合该方法对控制模型不确定性的主要因素及约束方法进行了分析。该 方法以面向勘探剖面的三维地质模型构建工作流程为主线，通过优化提升各环节自动化、智能化工作程度以提高三维地质模型构建的速度与精度。基于该方法研发的软件功能模块能较好地实现勘探剖面二维平面快速编图及剖面边界三维空间动态重构，进而基于三维勘探剖面实现面向用户自定义属性约束的地质界线动态提取和三维地质模型快速构建。经实际应用检验表明，该方法不仅能有效提高三维地质模型构建的效率和精度，而且对模型几何形态的不确定性程度具有较好的约束控制作用。      

平面地质图的三维地质体建模方法研究

长期以来,三维地质体建模研究主要依赖于钻孔、剖面等勘察数据进行精细化建模。然而,在缺乏大区域宏观地质背景的前提下,仅考虑局部地区的精细建模,往往会导致以偏盖全。鉴此,本文提出了一种以平面地质图为基础数据,以图切地质剖面为中介的三维地质体建模方法。该方法通过间接法加密了研究区域的产状数据,用三次样条拟合与人工修编结合的方法,对褶皱等复杂构造作处理,实现了平面地质图的图切剖面自动绘制方法;以规则体元为三维空间数据模型,通过自动绘制研究区域一系列相互平行的图切剖面,构建了栅格化的三维地质体模型;以星岗地区为研究区域,构建了原型实验系统,验证了该方法的有效性与实用性。实例证明,在其他地质数据匮乏的条件下,平面地质图的三维地质体建模方法是构建区域三维地质体模型的一种有效解决方案。     

城市三维地质数据管理与服务系统框架研究

城市地质数据的数字化管理与服务是“数字城市“工程的重要内容,3D GIS将在未来的城市数字化建设中扮演核心角色.介绍了3D GIS的发展现状及应用前景,详细讨论了基于3D GIS构建的城市地质数据管理与服务系统的设计思路和结构功能.三维数据结构的研究是3D GIS的核心问题并成为当前制约3D GIS深入发展与应用的瓶颈,由于缺乏对三维地质数据进行有效管理与可视化表达的三维数据模型,当前GIS的三维地质建模能力与三维空间分析能力都极为薄弱.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地质数据建模系统.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,力求为系统功能的最终实现提供完整的解决方案.     

一种新的轮廓线三维地质表面重建方法

在三维地质建模中,由于地质剖面与医学CT有本质上的相似性,因此,轮廓线的三维表面重建技术有广泛的应用。目前,较为成熟的算法并没有考虑地质数据的特殊性,由于地质体形态复杂多变,地质剖面稀疏、数据来源多样等特点,将普适的算法应用到地质建模中,只是解决了重建曲面的合理性,并没有关注曲面的几何质量,导致曲面无法达到地质建模对于模型质量的要求。本文针对地质数据的特点,提出了一种新的轮廓线表面重构方法。在不改变轮廓线连接的合理性与正确性的情况下,通过生成过渡剖面轮廓线,克服传统方法生成曲面过于粗糙的缺点,以提高建模质量。在Creatar三维地质基础平台上,对多种情况的剖面数据实验结果表明,在数据稀疏的情况下达到了良好的建模效果。该方法的扩展模型满足了地质剖面轮廓线建模中复杂地质情况,以及交叉剖面数据的曲面重建,且算法复杂度低,实现简单,有较强的实用性。     

三维地质模型在桂林市地下空间开发中的应用

文章介绍借助MapGIS为核心的基础地理信息平台,研究桂林市地下空间开发利用条件。首先以系统数据库和地质调查为基础,建立桂林市地质环境信息管理与服务系统,再利用MapGIS 10软件建立桂林市三维基础地质模型、三维工程地质模型及三维水文地质模型,并结合已有的三维城市景观模型,提出了交互式地上地下一体化三维城市景观地质模型。该模型能直观表达工程岩土体空间分布等地理信息,其成果可为桂林市中心规划区地下空间开发利用的整体规划提供指导和借鉴。     

山东省日照市蓝色经济区城市三维地质结构调查及三维建模

针对日照市城市可持续发展中面临的地质环境和地质资源问题,开展蓝色经济区城市三维地质结构调查。运用先进的勘察技术、地理信息系统技术、三维地质建模技术,开展城市三维地质结构填图,建立了日照市钻孔三维实体、第四系结构、基岩结构三维模型。通过数字曲面拟合和计算机图形学的方法,把空间分布不均匀、不连续、散乱的地质信息变成可视的、连续的、形象直观的三维地质模型,以三维图象的形式形象地表达了各种地质结构的真实形态、特征,圈定影响深基础开挖和地下空间利用的不良地质体范围,为日照市地下空间资源开发利用提供地质依据。     

塔河油气田AT1区块凝析气藏三维地质建模研究

以随机函数理论为基础,采用相控-多参数协同的随机建模方法,建立塔河油气田AT1区块凝析气藏三维地质模型,实现气藏精细三维表征。首先,以钻井和岩芯资料为基础构建储层构造模型;然后,以小层界面为控制条件建立储层结构模型;接着,在沉积相、地质条件的约束下,采用序贯指示模拟法来建立砂体骨架模型;随后,在砂体骨架模型内进行优势相计算,形成最终有效砂体骨架模型;最后,以有效砂体骨架模型为约束,采用序贯高斯模拟法建立储层物性参数模型。结果表明:将物性参数变量与微相分布结合的序贯高斯模拟法建立孔隙度等物性参数的分布模型,以及采用地质分析类比、地质统计分析等方法优选最佳模型是有效的地质建模方法;所建地质模型精确细致地表征了塔河油气田AT1区块凝析气藏构造格架及储层、流体三维分布,反映了辫状水道复合连片,东北向展布,储层物性受相控较明显,非均质性较强。