地上下一体化的三维空间数据库模型设计与应用

大规模地上、地下三维实体建模与空间分析应用中,由于三维模型的多样性和对象空间分布的不均衡性,如何高效地一体化组织和管理海量三维空间数据成为当前三维GIS的核心问题之一.提出了一种兼顾空间关系与语义关系的三维空间数据库模型,给出了相应的概念模型、逻辑模型和物理模型.特别针对地质体的复杂性,给出了顾及语义的多尺度地下空间目标概念模型和多层次三维空间索引机制.用武汉市和南京市三维数字城市示范区模型数据进行了应用试验分析,验证了该模型的有效性.      

空间集成方式的三维地质图编绘关键技术

以往的三维地质图由于多是仅利用数字高程模型（DEM）对平面地质图进行z轴方向的扩展,并不包含真三维的属性信息和空间信息,因此其在空间查询、分析和决策方面表现出明显的局限性。笔者首先分析总结了地上地下空间数据和现有数据模型的特点;然后使用UML建模工具建立了基于Geodatabase的地上-地下、地质-地理、属性-空间一体化的数据库模型,在此基础上设计了地上地下一体化的数据库原型,并借鉴地上地下集成建模的思想,探讨了在ArcGIS Engine环境中进行三维地质图编绘的思路和方法,实现了具有空间查询、分析等真三维特征的地质图的编绘;最后研发了相应的系统原型对该方法进行了实例验证。结果表明：地上地下集成建模可以解决地上地下三维模型的无缝集成问题,以空间集成的方式进行三维地质图的编绘具有一定的可行性和实用性。     

地矿勘查工作信息化的理论与方法问题

实现地矿勘查工作信息化的有效途径与方法是根据地矿勘查工作自身的特点, 建立以主题式地矿点源数据库(包括空间数据库和属性数据库)为基础的共用数据平台; 利用信息系统技术对地矿勘查工作主流程进行充分改造, 实现全程计算机辅助化; 进行“多S”的技术集成、网络集成、数据集成和应用集成, 同时实现勘查数据的三维可视化.为此, 需要加强地质信息科学和地矿勘查工作信息化的理论框架、技术体系和方法论研究, 重视与地矿勘查工作相适应的集成化信息技术开发.      

论油气系统与油气系统动力学

“油气系统”实际上就是油气成藏动力学系统.这个概念是石油天然气地质学与系统科学相结合的产物, 是石油地质学家从系统科学角度所看到的、研究对象与抽象模型相复合的、具有层次结构的新型地质实体.因此, 它应当适合于整个油气地质单元序列, 而不应当被局限于某一个层次的单元中.“油气系统”的研究方法, 应当是定性与定量相结合的系统方法.考虑到油气成藏过程存在非线性特点, 以及当前盆地模拟和油气成藏模拟普遍存在的缺陷, 尝试引进系统动力学的思路与方法, 提出油气系统动力学的概念, 并阐述了它的基本原理, 初步建立了油气系统动力学的方法体系.系统动力学模拟的结果可提供对盆地和凹陷进行资源预测、评价的依据.      

三维地理信息系统中纹理的非参数映射及矢量剪切

根据日常生活和地矿工作的实际需要,利用相似变形原理,提出了一种新的非参数映射法－实物标志点映射法,同时给出了纹理映射后的矢量剪切算法－空间曲面网络与剪切平面求交的算法。这种新的纹理映射法和矢量剪切算法简单易行且准确可靠,而且具有很强的灵活性和适应性,推广应用前景良好。一个典型城市景观的应用实例说明了该方法的有效性。     

安徽淮北煤田二叠系沉积环境与聚煤规律分析

通过对大量钻孔资料分析,运用沉积学、煤田地质学的基本理论和方法,分析了淮北煤田二叠系的沉积特征、沉积序列和沉积环境及其演化,鉴别了沉积相,初步进行了聚煤规律分析。研究表明,淮北煤田二叠系广泛发育三角洲沉积体系,而且三角洲沉积体系的废弃阶段是聚煤作用的最佳时期,三角洲平原是聚煤的最佳场所。      

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.      

法国、中国断陷盆地厚煤层堆积机制分析

从法国中央地块晚石炭世的3个内陆山间小型断陷聚煤盆地厚煤层的成因标志和沉积特征出发,讨论了这些煤层独特的堆积机制及其沉积-构造条件,并与中国东北早第三纪抚顺盆地超厚煤层的沉积条件做了比较分析,指出了2个大陆间在厚煤层的堆积背景与条件方面的差异性和共同点。尤其是这些盆地均发育于活动的构造背景之下,盆缘、盆内断层活动强烈,且控制着沉积相带的展布及富煤单元的时空分布;煤层内均发育有大量的重力流沉积物——碎屑流。稀性泥石流或浊流沉积物;煤层自身存在同沉积期的重力滑塌。变形构造和大量的再搬运-再堆积的记录,表明厚（巨厚、超厚）煤层在堆积时的湖泊环境为覆水较深、不稳定的沉积环境,并且煤（泥炭）在初次堆积后经过了再次搬运而成为异地堆积的产物。这为提出厚煤层新的堆积机制,即异地堆积提供了重要而可靠的证据和实例。     

三维数字盆地构造-地层格架模拟技术

三维数字盆地构造-地层格架的生成、显示、矢量剪切和空间查询是实现盆地分析信息化和可视化的关键技术.根据几何学和机械变形原理,在具有自主知识产权的GeoView三维可视化地学信息系统平台上,研发出了通过二维地震解释剖面图、构造平面图、沉积相平面图和钻井柱状图生成真三维盆地构造-地层格架的计算机模拟和可视化技术,以及建立三维数字盆地的空间信息系统技术.这些技术作为三维盆地模拟、油气系统模拟、断层封堵性分析、精细油藏描述、水平井可视化设计和剩余油分布分析等软件的开发基础,已经在一系列科技攻关项目和工程项目中得到成功的应用.     

贵州新元古代锰、重晶石等矿床成矿系列及找矿突破

以矿床成矿系列理论为基础, 提出黔东及毗邻区新元古代锰矿、重晶石矿大规模成矿作用主要是流体成矿作用, 又有沉积成矿作用。在南华裂谷盆地的不同演化阶段, 形成新元古代至早古生代黑色岩系有关的锰、重晶石、磷、镍、钼、钒、铀、页岩气等矿床成矿亚系列。提出区域性的导矿构造是新发现北西向中元古代基底中的铜仁古裂谷。对铜仁古裂谷与近东西向南华裂谷盆地同生断裂、次级地堑盆地等配矿构造的交汇处, 形成含矿流体底辟通道, 控制形成了系列超大型锰矿床、超大型重晶石矿床等区域成矿规律进行了论述。在总结贵州新元古代锰矿、重晶石矿区域成矿规律的基础上, 建立了区域成矿模式, 对成功指导实现锰矿和重晶石找矿突破进行了介绍。