三维含拓扑地质剖面三角剖分可视化研究

三维剖面是地质对象表达和地质问题分析中最基本和最常用的数据。该文分析三维复杂地质折剖面可视化存在的问题,并提出展开剖分算法。该方法保证了各点之间的水平距离与剖面拓扑关系不变,能够对由"多边形-弧段-结点"矢量结构构成的三维折剖面进行有效剖分。在此基础上实现了三维剖面的可视化,尤其合理解决了纹理映射中的纹理变形与重复接缝等问题。     

中扬子海盆古-中生代之交沉积环境变化规律及动力学特征

从随机动力系统角度,在厘米级的岩性变化尺度上,定量分析了鄂东二叠系大隆组顶部和三叠系大冶组底部的沉积行为及动力学特征.多种统计学方法研究表明:二叠系大隆组顶部的沉积过程为稳定的Markov过程,地层相关性弱,岩性变化处于随机状态;三叠系大冶组底部的沉积过程为非稳定的Markov过程,地层相关性渐强,岩性变化处于有序状态.在沉积旋回的跃迁方式上,前者表现为混沌,后者则具有周期特征.两者的沉积过程虽连续,动力学性质却截然不同.故古-中生代之交的这一沉积界线也是一个动力学意义上的突变界线,是地质环境经连续变化达到临界状态后发生突变的一种沉积响应.     

基于三维激光扫描技术的矿山地质建模与应用

激光扫描技术(light detection and ranging technology)作为一门新兴的测绘技术, 目前已应用于诸多领域, 然而对于海量测站数据的拼接、大地坐标的定位等方面还存在一些不足.针对这2个问题, 提出分部式拼接方法以解决大数据量难处理的问题, 并利用罗德里格矩阵算法, 编程实现对地物的绝对坐标定位, 完成矿山的地质建模, 是对矿山地质建模新方法的探讨.通过与已知坐标数据的对比, 表明该方法的误差在矿山建模的允许值范围内, 具有较好的适用性.并以内蒙古白音诺尔铅锌矿地质建模为例, 可为覆盖区矿产综合预测提供3D矿床模型及预测要素空间形态特征等方面的参考.      

多重分形与地质统计学方法在粤北刘家山地区矿化指示中的应用

为了解地球化学元素在岩石等介质中的局部富集和贫化规律,采用多重分形和地质统计学方法来分析其空间自相关性及奇异性,多重分形方法通过多重分形模型来刻画,地质统计学方法通过变异函数来实现。应用这两种方法处理粤北刘家山地区1∶5万水系沉积物地球化学各元素数据表明,地球化学数据的局部奇异性在该区可反映铅锌铜矿化蚀变带等局部成矿有利部位。为进一步研究异常与奇异性区的关系采用分形滤波技术(S-A法)对该区成矿主元素Pb、Zn进行分析,发现由S-A法分解得到的异常区与奇异性区一致,并且得出由S-A法分解的异常具有局部奇异性的结论。研究区内具有明显奇异性的地区也即元素富集区域是铅锌矿异常区域,它们与铅锌矿成矿作用和已知矿床的赋存密切相关, 这也为该地区元素的成矿潜力评价提供了重要的线索。     

多重分形滤波方法和地球化学信息提取技术研究与进展

圈定地球化学异常是勘查地球化学和环境地球化学研究中的一项基础性工作。笔者通过详细分析近30年来与地球科学密切相关的分形和多重分形等现代非线性理论和新方法的迅速发展和应用,特别是以解决地球化学复杂背景与叠加异常分解难题为例,介绍了广义自相似理论与分形滤波技术的发展和应用,相信在资源、环境、灾害的其他应用领域也将发挥重要影响。文中阐明了多重分形是更具普适性的地球化学元素分布模式,"密度-面积"分形模型是刻画地球化学异常的基础模型,并为多个空间开展分形滤波和分解地球化学复杂背景与叠加异常的理论基础。该方法的显著优势在于将地球化学场的各向异性、尺度不变性、广义自相似性等特征集于一体,具有压制变化性背景干扰,突出局部异常的能力,其中C-A和S-A业已广泛应用于矿产勘查靶区圈定和环境污染模式识别,形成了分解地球化学复杂背景和叠加异常的常用技术,在国内外多个成矿区带取得了显著的找矿效果。     

构造节律的物理背景--复杂过程的简单控制

从模型研究的角度出发，分别讨论了全球和区域尺度的构造节律问题。以地球的圈层结构和质量分布为前提，可推出固态内核不能稳定平衡于球心位置的结论。以此为基础，可以建立一个简约和自洽的全球运动模型。按照相应的热-机械能耦合模式，地球的运动可以划分出4个不同性质的阶段，从而构成地球演化的最高一级运动节律。区域构造节律在这一背景下存在，且可由更为简单的机械运动产生。     

3D Property Modeling of Void Ratio by Cokriging

Void ratio measures compactness of ground soil in geotechnical engineering. When samples are collected in certain area for mapping void ratios, other relevant types of properties such as water content may be also analyzed. To map the spatial distribution of void ratio in the area based on these types of point, observation data interpolation is often needed. Owing to the variance of sampling density along the horizontal and vertical directions, special consideration is required to handle anisotropy of estimator. 3D property modeling aims at predicting the overall distribution of property values from limited samples, and geostatistical method can he employed naturally here because they help to minimize the mean square error of estimation. To construct 3D property model of void ratio, cokriging was used considering its mutual correlation with water content, which is another important soil parameter. Moreover, K-D tree was adopted to organize the samples to accelerate neighbor query in 3D space during the above modeling process. At last, spatial configuration of void ratio distribution in an engineering body was modeled through 3D visualization, which provides important information for civil engineering purpose.     

Middle Yangtze sea-basin over Paleozoic-Mesozoic transition--Sedimental continuity and environmental catastrophe

On the centimeter scale of lithologic change,we conduct poly-statistic analysis on the sedimentary behavior and dynamic features of the stratigraphic sequence from upper Dalong formation to lower Daye formation,which across the Permian-Triassic boundary in East Hubei.From the perspective of stochastically dynamic system,the depositional process of upper Dalong formation can be regarded as a stable Markovian process with weakly stratigraphic correlation and randomly lithologic alteration.Compared to it,the depositional process of lower Daye formation was unstable Markovian process with much closer stratigraphic correlation and ordered lithologic change.As for the replacement style of the sedimental cycle,the former was chaotic,while the latter was periodical.Otherwise,although the overall depositional process of the two formations was continuous,their dynamic characteristics were obviously different.So this P-T sedimental boundary can also be regarded as a dynamic limit.It was a kind of depositional reaction in response to a catastrophic alteration when the geological environment was in continuous change but came over a certain threshold state.     

三维Kriging方法中的变异函数套合

三维属性建模是利用有限的采样数据, 通过插值或模拟的方法来重构地学属性在三维空间中的分布.将Kriging方法推广到三维空间, 从而演化为三维Kriging方法, 可以为三维属性建模提供可靠的手段.而三维Kriging方法面临的一大难题就是各向异性变异函数的套合.提出了一种简单通用的三维空间变异函数的套合方法.该方法以空间坐标基的变换为基础, 在套合时充分考虑轴向上变异差异的影响, 并由此提出各向异性变化率的概念; 论证了套合方法的可行性, 并通过地下水水质三维属性建模的实例对该方法进行了有效的验证.