地质特征三维分析及三维地质模拟现状研究

自然地质现象极其复杂，三维实体普遍存在，随着地学研究不断深入，三维地质模拟已引起了地球科学界的高度重视，目前已经研制出了多种三维地质模拟软件，并被广泛应用到地质、矿产、水文、物探、地震、环境等各个领域。从地质体结构、构造、类型、分布等方面，系统地分析了地质体三维特征，总结了国内外三维地质模拟软件在地质构造、地质工程、矿山测量、地球物理等方面的开发现状，指出三维地质模拟在软件开发方面存在的问题及在地质数据采集、处理、解释、利用方面所面临的困难，并从三维空间数据结构、技术方法、应用研究等方面阐述了三维地质模拟新进展，最后论述了开展三维地质模拟的意义。     

基于三维有限元法的巷道影响特征

在矿井瞬变电磁法探测中,巷道空间对探测结果存在影响,不利于探测资料的解释。采用三维有限元法,通过建立地质模型模拟了有无巷道时瞬变电磁场的分布情况,绘制了10 us和0.1 ms时刻有无巷道以及巷道不同长度和高度下XOZ平面磁场强度等值线分布图。结果表明：磁场在高阻区扩散速度比低阻区慢;巷道长度的变化对巷道长度方向磁场分布影响较大;巷道高度的变化对巷道上下方磁场分布影响较大。巷道空间在早期对磁场分布影响较大,晚期则影响不大,这为探测资料异常的解释提供了理论依据。     

不同特征矿体的三维建模方法研究

介绍了目前常用的三维矿体建模方法,结合各种构模方法的特点和不同矿床类型的矿体特点,建立了两者之间的对应性。以3个典型的矿床类型为例,分析了各自适用的建模方法。结果表明,通过对矿体特征的分类以及建模方法的适应性评价,可为矿体的实际建模工作提供参考,更准确、有效地建立矿体的三维模型。     

五大连池玄武岩三维孔隙组构的多重分形特征

通过CT扫描,获得了黑龙江省五大连池火山群中第4层玄武岩样本的1 423张高精度图像,利用数字图像分析方法识别出了玄武岩三维孔隙组构,基于二维切片序列重构了三维孔隙柱体,计算了孔隙的基本统计参数。结合分形与多重分形技术,利用多重分形分析矩方法对三维孔隙结构作了定量研究分析。分析可知,所取玄武岩样品几何结构复杂,非均质性强。多重分形维数谱函数f(α)呈连续分布,f(α)均为不对称的上凸曲线,表明岩石孔隙分布不均匀,具有明显的多重分形特征。三维孔隙结构的多重分形分析及三维重构技术可望进一步为岩心孔隙结构的定量化研究提供微观尺度上的证据。     

三维地质模型的数据模型研究

三维地质模型在计算机中的数据表达就是三维地质模型的数据模型,它具有确定性、可视性和可修改性的特点。文章介绍了表达三维地模型的几种典型的三维数据模型,即体元充填模型,ＴＩＮ表面模型、矢量模型、混合模型和面向对象的模型,体元充填模型根据采用的体元又可分为４个亚类。     

定回线源瞬变电磁三维异常特征反演

分析了实现定回线源瞬变电磁三维异常特征反演的可行性,简要地介绍了改进的广义逆反演方法基本原理,给出了定回线源瞬变电磁三维异常特征反演的流程。对正演模拟数据进行反演的实例表明,定回线源瞬变电磁三维异常特征反演已得到初步实现。     

山东蒙阴钻石的三维荧光光谱特征及其与紫外荧光特征的对比

三维荧光光谱是20世纪80年代发展起来的一种新的荧光分析技术,其与紫外荧光光谱相比,前者能获得激发波长和发射波长同时变化时的荧光强度信息,在多组分混合物的定性与定量分析、在环境、生物、化学等方面的应用较成熟,而在珠宝玉石的测试与研究中则应用较少。选取山东蒙阴矿区产出的25颗钻石样品作为研究对象,采用三维荧光和紫外荧光对其进行了测试与分析。结果表明,该钻石样品的三维荧光光谱特征可分为无荧光谱峰、单荧光谱峰、双荧光谱峰和3个荧光谱峰4种类型,与其紫外荧光特征呈一一对应关系。     

洱海沉积物孔隙水中溶解有机质的三维荧光光谱特征

文章应用三维荧光光谱技术对洱海沉积物孔隙水中的溶解有机质进行了研究。结果表明,所有样品均含有4个明显的荧光峰,其中A和C为类腐殖酸荧光,B和D为类蛋白荧光。荧光强度在沉积物-水界面特别强,在1cm处急剧下降,之后随着沉积深度呈上升趋势。孔隙水溶解有机质均具有强的类蛋白荧光,揭示了溶解有机质中含有大量色氨酸、酪氨酸等芳环结构的类蛋白物质,并且在早期成岩过程中随着沉积深度呈积累趋势;类蛋白荧光与类腐殖酸荧光之间具有一定的相关关系,r(A,C)值在0.94-1.79之间,随着沉积深度逐渐下降,r(D,B)值在0.9-1.75之间,与r(A,C)值极为接近,且随着沉积深度有着类似的变化趋势,说明在洱海沉积物孔隙水中,r(D,B)与r(A,C)之间具有一定的相关性。     

三维地质模型构建方法的研究及应用

地质体三维建模是地学信息系统的核心问题之一.对三维GIS及地学领域的空间构模方法的现状进行分析,结合地质体工程特点,提出一种三维地学空间构模方法--似三棱柱(STP)法.该方法以似三棱柱体作为三维地质体建模的基本体元,并采用5类基本元素和6组拓扑关系对似三棱柱体的数据结构进行描述.它能有效地表达各种三维地质现象,也可以更好地与传统的多层TIN模型结合,维护好空间实体的拓扑关系.基于本文的建模方法开发了一个适合地质领域的三维GIS初步原型,并用实际钻孔数据进行了验证.     

不动产三维立体调查的方法与实践

不动产登记是我国产权制度建设的重要内容,在保护权利人合法权益、维护交易安全、完善产权制度等方面发挥了重要作用。随着城市的不断发展,不动产在空间垂直方向上的利用日趋多元化,权属空间分布日益复杂,三维立体空间属性越发突出,进行不动产三维立体调查、登记的需求也日益迫切。本文以黄山市为例,介绍了三维界址调查方式,提出了基于实景三维模型采集为主,外业补充核实为辅的三维界址测量方法,并分析了界址点的精度,论述了三维调查的成果形式以及与二维调查成果的异同,对实施不动产三维立体调查具有较好的借鉴意义。     

三维地质建模与GIS的结合研究

三维地质建模与GIS应用目的不同,由此决定了它们研究重点不同,这二者的相互结合能促进双方的共同发展,但目前对此还缺乏较系统的研究。这里在对三维地质建模和GIS功能进行比较分析的基础上,指出了二者相结合的意义,提出了二者相结合的途径并分析了各自的优缺点,最后对二者相结合的发展趋势进行了展望。     

基于三维协同设计平台的工程三维成果展示方法与技巧

随着计算机技术和三维设计软件的发展,包括三维动画、三维效果图、三维虚拟现实和仿真等三维成果展示技术也逐渐应用到水利工程中,并且具有传统展示方式所不具备的直观、真实、交互等特点。本文基于Bentley相关三维协同设计平台软件,以南水北调沙河渡槽、前坪水库工程、尼日利亚公路、咸阳漆水河渡槽等工程为例,介绍了工程三维成果展示的方法与技巧,其中,以三维动画制作为重点,为相关工程三维设计人员制作实用、美观的三维展示成果提供参考和借鉴。     

我国重质油的三维荧光特征及其地质意义

根据重质油含有芳香烃化合物的组成范围很宽、含量较高的特点,应用由激发波长、发射波长和荧光强度组成的三维荧光图谱,可以检测芳烃化合物组成、强度及其特征.实践证明该方法用于岩、土和地下水样品分析可为油气勘探提供可靠的地球化学依据,是识别不同性质原油、预测烃源岩性质的有效方法.     

基于岩石CT图像的碳酸盐岩三维孔隙组构的多重分形特征研究

碳酸盐岩微观孔隙的空间组构研究是储层性能研究的核心问题之一.近年来,基于二维图像进行碳酸盐岩孔隙空间组构研究的工作层出不穷,基于三维图像进行碳酸盐岩孔隙空间组构三维重建和基本统计特征表征的研究也引起了国内外的广泛关注.拟以四川盆地三叠系飞仙关组和震旦系毛田组碳酸盐岩为研究对象,通过三维高分辨率微纳米CT扫描,结合图像识别等计算技术,运用多重分形理论,对不同类型储层的孔隙在三维立体空间上的几何形态、非均质性与复杂度等特性进行定量表征,刻画了孔隙组构的空间展布规律.研究显示,2个样品孔隙组构在三维空间上分布不均一,具有明显的分形与多重分形分布特征;所得多重分形参数能定量刻画孔隙空间上大小孔隙的相对分异情况,能为孔渗性能提供参考.     

水电三维地质模型中各地质要素的建模方法

决定水电工程地质分析成败的主要环节是地质实体的模拟。用三维数值地质实体模型来模拟实际工程施工过程,可以协助解决各种工程地质问题。介绍了水电工程中地质模型的各个要素（地形面、基岩面、岩层界面、构造界面、透镜体、地层单元、勘探工程以及地质实体）的创建方法、实现思路以及可视化显示,基本包含了水电工程地质分析所涉及到的所有方面。     

三维地震模型实验系统的研究

三维地震模型实验系统主要包括三维坐标自动控制、高速数据采集、超声脉冲或可变频正弦信号发射等装置。着重研究了三维坐标自动控制和高速数据采集。使用变频与等效采样技术,解决了坐标系统的运行精度及超高速数据采集的问题,其中等效采样技术也适合于雷达、声纳信号的采集。     

长河坝水电站河谷应力场特征三维数值模拟研究

根据水压致裂法及孔径变形法的应力实测成果,采用三维有限元分析方法模拟河谷形成的下切过程。结果表明,最大主应力在河谷谷底部位较为集中,其迹线在坡面附近发生明显偏转;断层造成地应力局部分区和局部地应力集中,但未改变应力场的整体分布规律。研究成果对认识深切河谷区斜坡应力场特征具有重要意义。     

内蒙古东南部双尖子山矿区三维磁性结构及地质构造特征

双尖子山银铅锌矿位于大兴安岭中南段,是近年来该区域新发现的规模最大的银多金属矿,属热液型矿床并经历了多次矿化叠加。磁异常与金属矿有较强的相关性,磁性结构能够较好地反映控矿构造。本研究在各类先验信息约束下,对双尖子山铅锌矿区约1200 km²的高精度磁法数据进行了定性分析,并通过三维物性反演计算,得到了该区域地下5 km内的三维磁性结构,初步揭示了深部构造特征。获得的认识如下：(1)研究区高磁性岩体主要分布在中部和西北部,呈北东—南西向条带状展布。(2)基于磁性结构,将研究区划分为4个主要构造单元和6个次级构造单元;(3)研究区总体断裂构造呈北东—南西走向,南部断裂构造转为北西—南东走向;(4)研究区中部和东南部有较大范围的隐伏岩浆岩,且以中酸性岩浆岩为主。     

面向三维地质建模的三维GIS软件中曲面表达与拓扑关系

讨论了面向地质勘探的地下真三维GIS软件研发中的曲面表达与三维拓扑关系。指出采用光顺拼接的高次三角曲面拟合技术对地质曲面进行精细表达在地质建模中具有重要意义,给出了自研软件"地质工程师三维助手"的曲面精细表达实现方法以及自适应曲面精细表达的思路;提出在曲面表达的3种方式(DEM、TIN、等高线)中,最受欢迎的是等高线方式的观点;对地下三维建模的拓扑关系与CAGD的拓扑关系进行了比较,并从地理信息空间模式的边界、余边界概念对三维拓扑关系进行了重新审视。