基于GMS的北京顺平地区三维地质结构模型

地下水数值模拟软件GMS提供了基于钻孔资料的三维地层生成模块,借助于GMS软件中地层模拟模块,利用钻孔数据、地层剖面资料、地质图和DEM数据,结合虚拟钻孔方法,构建了复杂地质结构区—北京顺平地区三维地层结构模型,模型包括太古宇密云群,长城系、蓟县系、青白口系、寒武系、奥陶系、石炭—二叠—侏罗系、深层第四系和浅层第四系等9组地层,刻画出了各层分布的空间范围,模拟了山区地表高程的起伏变化、断层产生的地层错动等情况,为研究区地质和水文地质条件分析及地下水数值模型的建立奠定了基础。     

杭州城市第四系三维地质结构模型建立中的孔间地层对比方法分析

构建地质结构模型是正在开展的杭州城市地质调查工作的主要内容之一,精确模型的建立基于孔间地层的精确对比。因此,确定适合该地区的地层对比方法成为一个非常重要的课题。笔者对传统对比方法及1:25万杭州市幅第四纪地层高精度对比方法进行了分析,根据高分辨率层序地层学理论和对比准则,结合杭嘉湖平原位处河口地区的沉积特点,拟定了适合杭州第四系钻孔间地(岩)层对比的新方法。     

基于GMS软件的三维地质建模及动态模拟

在地质勘查初期,研究区的水文地质特征是不容忽视的。因此,建立研究区三维地质结构可视化模型,对模拟结果加以详细和准确的分析,是确保地质工作顺利进行的一种重要手段。本文通过收集研究区的地质和水文地质条件及钻孔数据资料,采用GMS软件建立区域三维地质模型,描述复杂的地质构造情况和表达已知水文地质现象及其特征。研究区动态地层结构特征地完美呈现,能够深入对区域水文地质特征的认知,为今后研究区地质工作的进一步进行提供前提保障。     

基于线框架模型的三维地质断层结构模型及其构建技术

基于地质断层构造的特点,文中提出了一种适合三维断层模拟的数据模型——线框架模型,并基于该数据模型详细描述三维断层结构模型的构建方法,实现了从层面结构的地质模型向块体结构的地质模型进行自动转换的关键算法。线框架模型以方向线框架来表达地质模型的骨架,以方向TIN网来表达地质模型的血肉,具备地质断层结构模型所要表达的各种几何元素与拓扑关系。基于线框架模型的三维地质断层构模技术将地质界面之间的交切在地质界面三角网形成之前就进行处理,将面与面之间的切割操作简化为线与线之间的操作,这种方法不仅能有效地减轻断层地质体构模的复杂程度,而且可以将线与线之间的交线作为地质界面三角网构建时的约束边,从而有效地保证了地质界面之间交切关系的正确性。     

重庆都市经济圈城市地质三维地质结构模型构建方法

针对山地丘陵城市的地貌和地质构造特点以及前期开展重庆都市经济圈三维地质结构模型建设经验,通过离散光滑插值技术的多源数据自动构面与正确性检查机制,采用在二维状态下可判读和分析调整的等值线建模技术,将地质调查数据、钻孔数据、人工绘制剖面等数据进行多重融合插值建模。同时,根据模型输出中间结果检查等值线图进行判读完善,将判读认识更好地融入地质模型的建设中,从而形成在一定精度下更符合实际的地质模型。研究成果可应用于沉积类矿山勘查、区域性地质调查等的模型建设中,为城市规划、工程决策、地质分析和自动制图等工作提供服务。     

雄安新区工程地质勘查数据集成与三维地质结构模型构建

雄安新区位于太行山以东平原区,100 m以浅地层以冲洪积冲湖积砂层和黏土层为主,工程地质条件良好。中国地质调查局组织实施了工程地质勘查工作,获取了百余个钻孔的地层、标贯、测试等地质数据,形成了雄安新区工程地质勘查技术方法体系,建立了工程地质钻孔数据库及三维模型,为雄安新区规划建设提供了有力支撑。本文从工程地质钻探数据获取、数据集成方法、地质资料处理技术等方面进行了整理和归纳,利用三维可视化软件建立工程地质三维结构模型。以雄安新区工程地质勘查数据集应用的实例,为城市地质调查和数据集处理及应用提供参考。     

北京山前平原区第四系三维结构调查方法研究

随着我国城市化进程的加快,城市供水、地下空间资源利用、建筑物地基处理、垃圾安全处置等工作,越来越与地质工作紧密相关,特别是许多在第四纪沉积物基础上建设的大都市,都面临着地震、活动断裂、地面沉降、水资源紧缺、建设空间不足、环境恶化等方面的威胁。北京市作为世界上少数几个著名的巨型城市之一,也面临着同样的问题。这些城市的生存和发展与第四纪松散沉积物关系密切,为了预防或减少上述问题的发生,需要详细了解第四系的三维地质结构,提供地质体空间详实的展布资料。本文在详细地介绍了北京平原区第四系的分布、类型和特点的基础上,对北京市平原区第四纪松散沉积物开展三维地质结构调查的方法进行了深入研究,提出了建立三维地质结构模型的步骤和程序。在此基础上建立了北京平原区三维立体地质结构数字模型。为在城市地区开展第四纪地质调查工作进行了新探索,并取得了较好的效果。     

三维地质结构模型精度评估理论与误差修正方法研究

三维地质模型精度评估与误差修正问题已成为制约三维地质模拟技术深入发展应用的瓶颈。在综合国内外研究现状与发展趋势的基础上,提出了三维地质结构模型精度评估、误差检测、动态修正的总体研究框架。在模型精度评估方面,提出分别构建三维地质结构模型精度评估的一般理论模型、面向特定地质体的实际操作模型和地质结构构造不确定性的三维空间分布模型的研究思路,指出应重点研究地质实体自身特性、三维地质建模方法对三维地质结构模型精度的影响,解决由一般地质界面的内插误差和特殊地质体的外推误差引起的精度评估问题。在模型误差修正方面,提出基于建模初始数据的模型误差修正方法和基于建模中间结果的模型误差修正方法,在具体实现时,引入“数据 模型的可视化交互技术”。这些研究成果为建立一套完整的三维地质结构模型精度评估与误差修正的理论体系和方法体系奠定了基础,有助于完善复杂地质条件下三维地质模拟的方法与技术。     

地质结构面三维扩展模型研究

本文结合水电工程采集岩体结构数据的特点,详细介绍了岩体中结构面在空间上的扩展与延拓方法,即试图利用有限的地质数据建立结构面的拟合函数,从而实现三维地质模型可视化。     

岩体结构三维可视化模型研究进展

三维可视化研究是当前数学地质、石油物探、化探、水电勘察、地质灾害勘察与治理等研究的前沿和热点，也是快速、及时地再现地质体三维信息及综合分析的有效途径。三维可视化模型技术在相关行业的发展状况和软件开发程度不一，岩土工程领域岩体结构三维软件的开发和利用水平远低于石油地质和石油物探，在国内开发大型岩体结构三维可视化和分析软件系统是必要的。     

三维矿床地质模型的不确定性

三维矿床地质模型的不确定性对矿山生产决策有着重要影响,正确地对矿床地质模型进行不确定性分析可以对其本身和在其基础上所做的决策作出科学评价。矿床地质模型的不确定性主要来自于建模数据和插值方法的不确定性。通过对建模数据的产生、处理过程的分析,利用处理不确定性问题的理论和方法建立建模数据的不确定性模型。通过对建模方法产生的理论误差和实测误差进行量化,实现对建模方法不确定性的定量描述。将建模数据的不确定性和建模方法的不确定性进行叠置分析,建立矿床模型的不确定性模型。以内蒙古自治区某煤矿的地质资料为例,通过不确定性分析,建立了该矿的不确定性三维矿床地质模型。     

基于地质剖面构建三维地质模型的方法研究

地质剖面是三维地质建模的重要数据源,运用地质剖面构建三维地质模型的方法应用较为广泛。在模型构建之前,统一确定模数据的坐标系和比例足,建立原始资料数据库。构建三维地质模型的关键是不同地质界面。本文详细介绍了模型边界面、断层面、地层界面、岩体界面等4种主要地质界面的构建流程与方法,尤其对褶皱构造、地层界面的断层效应、复杂岩体界面等的构建进行了重点阐述按模型边界面(模型的底界面和四周边界面)、DEM面、断层面、其他地质界面的顺序依次构建地质界面,构建断层面和其他地质界面时严格按先新后老的顺序。运用已构建好的地质界面按先新后老的顺序逐个、依次建立单个地质体,再将所有地质体的面模型组合成整个模型的面模型。通过对面模型进行网格(实体)填充和对网格赋予相应的属性值,最终构建三维地质模型。     

融合三维地质体的Revit精细化基坑建模

首先通过正交试验优选出Revit基坑支护结构模型无缝连接Civil真三维地质体模型的融合方案,解决了当前Revit难以直接创建真三维地质体模型的难题;在此方案基础上,探索并总结出一系列诸如桩、锚、面层等常用基坑支护结构的精细化建模方法;最后结合实际工程案例,对基坑支护综合模型在辅助设计方面做了BIM理念下的初步应用研究：周边环境条件三维具现与漫游展示,支护结构与周边已建地下预制桩碰撞检查,工程量精确统计,不同支护结构空间交界节点设计优化,地下水位面、软弱风化基岩面及淤泥层三维空间展布状态剖切观察,导出可用于指导精确测量放线的二维CAD支护桩位平面图等。     

高放废物地质处置新场岩体三维地质模型构建与应用

我国高放废物地质处置经过30多年研究,已初步确定新场为地下实验室推荐场址。开展新场岩体三维地质建模研究,一方面能够充分利用已有资料准确地表达各种地质现象,直观再现地质单元的空间展布及其相互关系;另一方面可以挖掘隐含的地质信息,方便地质分析和工程决策,这在地下实验室研究阶段非常重要。在对新场已有资料综合分析和解译的基础上,建立了岩体的三维地质模型,直观地再现了新场岩体地质环境特征;并基于地质建模结果,开展了钻孔设计等工程应用,取得了较好的效果。本研究可为我国高放废物地质处置后续工作中地质分析与工程设计提供有益参考和技术支持。     

综合多源数据的矿床三维地质建模——以四川某铅锌矿为例

四川某铅锌矿床深部存在一产状平缓的滑覆构造, 在地下深部分布广泛, 但地表无明显露头。传统的二维地质剖面难以展示全貌, 因此通过GOCAD软件建立三维地质模型, 展现该矿床地下地质结构与构造。首先以DEM、填图、钻孔、勘探线剖面、卫星遥感影像等多源数据建立地质数据库, 构建地形地貌模型; 然后利用地表填图和勘探线联合剖面的断层线建立断层模型, 确定了构造格架, 展现滑覆构造的产状分布; 其次利用钻孔品位数据进行空间变差函数分析, 在含矿层位进行克里金插值, 构建矿体模型, 并结合钻孔分层数据建立地层模型; 最终建立了综合地表、构造、矿体和地层的三维地质实体模型。在此基础上剖切实体模型, 讨论各地质单元的形态特征, 探讨深部成矿前景。结果表明, 通过综合该研究区多源数据的三维地质建模, 能将勘查过程中产生的原始资料整合在一个模型中, 该模型清晰地展示了地下地层、构造、矿体的产状与接触关系, 揭露隐伏构造, 并且在建模过程中能从三维角度检查原始数据的正确性, 提高认识, 为研究区深部找矿工作提供参考依据。     

地质建模中的二维数据模型

地质图用于记录和显示研究区的地质特征,二维地质图通常借助于地理信息系统（GIS）编制而成。随着计算机GIS技术的发展,可以对点、定点、线和区（多边形）等地质特征做抽象处理,以联系地质图与传统地质模型。然而,GIS的传统数据结构不能通过地质图来解释复杂的概念地质模型。阐述了使用信息技术表达地质图的若干关键问题,提出了面向对象的地质数据模型GeoFeature,并构建了支持存储和管理计算机数据结构的二维圆弧拓扑结构。最后,在Minesoft软件中集成了此功能。     

地质数据三维可视化的属性、分类和关键技术

地质数据三维可视化具有显著的空间决策支持属性,其应用分类包括表达可视化、分析可视化、过程可视化、设计可视化和决策可视化。能否实现这两类"五个可视化",是检验所有地质三维可视化软件的水平和质量的试金石。地质数据三维可视化技术在矿产资源勘查、工程地质勘查、矿山设计开发、水利水电工程设计、地质灾害勘查治理和国防工程建设领域,有着广泛的需求和应用前景。其发展趋势是实现地上、地下、地理、地质数据一体化三维可视化采集、存储、管理、处理和集成应用。复杂地质结构的表达和快速动态建模方法和技术,仍将是未来一段时间的研究重点,引进知识驱动和本体论思路、方法,可能是解决这些问题的有效途径。     

地表化探异常立体解释模型的建立及其意义--以库车坳陷米斯布拉克地区为例

以往对化探异常主要进行平面和剖面的二维解释,难以准确地反映化探异常与地下油气分布的关系。以库车坳陷米斯布拉克地区油气化探为例,系统研究了该区沉积—构造演化、生烃过程、油气运移特征及异常展布规律,并以油气垂向运移理论为指导,建立了该区化探异常立体解释模型(地质体模型、输导空间模型、异常压力模型和化探异常立体模型),直观反映了该区油气垂向运移的方式、动力来源、运移空间和运移路径,系统解释了米斯布拉克地区地表化探异常的形成过程及其与地下油气的关系,发现断裂面凸面引起的油气聚敛运移导致异常加强,而断裂凹面引起的油气发散运移导致异常减弱。总体来看,化探异常立体解释模型在米斯布拉克地区化探异常解释中取得了良好的效果,有效地提高了化探异常解释的确定性和准确性。