基于规则网格的复杂断层网络处理与建模

断层建模是三维地质结构建模中的主要过程之一。断层面建模过程中需要根据断层间的空间接触或者切割关系进行几何曲面的裁剪,目前方法利用三角网求交算法进行曲面裁剪,但是该算法处理复杂断层面切割关系时往往不稳定。笔者等提出了基于规则网格的复杂断层网络处理与自动化建模的方法和流程,详细讨论了基于网格化的断层网络模型形式化理论表达、建模流程中的断层网络空间关系构建以及相交裁剪处理算法等核心步骤。利用测试数据和煤矿三维地震构造解释数据进行了验证,表明该方法可以有效处理多条互相切割、主辅关系复杂的断层网络,具有较好的算法稳定性;与SKUA—GOCAD断层建模方法对比,能够减少交互过程,提高断层建模的自动化程度。     

基于隐函数曲面的三维断层网络建模与不确定性分析

针对地质环境中不同断层构造出现交叉、削截等现象而构成的复杂断层网络,本文基于隐函数曲面重建提出了一种三维断层网络隐式建模方法。该方法首先以径向基隐函数曲面重建理论为基础,基于地质剖面图中断层轮廓线数据以及断层产状信息隐式构建三维断层面模型;然后使用二叉树结构描述不同断层间的空间拓扑关系构建断层网络模型;最后,考虑断层建模中产状信息估计的不确定性,定义了断层面法向量概率分布模型,采用信息熵指标定量评价断层模型质量。以贵州水银洞金矿床为实例矿床,选定包含多条断层的区域作为试验区,采用该方法构建了实例三维断层网络模型,结果表明,基于隐函数曲面的三维断层网络建模方法能快速构建区域内多条断层的三维断层网络模型和拓扑结构,有助于复杂断层网络快速建模和三维形态分析,为断层构造定量研究提供基础。     

复杂断层网络环境下地下洞室群三维地质分析与应用

断层构造是制约地下工程设计与施工的关键因素。综合考虑复杂地质构造与地下洞室群结构的耦合关系,采用三维地质建模方法建立实现了地层体、断层体与地下洞室群结构的统一模型。基于三维模型提出了断层复杂度的概念,为水利水电工程地下厂房洞室群的选址方案分析提供了一种新的手段。针对地下围岩稳定性问题,提出基于断层与断层、断层与开挖面相互切割的曲面块体识别方法,搜索地下厂房洞室群内可能的失稳区域。上述方法已成功应用在某水电工程地下厂房洞室群分析中,在设计方案优化分析中取得了良好的效果。     

基于线框模型的复杂断层三维建模方法

建立了包含复杂断层面地质体的三维数学模型.为准确表达复杂地质体各要素的空间几何形态及其相互之间的关联关系,设计了线框单元体模型,并提出了整体描述断层面的技术思路,解决了地层交错情况下断层面和地层面的模拟难题;在上述基础上,结合平面地质图数据,实现了复杂地质条件下三维地质体模型的构建.     

基于钻孔数据的含断层地质体三维建模方法

提出了一种构建含断层地质体三维模型的新方法。该方法以广义三棱柱作为建模的基本体元,根据钻孔数据的特点和知识推理规则,进行断层等复杂地质构造的推理和自动建模,避免了不必要的人为干预,扩展了钻孔数据建模的适用范围和表现能力。最后,通过研究实例展示该方法的实际建模效果。      

基于网格技术的实时洪水预报建模系统

针对目前实时洪水预报建模过程中出现的数据获取难和计算力不足的情况,提出了基于网格技术进行建模的方法,以期通过网格技术实现信息的动态共享和计算力的有效整合。阐述了在网格环境下的建模体系结构,对任务解构、通信协议、调度算法等关键点做了详细说明。以渭河流域为例,对其进行实时洪水预报建模,证明了该方法的有效性。     

断层的三维可视化建模研究

断层的三维可视化建模是实现断层三维动态模拟的前提和基础。本文在探讨三维可视化建模的数据模型及剖面插值方法的基础上,提出将混合插值方法与B-Rep模型结合起来用于断层建模。基于GeoView三维可视化地学信息系统,将其应用于临清坳陷东部的三维构造-地层格架建模中,效果良好。     

基于角点网格的煤层三维建模与可视化研究

在煤层气排采分析及数值模拟研究中,煤储层结构的三维建模是数值模拟和结果分析的起点,具有关键作用。三维长方体等传统网格,难以表达地层的起伏变化,角点网格具有表达起伏变化地层的优势。从煤层气动态可视化的角度出发,基于角点网格建立了煤储层三维地质模型。研究了角点网格模型的数据特点及生成角点网格的方法,采用C#编程语言并结合OpenGL图形接口,开发了煤储层三维可视化软件模型,利用该模型表达了山西省沁水盆地潘庄区块的煤储层地质构造。结果表明,角点网格适用于煤储层三维模型的构建,能较好的表达煤层的结构特征。     

考虑地质演化过程的断层三维建模技术研究进展

断层的形成受地质演化过程影响,断层所处的应力场会对未来演化趋势产生影响.因此,断层建模不应仅对断层当前形态、属性进行准确刻画,还应涵盖断层演化及未来可能的趋势等动态过程.本文回顾了传统断层建模方法、断层表面模型、曲面拟合方法的研究现状及断层建模难点问题.研究基于地质演化过程的粗糙断层面建模方法、三维断层恢复及断层活动性...     

基于网络建模与空间引力模型的城镇空间关联分析

准确把握城镇之间的空间关联格局,可为统筹协调城镇体系发展提供更有力的空间依据。以浙江省义乌市为例,运用多因素综合评价法测算各城镇规模综合指数,针对空间引力模型中距离因子修正问题,采用公路道路网络进行网络建模,通过寻找最优路径来衡量城镇间相互作用的距离关系,进一步以此来分析城镇空间关联的程度。结果表明：义乌市各城镇的规模大小存在明显内部差异,稠城街道最高,赤岸镇最低;义乌市形成了“一小时生活圈”的城镇空间格局,街道之间的平均时间距离低于乡镇;义乌市空间关联度以稠城街道为轴心向外递减,根据城镇相互作用大小可将义乌市城镇体系分为三个梯队。由此认为：采取网络建模下的时间距离来描述城镇间的相对距离关系,能够为揭示城镇间相互关系提供更为科学的空间依据,对义乌市空间发展及合理规划具有一定的指导意义。     

一种基于平面地质图的复杂断层三维构建方法

在分析平面地质图数据特点的基础上,为准确表达复杂断层的空间几何形态和相互之间的关系,引入了由地质形体的轮廓线构建而成的线框架模型概念;修正了边界表示法模型有效构建的基本条件;从地层与断层之间的关系角度详细阐述了有效构建线框架模型的方法;提出了以线框架模型为基础的断层面整体构建技术思路,解决了复杂断层面三维构建问题。     

Stochastic simulations of fault networks in 3D structural modeling

3D structural modeling is a major instrument in geosciences, e.g. for the assessment of groundwater and energy resources or nuclear waste underground storage. Fault network modeling is a particularly crucial step during this task, for faults compartmentalize rock units and plays a key role in subsurface flow, whether faults are sealing barriers or drains. Whereas most structural uncertainty modeling techniques only allow for geometrical changes and keep the topology fixed, we propose a new method for creating realistic stochastic fault networks with different topologies. The idea is to combine an implicit representation of geological surfaces which provides new perspectives for handling topological changes with a stochastic binary tree to represent the spatial regions. Each node of the tree is a fault, separating the space in two fault blocks. Changes in this binary tree modify the fault relations and therefore the topology of the model.     

河南朱庄金矿区化探规则测网的布设方法

运用导线分层次逐步布设控制点，测距与视距测量相结合布设基测点的方法，解决通视困难的金矿区布设土壤地球化学测量规则测网效率不高，精度低的问题，使用该方法，数据大大减少，便于计算机随机运算，检查，平差，也便于随时发现问题随时纠正，在河南朱庄金矿区1：1万土壤地球化学测量工作中，各项技术指标均符合规范要求，与传统方法相比，节约一半以上工期，返工率低，该方法建立在有先进的测量仪器和先进的计算工具基础上，仪器越先进，方法的优势越明显。     

综合应用测井及地震资料建立复杂断块地质模型

针对滩海油田具有完钻井少,以地震资料为主的特点,采用井震结合的方法进行地质建模。复杂断块油藏具有许多内部断层,充分利用地震解释层位和断层成果建立合理的构造模型。采用“多步建模”的思路,选用序贯高斯同位协同模拟算法建立储层参数模型。以测井资料为硬数据,地震反演数据为软数据,先后建立自然伽玛模型、泥质含量模型和砂泥岩相模型,然后以砂泥岩相模型为约束,建立储层参数模型。经研究表明,综合使用地震解释成果和三维地震数据体,有助于建立准确、合理的构造模型;而采用“多步建模”的思路,利用序贯高斯同位协同模拟算法,并综合测井资料、地震资料建立储层参数模型,有助于从地质的角度对储层参数模拟进行约束,提高储层随机建模精度,保证储层参数模型的准确和可靠性。     

起伏地表二维瑞雷面波正演模拟及波场分析

采用高精度交错网格有限差分法,建立了在起伏地表条件下瑞雷面波数值模拟的自由边界条件,通过对倾斜二层模型模拟的结果与解析解对比,二者完全一致,由此证明了起伏地表下瑞雷面波数值模拟的正确性。在此基础之上,模拟并分析了小凸起与小凹陷模型条件下,瑞雷面波的波场传播特征。通过分析得出瑞雷面波在这二种地形传播时,都存在反射、波型转换,以及能量再分配。因此,在起伏地表条件下,利用瑞雷面波进行勘探时要考虑起伏地表对瑞雷面波波场的影响。     

走滑断层相关源-汇体系演化的砂箱物理模拟实验

以走滑断层为边界的隆升剥蚀区和山前沉积区组合是盆山体系的重要类型之一。由于走滑断层两盘不断发生相对滑动,因此走滑断层两侧的源区和沉积区之间的空间关系随走滑运动不断发生变化。走滑断层两侧的源-汇系统之间的耦合机制是一个有待研究的问题。针对这一问题,本文设计了一个简化的构造地貌砂箱实验,用来揭示源区特定母岩的沉积物分布特征以及两者之间的时空关系。实验结果表明,特定母岩在沉积区的沉积信号分布范围受包括山前洪积扇形态、岩体在流域内的分布等多种因素影响。由于洪积扇向沉积区呈扇状展开的形态特征,沉积信号在离走滑断层更远的位置分布范围更宽。当一个岩体分布在不同流域内时,其沉积物分布在两个洪积扇内,从而使其沉积信号分布范围更宽。相反,规模较小的洪积扇会被相邻较大的洪积扇限制形态从而使得沉积范围变窄。由于上述原因,在利用沉积信号和岩体之间的错开距离计算获得的走滑速率,可能会低估或者高估真实的走滑速率。本文的实验为研究以走滑断层为边界的盆山耦合系统及其源-汇体系提供了重要的模型参考。