Geo3DML与GOCAD数据模型与转换研究

三维地质模型数据交换格式Geo3DML已在一定范围进行试用,其制定解决了我国目前三维地质模型数据格式繁多、交换困难的问题,极大地方便了三维地质模型数据的管理与共享。GOCAD是国际上公认的主流建模软件,在地质工程、地球物理勘探、矿业开发、水利工程中有广泛的应用,被众多石油公司和服务公司等用户广泛认可。通过对Geo3DML标准格式和GOCAD数据格式进行对比分析研究,实现了基于Geo3DML标准的三维地质模型数据与GOCAD三维地质模型数据的相互转换,对于进一步实现三维地质模型数据的共享和集成管理具有重要意义。     

三维地质建模的用途、现状、存在问题与建议

三维地质建模已在区域地质调查、矿产资源勘查、数字矿山、城市地质、水文地质、工程地质、环境地质等诸多领域得到初步应用,但在开发及应用过程中也遇到了限制其发展的几个瓶颈问题:(1)建模软件操作太复杂,难于为基层广大地质作图人员所掌握;(2)三维建模约束条件太严苛,编辑工作量巨大;(3)没有三维地质建模标准,模型数据难以交换与共享;(4)勘探规范没有硬性规定,项目负责单位积极性不高;(5)三维地质模型的建摸成本预算支付问题。根据目前三维护地质建模现状,建议,(1)国家应加大对三维地质建模技术开发的支持力度;(2)三维地质建模开发要紧密结合专业需求,提高系统的实用性;(3)建立三维地质建模标准;(4)在勘探规范中增加三维地质建模的内容;(5)三维软件开发商提高软件的可操作性,提高容错能力与自动化程度。     

三维地质建模技术及其在煤田构造中的应用

煤炭地质勘查的研究对象、勘探方法、数据资料在空间上都是三维的,适合于采用三维地质建模技术进行管理。根据三维地质建模与煤炭地质勘查是否同时,可将煤炭地质勘探三维地质建模分为两类,一类为勘探工作中,主要以钻孔数据为主,用于制作三维地质模型的原型,生成煤层底板等高线、剖面图草图,供地质工程师进一步加工,构建精细的三维地质模型;另一类为勘探工作后,即以已经做好的煤层底板等高线图、剖面图为主要数据源,构建精细的三维地质模型。精细的三维地质模型可用于煤矿设计、数字矿山建设。三维地质建模技术的应用有利于煤炭地质构造的研究,主要表现在:第一,可对地面、钻探、物探、化探多种手段获得的探测资料进行集成与同化处理,提高信息空间的一致性;第二,地质构造要素表达具有直观性与三维立体性,如断层的表达,其在三维环境中不仅可表达为一个面,并且能清晰反映断层与地层、以及断层与断层之间的相互切割关系,弥补了平、剖面图上仅表现为一条断层线的不足;第三,可平、剖面三维联动编辑,很好地保证平面图与剖面图的空间一致性;第四,可以在剖面上以画草图的方式确定剖面上煤层对比与断层切割方案。     

“平、剖面三维联动编辑”的实现途径

基于对平、剖面三维联动编辑的概念、动因的探讨及相关研究成果的认识,提出了平、剖面三维联动编辑的几何原理与实现途径,如:地质曲面的表达、基于等高线的曲面构建、剖面图的构建、以及平面图与剖面图的联动修改方法。并对三维地质建模的需求、矿产资源勘探应提交的三维地质模型、三维地质建模的数据标准以及广义的三维联动编辑等问题进行了延伸讨论。认为平、剖面三维联动编辑可能成为三维建模软件推广应用中的"杀手级应用"。     

城市三维地质建模及其在城镇化建设中的应用

城市是建设在地质体之上的,这就注定城市的建设发展离不开地质工作的支撑。城市三维地质建模是三维信息技术在城市地质领域的一个典型应用,可大大提升城市地质调查成果的表达方式,提高城市地质资源环境的评价预测能力,对中国正在大力实施的城镇化建设具有重要支撑作用。对城市三维地质模型进行了分类,分析了城市三维地质模型的特点;研究了城市三维地质模型的构建,并对城市三维地质结构模型的构建进行了详细阐述;以北京市为例,给出了城市三维地质建模服务城市规划、地铁隧道选线施工、新城建设、重点工程选址、资源开发等方面的应用实例。     

三维地质建模的用途、现状、问题、趋势与建议

文章论述了三维地质建模技术的用途、现状、存在问题、发展趋势和几点建议。笔者认为三维地质建模的用途是:1真三维的立体场景;2精准的储量计算;3平、剖面构造形态相容并联动编辑;4多源、异构数据的集成与同化;5各种三维空间分析与过程模拟;6便于向客户与领导介绍复杂的地质条件。从行业应用和国内软件发展两个方面论述了当前三维地质建模的应用现状,该技术应用中存在的问题:1软件操作太复杂,难以为基层广大地质作图人员所掌握;2三维建模约束条件太严苛,编辑工作量巨大;3没有三维地质模型数据标准,模型数据难以交换与共享;4勘探规范没有要求,地质队积极性不高;5三维地质模型的建模成本由谁支付。三维地质建模的发展趋势:1软件将更加成熟、稳定、易用;2由早期的注重形态建模向形态与属性建模并重的方向发展;3与地震、测井等物探数据结合更加紧密;4与矿藏描述、成藏模拟、沉积环境分析、构造演化分析、构造演化模拟等专业应用结合更加紧密;5融入大数据、云计算、物联网等IT主流技术。向国家相关主管部门、企业用户和软件开发商提出了几点建议:1国家应继续支持三维地质建模领域;2三维地质建模要与专业应用紧密结合;3加强相关标准的制定与维护;4逐步在勘探规范中增加对三维建模的要求;5软件开发者设法降低软件的操作复杂度,提高容错能力。     

三维地质建模与地矿勘查图件编制一体化方法研究

利用先进的三维可视化模型改造传统地矿勘查图件编制是目前研究的一个重要方向,是实现地矿勘查图件定量化、精准化编制的一种有效途径和方法。以传统方法矿产资源储量估算为主线,以矿山三维地质建模及资源储量估算相关图件编制为切入点,对三维地质建模与地矿勘查图件编制一体化方法进行了探索性研究。通过矿山实际应用表明,该方法可有效解决矿山在不断勘探与开采过程中所面临的三维地质模型更新与地矿勘查图件动态编制问题,初步实现了矿山三维地质建模与地矿勘查图件编制的一体化与可视化;有效避免了地矿图件编制中的三维空间地质内容不一致问题,矿山图件编制及三维地质建模效率与精度明显提高,应用效果显著。     

分块区域三维地质建模方法

区域三维地质建模是区域三维地质调查的关键。在大量反复实践的基础上,提出了分块三维地质建模方法,该方法的主要步骤为：以断裂、岩体边界和不整合等为边界,把复杂的三维地质建模区域分解为内部构造相对简单的建模块或建模地质单元;分别对各建模块进行地质地球物理综合研究,编制深部地质剖面,揭示深部地质结构;采用基于剖面的建模方法按照全区统一的坐标系统构建三维地质模型;在完成全区所有建模块三维地质模型构建之后,把各个建模块的三维地质模型集成在统一的三维空间框架下,形成全区的三维地质模型。该方法具有能够简化三维地质建模过程、易于修改完善模型、易于集成模型等优势,能够克服常规的基于剖面的三维地质建模方法中存在的问题,突破了大规模区域三维地质建模的瓶颈。在本溪-临江深部地质调查中的应用表明,采用该方法可以有效构建研究区的三维地质模型,并能充分表达复杂的地下深部地质结构,为开展复杂地区大规模区域三维地质建模提供了一个重要途径。     

数字地质调查系统在赛什塘铜矿区的应用

由中国地质调查局下属的发展研究中心开发的数字地质调查系统主要应用于固体矿山,其目的旨在帮助地质人员实现从矿产资源野外调查到地质成图、矿体圈定、矿床建模、储量估算、报告生成全过程的数字化。本文应用该系统的矿产资源调查野外数据采集子系统,成功实现了对赛什塘铜矿区数十年地质资料（包括槽探、坑探、钻探）的方便快捷的管理,通过固体矿产勘查储量估算子系统实现对矿区部分矿体的三维显示、储量估算和储量报告的生成。     

三维地质建模与储量估算在印尼某铁矿的应用研究

三维地质建模(3D Geoscience Modeling)已经成为地学领域的热点,可以建立不同比例尺度的地质体三维模型,为矿产资源定量评价和预测提供支持。通过对印尼某铁矿的三维地质建模,为实现数字矿山打下基础,同时总结了基于MICROMINE的建模理论和方法,具有重要的实际意义。     

三维地质建模及可视化系统的设计与开发

三维地学模拟是三维地质信息GIS可视化的核心内容。基于基础GIS软件平台MAPGIS,利用功能强大的三维可视化开发平台MAPGIS-TDE,设计、开发具有自主版权的三维地质建模及可视化系统。MAPGIS-TDE包括MAPGIS内核模块、MAPGIS-TDE基础平台、MAPGIS-TDE构建平台和基于MAPGIS-TDE的应用系统等4个层次。基于MAPGIS-TDE的三维地质建模及可视化系统分为地质数据管理、二维地质分析、地质断面处理、地质结构建模和地质属性建模等5大功能模块。系统实现时,将空间数据库划分为基础地理图形库、区域地质数据库、工程地质数据库、水文地质数据库、地球物理数据库、地球化学数据库等6类。该系统不仅提供了强大的地质数据管理、三维地质建模以及模型的可视化功能,还为专业技术人员提供了一个可视化的分析、设计平台。     

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。     

Micromine三维地质建模及其地质意义

通过对桌铜矿区地形、勘探线剖面图及中段平面图等基础地质资料的收集整理,利用Micromine三维软件,分别对矿区的地形、地层、岩浆岩、矿体进行了三维地质建模。在三维可视化环境下对矿体的形态、产状以及矿体与围岩、断裂的关系有了清楚的认识,对矿区整体的构造格架有了明确的把握。     

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。     

基于倾斜摄影地表模型的三维地质填图软件关键技术与应用前景

讨论了基于倾斜摄影测量所构建的三维地表模型进行三维地质填图与三维地质建模软件的设计理念、开发环境、软件架构、关键技术、实现现状与应用前景。倾斜摄影影像经处理建模后构建的三维地表模型通常以OSGB格式保存,因此基于倾斜摄影成果的三维地质填图软件最好基于能直接读取、显示OSGB格式数据的OSG开源库,推荐VS2015+QT+OSG开发环境。该类软件的关键技术包括以Proj4为核心的坐标转换系统、地层界线的拾取与半自动追踪技术、基于反距离衰减函数的地层界面防穿透高程调节技术、切制地质剖面并由剖面修改地层界面的二三维联动编辑与修改地层界面的技术、在露头剖面上采集地层界线构建露头地层柱状图的技术。该软件的应用前景包括野外区域地质调查、煤田和油田等行业的野外地质填图,以及滑坡和泥石流崩塌等地质灾害危险区域的圈定。     

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。     

基于线框架模型的三维复杂地质体建模方法

提出了一种基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法,在准确表达复杂地质体各要素空间几何形态与相互关系的基础上,实现地层交错情况下断层面、地层面模型及复杂地质体模型的准确快速构建.建模实践表明:基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法是准确高效的,能适应常见复杂地质条件下三维复杂地质体模型的构建.     

基于二维地质剖面的三维地质结构多点统计学模拟方法

利用三维地质模拟技术重构地质现象的三维空间分布,是实现自然资源管理和风险评估的重要基础和前提。多点统计学方法通过探寻多点间的空间结构关系,结合随机模拟方法生成具有差异性的模拟结果,较好地再现了复杂的地质现象。然而,如何构建合适、有效的训练图像一直是基于多点统计学三维地质模拟的核心问题。本文提出了一种改进的多点统计学算法。本方法结合了序贯模拟和迭代的方法,将二维剖面扩展为三维训练图像,再结合EM-Like算法,实现了三维地质结构的优化模拟。建模实例结果表明,本方法能确保训练图像对内部模拟网格的约束,准确模拟研究区的地层层序,并很好地再现二维地质剖面所反映的地层结构关系。     

松辽盆地火山岩储层三维可视化描述

以松辽盆地升平地区作为目标区,优选出Petrel软件。首先利用构造层面及断层数据建立了构造模型和断层模型,然后通过确定性建模和随机建模结合的方法,同时结合断层和构造模型建立了该区火山岩相三维地质模型,在三维空间上详细刻画了典型火山岩体的岩相特征和在三度空间的变化规律,实现了对营城组升平地区复杂构造目标区火山岩储层的三维可视化动态表述和展示。通过三维构造模型可以看出,工区西北部及南部缺失营城组地层,其内部发育由两个构造高点所构成的穹窿构造,该构造以-2 810 m等深线圈闭,构造面积32.45 km²,构造高点海拔为-2 660.5 m,构造幅度150.5 m,断层多为南北向展布,长度一般为2～5 km,断距一般为8～30 m。