岩体裂隙粗糙度表征及其对裂隙渗流特性的影响

岩体裂隙粗糙程度对裂隙渗流特性的影响显著。利用三维光学扫描系统获取岩体裂隙面点云数据,结合SURFER和GEOMAGIC STUDIO等软件计算裂隙面节理粗糙度系数JRC和表面粗糙比率R_s,建立JRC与R_s的定量关系,开展应力、渗流和化学耦合作用下石灰岩裂隙渗流试验,研究JRC和R_s对粗糙裂隙渗流特性的影响。结果表明：JRC与R_s呈对数函数关系,其平方根R²为0.912 8,该表征公式与裂隙渗流试验结果最大相对误差MRE、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE分别为6.93%、0.34和0.27。JRC与渗流量、稳定期渗透率分别呈二次函数和对数函数关系,R_s和各参数的拟合关系与JRC相同。JRC值越大,渗流量和渗透率越小,且三场耦合作用下裂隙面JRC和R_s值均有所增大。该表征方法可用于岩体裂隙面粗糙度估算,由裂隙面JRC值可预测该裂隙渗流量和稳定时刻渗透率。     

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。     

铜绿山矿田成矿远景预测及三维地质模型

铜绿山矿田是鄂东南矿集区最重要的矽卡岩型铜铁金多金属矿田,其成矿与铜绿山岩株体关系密切。因此,查明该岩体深部展布和形态及其与周缘灰岩大理岩的接触关系,对矿田深部找矿预测具有十分重要的意义。笔者在细致分析铜绿山岩体及岩株体、灰岩大理岩及捕虏体、矽卡岩矿体及矿化体等重磁异常组合特征的基础上,推测铜绿山岩体的边界,圈定铜绿山岩体内部灰岩大理岩捕虏体和矿化体,利用三维物性反演、2.5D重磁人机交互反演、3D重磁人机交互反演结果,结合钻孔、地质资料开展三维地质建模,获得了铜绿山矿田4 000 m以浅的岩体、矿化体的三维地质模型,为该区的靶区圈定及深部找矿预测提供依据。     

有限长接地导线源电磁场三维正演研究

长接地导线源的一维解析解可以通过对电偶极源解沿导线方向积分获得,而三维模型中则难以直接加载。这里将长接地导线源看作多个电偶极源的组合,利用交错采样有限差分法,进行了直接计算电场总场的有限长接地导线源电磁场三维正演研究,并验证了算法的正确性。正演模拟时为消除场源奇异性,用电流密度呈伪delta函数分布的等效源来代替点源。     

基于三维激光点云数据在自然资源生态系统领域的提取研究

运用地基获取的树木三维激光点云扫描数据源,基于LIDAR360、MATLAB软件处理平台,设计排序算法和凸包算法进行样木树高、胸径等参数提取技术研究,提取的参数与实测值通过回归分析统计:其树高相关系数R²为0.978 0,均方根误差为0.133 3 m,且t检验的P <0.05;胸径相关系数R²为0.972 3,均方根误差为0.55 cm,且t检验的P<0.05。说明提取的树高、胸径参数均与实测的树高、胸径值存在显著性相关,研究表明:采用排序算法和凸包算法提取的单木树高与胸径参数较为理想,具有较高的参数提取精度,为林区大面积范围测量单木树高、胸径等参数提供快速、精准有效的新方法。     

窝崩区水流结构的概化水槽试验研究

窝崩是长江中下游常见的一种崩岸类型,具有流场结构复杂、发展速度快、破坏力强等特点。为揭示不同类型窝崩三维水流结构的特点,以长江中游虾子沟和下游扬中窝崩为例,设计了一般型与口袋型的窝崩概化模型,开展了相应的水槽试验。采用PIV流场测量技术,获得了一般型和口袋型窝崩的三维流场,研究了这2类窝崩的水流结构。试验结果表明：(1)窝塘及附近区域可分为主流区、掺混区和回流区;(2)一般型与口袋型窝崩回流区流速的最大值分别为主流平均流速的0.19倍和0.27倍,掺混区存在着较大的流速梯度且紊动强度大,掺混宽度沿主流方向逐渐增大;(3)一般型窝崩回流区的垂向平均流速比口袋型大48%～76%,且回流中心相比于口袋型更靠近窝塘外侧,这导致一般型窝崩更易将窝塘内泥沙输运至主流区;(4)在较高主流流速条件下,一般型窝崩窝塘水体与主流的交换速率大于口袋型窝崩,较低主流流速下则相反。     

实景三维技术在“8·8”九寨沟地震地质灾害快速调查中的应用CSCD

针对“8·8”九寨沟地震地质灾害快速调查应急测绘保障中,倾斜实景三维模型建模效率无法满足应急状态下“快速”的需求这一难题,文中在研究无人机倾斜摄影测量技术原理的基础上,提出了基于正射单视角倾斜摄影的三维建模方法,进一步结合三维场景构建技术和遥感解译技术构建了应急状态下基于实景三维技术的地质灾害快速调查技术体系,并成功应用于“8·8”九寨沟地震地质灾害快速调查中,72小时黄金救援期内提供了四川省应急测绘保障史上首个实景三维模型及相关灾情、灾损信息,在有关部门开展灾情研判、应急指挥决策、灾后恢复重建等工作中发挥了重要作用,此外,基于调查结果提出了系列灾区地质灾害防灾减灾救灾建议,为灾区地质灾害综合防治提供了科学依据。     

基于多源卫星数据融合的油气管道区域三维变形监测

中国油气资源丰富,目前已形成越来越多的区域性和跨区域的油气管网,管线穿越的地形地貌和地质构造复杂,沿线的地表形变影响着油气管道的安全。InSAR技术以其全天时、全天候、高精度、宽覆盖的特点,被广泛应用于地表形变监测。该方法基于In SAR监测结果,提出BPSTSIM(Based-PS Time-Space Interpolation Method)三维形变监测方法,通过融合多源卫星数据,获取油气管道区域的地表形变三维位移。该方法利用多源SAR卫星数据获取高相干性的PS(Permanent Scatterer)点位移,对PS点进行时间插值,获得更细时间粒度的PS点位移,然后对油气管道通过区域网格化,基于PS点进一步插值出所有网格点的形变并转换到三维方向,从而在时间维度和空间维度监测油气管道区域的三维位移状态。最后,利用实例卫星数据,计算了管道区域8个月的变形数据,并实现了数据的可视化,形变特征与野外调查吻合,验证该方法的有效性。该方法实现了不同SAR卫星监测数据的有效融合,完成了数据在时间维度和空间维度的补充和加密,提高了In SAR测量对三维形变的感知能力。     

基于三维地质统计学的固体矿产资源量估算方法研究现状及应用分析

三维地质统计学方法能够提高矿产资源量估算结果的精度和可靠性。本文通过总结当前地质统计学估算方法与应用进展,分析基于三维地质统计学的固体矿产资源量估算方法的优势及存在问题,开展三维地质建模、空间变异性分析、三维地质统计学资源量估算等工作,对三维地质统计学资源量估算过程中的关键环节开展针对性研究,并与传统资源量估算方法进行对比,为推动三维地质统计学方法实践应用和矿产资源量评估工作提供技术支持。     

多源数据三维地质结构模型约束的属性建模方法：以北京市通州城市副中心为例

支持多源异构数据的三维地质建模方法一直是三维地质建模研究的重点和难点之一。本文以北京市通州城市副中心工程地质勘察为例,设计了一种多源数据三维地质模型自动建模方法。该方法首先在数据预处理阶段,利用剖面、地震剖面解译及等值面(线)等数据生成虚拟钻孔,从而将异构的多源数据统一转换成同构的虚拟钻孔数据,然后利用钻孔和虚拟钻孔实现三维地质结构的自动化建模;根据已构建的三维地质结构创建属性模型结构约束,采用六面体网格或四面体的单元结构构建属性模型网格;属性模型网格中的每个属性块通过三维空间插值方法进行属性赋值,然后将属性变化映射为颜色变化,建立了相应的三维地质属性模型,实现了多源数据三维地质结构模型约束的属性建模。该方法已经应用在工程地质勘察和城市地下空间开发等领域,通过使用多源异构的建模数据,使构建的三维地质模型更加完善,有助于三维地质模型的推广和应用。