三维地质建模技术研究

上传者：牛军钰
|
上传时间：2015-05-10
|
密次下载

三维地质建模技术研究

三维地质建模技术研究

明镜
( 重庆市勘测院 ,重庆 400020)
摘要 :为研究三维地质建模的基本理论、发展现状及未来 ,该文回顾了三维地质建模产生的历史背景 ,阐述了三维
地质建模流程 ,从矢 (栅) 属性、空间尺度、时间维度、拓扑一致性等方面对其进行了分类 ,并探讨三维地质建模在石
油、地下水模拟、数字矿山、城市地质、岩土工程等领域中的应用。在研究三维地质建模方法和国内外软件的基础
上 ,分析了其难点及关键技术 ;对三维地质建模进行了综合定义 ,并总结了三维地质建模亟待突破的研究方向。关
键词 :三维地质建模 ;应用领域 ;关键技术
中图分类号 : P208 文献标识码 : A 文章编号 :1672 - 0504 (2011) 04 - 0014 - 05
在地质构造复杂的大型工程中 ,地质信息众多 ,
面对大量的二维图件资料 ,普通地质工作者难以全
面、准确地理解整体地质情况 ,难免为工程设计与施
工带来困难与失误。而且 , 地质信息和地质现象本
质上是三维的 ,需要借助三维地质建模和可视化 ,才
可能更加直观地分析并解决真实地质问题
[ 1 - 5 ]
。
“数字地球”“、数字中国”战略的实施
[ 6 - 8 ]
,迫切
需要能够进行真三维操作的 GIS 和地学模拟软件。
在“数字地球”研究不断深入以及“地球空间信息科
学”蓬勃发展的背景下 ,三维地质建模技术已成为地
球科学与信息科学交叉领域的研究热点。作为 GIS
在地质研究中的一项应用 ,三维地质建模于 1994 年
被提出
[ 9 ]
; 随着计算机软硬件技术的不断发展和
GIS 理论研究的不断深入 , 三维地质建模的研究有
了较为坚实的技术和理论基础。
三维地质建模以各种原始数据 ( 包括钻孔、剖
面、地震数据、等深图、地质图、地形图、物探数据、化
探数据、工程勘察数据、水文监测数据等) 为基础 ,建
立能够反映地质构造形态、构造关系及地质体内部
属性变化规律的数字化模型。通过适当的可视化方
式 ,该数字化模型能够展现虚拟的真实地质环境 ,更
重要的是 ,基于模型的数值模拟和空间分析 ,能够辅
助用户进行科学决策和规避风险。
以进行若干的空间分析。第二类也是利用原始数
据 ,通过各种分析预测方法 ,建立能够描述各种地质
变量空间变化规律的模型 ,即属性模型 ; 在属性模型
的建立过程中 , 也可以利用构造模型对其进行地质
控制和地质约束 ;以属性模型为基础 ,也可以开展空
间分析应用。
图 1 三维地质建模的一般过程
[ 9 ]

Fig. 1 General f lo w of three2dimensional model ing
在三维地质建模的完整流程 (图 2) 中 ,根据不同
的应用领域和问题描述 ,将原始数据抽象提取为空
间数据和属性数据两大类 : 空间数据用于建立几何
模型 (结构模型) ,刻画模型的空间形态 ,其作为一个
基础的地质构造框架 ; 属性数据用于建立预测模型
(属性模型) , 反映某个地质变量在空间内的变化。
几何模型和预测模型需要互相配合才能更好地完成
三维地质模型的构建 : 几何模型通过自身的体元分
解(离散化) , 将自身细化后形成的体元作为预测模
型中属性值的空间载体 ,以弥补几何模型不能刻画
地质体内部非均一性的不足 ; 预测模型通过对已知
采样点的插值计算 ( 预测) 未采样空间的属性值 ,但
需要几何模型对其提供控制和约束。几何模型和预
测模型将通过多种科学可视化方式展现给用户 , 其
有助于用户解释和理解实际地质问题。
三维地质建模流程 1
三维地质建模 (图 1) 是从现场的地质调查数据
出发 ,建立两大类地质模型。第一类是通过对原始
数据的地质解释 ,得到能够描述构造和地层的基本
特征的模型 ,即构造模型 (结构模型) ,在此基础上可
收稿日期 : 2011 - 01 - 11 ; 修订日期 :2011 - 04 - 05
作者简介 : 明镜( 1982 - ) ,男 ,博士 ,工程师 ,研究方向为三维地质建模、3D GIS 和岩土工程信息化。E - mail :eric107 @gmail . co m

教育资源为主的文档平台

文档分类