6地质体三维建模方法与可视化技术现状研究_唐甜甜

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1、地质体三维建模方法与可视化技术现状研究唐甜甜I,赵永安"，王鹏'(核工业北京地质研究院.北京100029,北京大学，北京100871)［摘要］地质体三维建模以直观化、立体化、动态化的手段来表达地质体与地质环境，使得地质成果通俗易懂、简单实用，地质体三维建模的研究和应用已成为地质类各专业勘察评价的新趋势。本文从地质体三维建模方法和三维可视化技术两个方面，对现今国内外地质体三维建模研究进行了阐述；同时，介绍了地质体三维可视化应用软件的开发现状，并进一步探讨了地质体三维建模存在的若干重点问题以及对未来的展望。［关键词］地质体三维建模；建模方法；三维可视化技术；应用软件StudyontheStatus

2、ofThree-dimensionalModelingMethodsandVisualizationTechnologyforGeologicalBodies.TANGTian-tian.ZHAOYong-an»WANGPeng(BeijingResearchInstituteofUraniumGeology»Beijing100029,China)Abstract:Three-dimensional(3d)modelingofgeologicalbodiesexpressthegeologicalandgeologicalenvironmentwithintuitive,three-dime

3、nsional,anddynamicmeans,whichmakesthegeologicalresultseasytounderstandandpractical.Therelore,inthefieldofvariouskindsofgeologicalprospectingevaluation,theresearchandapplicationof3dmodelingofgeologicalbodieshasbecomeanewtrend.Thispaperreviewstherecentdevelopmentsof3dmodelingofgeologicalbodiesfromthem

4、odelingmethodsandthe3dvisualizationtechnology.Atthesametime,thepaperalsointroducesthepresentdevelopmentsituationofapplicationsoftwarelorthe3dmodelingofgeologicalbodies・Finally,severalkeyproblemsabout3dmodelingofgeologicalbodiesandthevisionofthefuturewerediscussed・引言近年来，针对地学系统的三维地学空间建模己成为3DGIS(Geogra

5、phicInformationSystem)和3DGMS(GeosciencesModelingSystem)的研究热点和难点心亠，其实质是在三维建模的基础上对地质体对彖的虚拟展观C地质体通常是指地壳内占有一定的空间和有其固有成分并可以与周围物质相区别的地质作用的产物。地质体可由各种类型的数据表述，如钻孔数据、地形数据、岩石和土壤数据、地球物理和水文数据等⑷。地质体三维建模，就是基于三维的坏境，利用地质统计学，结合空间信息管理技术和预测技术，对地质体进行三维空间构建，并对其进行地质解释。它是由地质勘探、数学地质、地球物理、矿山测量、矿井地质、GIS、图形图像和科学计算可视化等学科交叉而形成的一

6、门新兴学科。自加拿大学者Simon.W.Houlding于1993年提出三维地质建模(3dGeoscienceModeling)的概念⑴以来，很多人都在致力于三维数据模型的研究，地质体三维建模随即得到了快速的发展，到现在己经形成了一系列的理论与方法。按RongxingLi⑹的研究，构建三维地质数据模型的方法可分为表面建模法和实体建模法两大类⑺，其核心是数据结构。至此，表而建模相对较成熟，而实体建模正处于热研究状态。1地质体三维建模方法国内外在地质体三维建模这一领域研究十分广泛，但其中最关键的技术之一是对建模方法的研究，其关键点在于如何将数值数据映射到几何空间罔。目前应用到的数据建模方法有几十种

7、，主要可归纳为基于体的建模方法、基于面的建模方法、基于混合的建模方法、基于泛权的建模方法及基于地质统计的建模方法［9】。1.1基于体的建模方法基于体的建模方法〔⑼是通过3D空间的体元分割和真3D实体表达來实现的。体元的属性可以独立描述和存储，因而可以进行3D空间操作和分析。体元模型可以按体元的面数分为四面体(Tetrahedral)>六面体(Hexahedral)>棱柱体(Prismatic)和多