三维地质建模及应用实例.pdf

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1、第28卷第3期地质找矿论丛Vo1．28No．32013年9月：344—351Sep．2013：344—351ContributionstoGeologyandMineralResourcesResearch三维地质建模及应用实例张宝一，吴湘滨，王丽芳，刘修国，吴信才(1．中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室，地球科学与信息物理学院，长沙4100832．中国地质大学(武汉)信息工程学院，武汉430074)摘要：文章介绍了实体模型、场模型和混合模型三类空间数据模型及其相应的三维地质构模方法，列举了三维

2、地质构模在矿产资源评价、城市地质、地下水资源评价方面的3个应用实例。在矿产资源评价中的应用是实体模型与场模型的集成，三维显示与检索采用实体模型，资源量估算和矿化分布预测采用场模型；在城市地质中的工程地质层状地质体建模采用多层DEM构模法，介绍了基于三维地层模型的剖切等应用分析；地下水资源评价中含水层组的三维建模采用剖面构模法，以水文地质剖面为建模数据源，辅以钻孔、含水层组底界埋深等值线、地表高程等值线等作为约束条件。关键词：三维地质建模；实体模型；场模型；应用实例中图分类号：023；P628文献标识码

3、：A统就是基于该理论体系实现的]。Mallet基于一系列互联的曲面提出一种新的地质目标计算机辅助设0引言计方法，以适应地质、地球物理和油藏工程中三维实体与属性建模的需要，该方法体系是GoCAD软件随着“数字矿山”“数字油田”“数字城市”等概念系统的主要技术支撑[2]。吴立新等将三维地质建模的日趋成熟，二维空间信息表达方式的局限性愈来的应用分为三维可视化、三维查询、三维分析、工程愈明显，众多地学研究领域都迫切需要从真三维空应用4个目标层次，城市、矿山与岩土工程领域信息间角度来分析和解决问题，从而将三维地

4、质建模研化的快速发展促进了高层次3D地学空间建模与应究推向了前所未有的战略高度。所谓三维地质建用系统的研发。潘懋等概括了“多源数据一多方法模，是指运用现代空间信息理论和技术，在计算机中集成一多层次干预”的三维地学模拟“三多”建模思建立能反映地质空间内部结构与各要素之问的关系路l4]。三维地质建模的迅速兴起正逐渐改变着传统及其物理、化学属性的空间分布等地质特征的数学的地质工作方式，不同期次、来源、类型的数据得以模型，对地质空间及相关的人类工程活动进行真三在统一的平台下进行整合，从而使经年积累的地质维再现

5、和分析的科学与技术_】]。资料得到充分有效的开发和利用。在可以预见的未Houlding最早详细地阐述了实现地下三维可来，地质资料电子成果将不再以报告、图表等方式提视化技术的一些基本方法，涵盖了空间数据库的建交，取而代之的将是三维数据集(其中包括三维地质立、三角网的生成方法、三角网面模型的构建方法、模型和相关原始数据等)；三维地质建模也为后续的地质边界的圈定和连接、储量计算方法、采矿设计等三维可视化的数值分析提供数据和技术支撑，可以诸多地下三维可视化技术的核心理论，Lynx软件系在构造模拟、工程勘察、矿

6、产开发、油气藏勘探和地收稿日期：2013—09—13；改回日期：2013一O1—09；责任编辑：赵庆基金项目：国家自然科学基金(编号：41102204)和中南大学自由探索计划(编号：201012200069)资助。作者简介：张宝一(1979一)，男，讲师，博士，2007年毕业于中国地质大学(武汉)，主要研究方向为三维地质建模、地理信息系统应用工程。Email：csuzby@gmail．com通信作者：吴湘滨(1962一)，男，博士，教授。E—mail：wuxb@CSU．edu．cn第28卷第3期张宝一

7、等：三维地质建模及应用实例345下水模拟等领域开展更深入的研究。三维地质建模地球物理场和地球化学场建模，如三维栅格结构和将是不同专业、期次、来源、类型的数据在统一的环八叉树模型是一种无采样约束的面向场物质(如重境下进行集成、建设多源地学数据仓库的有效途力场、电磁场、矿体品位)的连续空间的标准分割方径引。法；不规则体元是一种可用于描述有采样约束的地质地层界面、地质构造的面向实体的三维数据模型，如四面体格网和三棱柱模型可以精确描述地质体的三维空间数据模型表面形态，并可以像实体模型一样具备拓扑关系。(1)三

8、维栅格(3Draster)结构：以一组规则尺寸三维地质建模所研究对象的特殊性对三维空间的三维栅格来剖分所要模拟的空间，并建立与属性数据模型提出了更高的要求，不仅要表达地学对象的实时关联，它是二维栅格在三维中的拓展。本身及其之间的拓扑关系，而且还要能够存储和管(2)八叉树(octree)模型：用层次式的三维空间理地学对象的属性信息。三维空间数据模型按照其子区域来代替大小相等、规则排列的三维栅格，实质组织形式可分为基于实体(要素)的模型、场模型和上是对三维栅