国外三维地质填图的新进展

随着计算机三维技术的迅速发展,三维地质填图和建模已成为描绘地质信息的成熟技术。国外地质调查机构开展了对三维地质填图和建模相关工作和研究,主要应用于地质体深部结构研究、矿山矿产资源开发与管理、地下水资源调查、断裂构造变形监测、城市地质灾害防治等方面。在技术方法上,强调多软件、多方法、多学科的配合,从而实现完成全国性无缝三维地质模型的最终目标。文章通过对国外三维地质建模软件和美国地质调查局在三维建模及可视化应用的研究进行概述,介绍了国外主要的几大建模软件的功能、应用领域和特点;三维建模及可视化在地质、水文和其他方面的应用,为我国三维地质填图相关工作提供参考。

澳大利亚三维地质填图进展与实例

三维地质填图是目前国际上实现深部找矿勘查突破的重要途径,其通过对多元数据的集成,将不同学科、不同尺度的数据在三维空间中进行分析和对比,展示研究区地质体、构造之间的空间、成因和演化关系,有助于理解成矿系统和开展流体模拟,进而预测深部找矿靶区。本文从三维地质填图的概念出发,介绍了三维地质填图的工作流程和常用的工作平台。结合澳大利亚三个三维地质填图实例,介绍了三维地质填图在成矿带、油气和水资源领域中的应用和进展。通过对澳大利亚三维地质填图的综合分析,提出了对我国开展三维地质填图工作的启示和建议。

国外重要地质调查机构三维地质填图工作进展

近10年来,随着计算机三维技术的迅速发展,三维地质填图和建模已成为描绘地质信息的成熟技术。国外重要地质调查机构均开展了相关工作和研究,由于职责不同,他们应用三维地质填图技术解决的地质问题也不尽相同,但特别关注地质灾害评估、水土污染风险识别、地下水资源可持续利用等方向。在技术方法上,强调多学科、多种方法、多种软件的配合。在输出产品上,由不同比例尺、分辨率组成全国性无缝三维地质模型通常是最终目标。然而,目前均尚未形成系统、完整、全面的三维地质填图技术标准和规范。本文通过总结7个国家的地质调查机构的三维地质填图工作进展,为我国相关部门开展相关工作提供参考。

矿田三维地质填图方法及应用

三维地质填图是了解深部地质结构的重要手段。开展矿田尺度的三维地质填图工作,可以融合多源地质、物探数据信息,为寻找深部隐伏矿床提供重要的数据支持及推测依据。本文综合以往在矿田尺度开展的三维地质填图工作,总结和构建了矿田三维地质填图方法和流程,并对长江中下游成矿带内的钟姑矿田的实践应用进行了介绍,以期为进一步推广三维地质填图工作提供支持和帮助。

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。

1∶5万三维地质填图方法技术在本溪矿集区的应用

矿集区三维地质填图是采用1∶5万的调查尺度,提交地表地质图及具有一定精度的深部地质图,为圈定含矿建造、控矿构造等主要目标地质要素提供基础地质依据.通过在本溪矿集区开展的三维地质填图工作,认为构造填图是三维地质填图的基础,提出"分级分块"的三维地质建模方法,并总结了矿集区三维地质填图方法技术流程.

重磁边界识别方法在西准噶尔地区三维地质填图中的应用

以3种前人所提出的重磁边界识别方法与笔者提出的归一化偏差法作为技术手段(其中归一化偏差法对于数据噪声有着较好的抵抗力)能够较为准确全面地识别边界位置.在分析对比方法原理及应用特性的基础上,通过理论模型试验证明了方法的可靠性和实用性;并针对断裂和地质体边界深部倾向问题,开展了多方法联合及多尺度识别手段试验,获取了更多地质构造及边界的信息.通过将该技术应用于克拉玛依后山地区实际资料的处理解释之中,获得了研究区域内剖面与平面上的断裂和岩体的位置分布及它们的深部倾向信息,并对主要断裂与岩体三维空间特征进行了描述,为该地区三维地质填图和三维地质模型构建提供了重要依据.

一种基于地球物理数据格网的三维地质填图方法及其实现

地球物理方法(重力、地震、电法等)是地质调查及填图工作中的重要手段。相对于二维地质填图,三维地质填图/建模更迫切地需要借助地球物理数据来获取大量与深度有关的地质信息,因此本文提出了一种基于地球物理数据的地质体三维填图方法。首先,将不同地球物理手段所获取到的数据格网进行可视化建模综合;然后,在有限的地质采样约束下进行解释并直接映射为地质三维模型。实践证明,该方法自动化程度较高,并能在地质调查工作中针对性地解决一些地球物理资料较丰富而地质采样相对匮乏的三维地质填图问题。此外,它也可应用于传统三维地质填图工作中,以极大地提高地球物理数据处理效率。

复杂造山带地区三维地质填图中深部地质结构的约束方法:西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图实践

在地球物理资料稀少、钻孔数据匮乏的复杂造山带地区进行三维地质填图,目前尚处于实践探索阶段.我们的填图工作思路是:以精细地表地质调查为基础,在地质-地球物理-钻孔等多源数据约束下,充分利用野外走廊带解析剖面、实测自然剖面、地球物理解释剖面等资料,进行人机交互式三维地质建模,并根据使用资料的准确性、空间分辨的精细程度等对模型的可靠程度进行分块评价.浅表层以地表地质信息(包括产状、地层层序关系、地层厚度、褶皱形态、断层性质与位移、局部和区域概念地质模型等)约束为主,深部地质结构则主要依据地球物理剖面资料,少量钻孔资料不仅用以校验地球物理资料解释的可靠性,并对模型施加强约束.以西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图为例,着重讨论了在三维建模中如何具体实现上述思路和约束方法.实践证明,该填图思路和建模方法是行之有效的,可操作性强.

Geo3DML在三维地质建模中的应用研究与建议

由中国地质调查局组织研制的《三维地质模型数据交换格式》已制定完毕,并进行了一定范围的试用,即将发布实施,这是中国区域地质调查、矿产资源勘探以及数字矿山界的一件大事,它将促进三维地质建模技术在我国的广泛应用。通过研究与试用,阐述了对该标准的理解;给出其在三维地质建模中的应用实例,包括三维地质填图试点项目、矿产资源勘探项目;讨论了该标准的数据与数字矿山常用的DXF转换的必要性与具体实现方法。将该标准与国际地球科学联合会(IUGS)及开放地理信息联盟(OGC)制定的Geo Sci ML进行比较,指出Geo3DML是面向三维地质模型的表达,而Geo Sci ML以前的版本则侧重于互联网环境下传统的二维地质图件的地图服务与要素服务。最后对该标准的应用实施提出了8点建议:给Geo3DML以应用机会,将Geo3DML升级为国家标准,对Geo3DML补充一些细节,向相关行业宣传Geo3DML,在地质调查与矿山资源勘探项目中积极使用Geo3DML,将Geo3DML作为地质报告评审中三维地质模型的数据格式,三维地质建模软件厂商积极支持Geo3DML,数字矿山软件与Geo3DML接轨。

基于Coons曲面与约束三角网的区域地质调查三维建模方法

目前基于野外地质调查数据自动、快速地建立区域三维地质体模型是中国全面开展三维数字地质填图的迫切需求。本文基于产状、地质界线与路线剖面等野外区域地质调查要素,提出了一种二维平面地质图及路线剖面图向三维地质体模型的快速转换方法。该方法针对无剖面约束及含剖面约束2种情形,通过地质界线区域分割、多段线仿射变换等空间几何变换处理,推估出剖面线约束的地下地质界线,基于Coons曲面构建出地质体的侧面模型;然后,通过约束三角网算法构建地质体的顶、底面模型,最终建立拓扑一致的区域地质体三维模型。基于此方法,对中国1:2.5万区域地质调查试点区域进行了区域三维地质建模实践,实现了火山口、地层、岩体、断层等典型地质构造的快速三维重建。

城市地球物理学综述

城市地球物理学是城市化快速发展的产物,当前面临很好的机遇和挑战.本文首先对城市地球物理学的概念内涵、研究内容和技术特点进行了总结,指出开展城市三维地质填图是其基本任务之一,对城市规划、管理和建设都具有重要意义.然后回顾了城市地球物理学的发展历史,发现亚太地区发展中国家对城市地球物理技术存在着广泛的需求,但其技术实力与国际先进水平相比还存在一定的差距,尤其是在地球物理设备方面.最后对城市地球物理学的研究现状进行了阐述,包括陆上地震拖缆系统、被动源面波技术及地震与非地震联合反演技术等新技术新方法的进展,以及地球物理方法在城市规划与开发领域中的典型应用.建议重视并大力开展城市地球物理学研究,争取本领域在国际上领先.