基于三维地质模型的寺家庄煤矿透明地质保障系统研究

基于不规则三角网(TINs)的三维地质建模往往会产生不捕捉地层属性的确定性模型,为此,提出了一种结合概率分析和随机模拟的方法来建立三维TIN地质模型,构成煤矿透明地质保障系统。首先,生成地层的马尔可夫链序列,并将其与钻孔的相关性相结合,得到虚拟钻孔的转移概率矩阵,然后使用该矩阵来描述地层变化的概率。其次,构建了地层厚度的概率模型,利用TIN算法建立整体概率模型,并加入验证钻孔对虚拟钻孔进行调整,得到研究区的最大概率模型。通过多源煤矿地质体的总体概率模型和最大概率模型来分析和可视化地层形态,从而构成了煤矿透明地质保障系统,并在山西地区进行了工程验证。结果表明,所提出的建模方法有效地可视化了地层形态并量化了地层的不确定性。

成都市龙泉山褶断带三维地质模型构建研究

成都市龙泉山地质结构极为复杂,但具有优越的区位优势,是全球最大的城市绿心,如何充分利用成都市龙泉山各类地质数据,通过数据耦合的方式建立地质地下空间三维地质模型是支撑龙泉山城市森林公园地下地质空间信息系统建设的关键,这对于优化龙泉山城市森林公园布局、提升公园品质、提高公园管理效率,有效服务于龙泉山城市森林公园的规划建设和运营管理具有重要意义。本文结合龙泉山复杂地质体特征,从三维建模的角度借助三维GIS(Geographic Information System,GIS)的可视化技术,研究了一套可用于复杂地质体三维地质建模的流程和技术方法,并构建三维实体模型。

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4000 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。

基于几何细分的三维地质模型自适应精细化构建方法

为钻孔采样数据设计的广义三棱柱体元是地质建模中的常用方法,它利用相邻的三棱柱体元表达地层空间分布情况,而通常相邻钻孔采样间隔较大,导致这些区域模型的精度较低,地层面不光滑。基于此提出了三棱柱三维地质模型的插值平滑的理论和方法,在不该变模型数据结构的情况可以自适应地细分三棱柱模型实现高精度插值。①提出了三棱柱三维地质模型几何平滑度的定义与计算方法,用于判断一个三棱柱体元是否需要插值。②详细讨论了基于三棱柱几何平滑度的三维地质模型插值虚拟钻孔设计与计算方法。③基于虚拟钻孔设计计算和基于现有三棱柱体元的三维地质模型自适应平滑插值方法研究。

用电子版二维图件构建煤田勘探三维地质模型的方法与实践

三维地质建模是煤田勘探适应煤炭开采绿色、精细、透明、智慧转型的必然选择。煤田地质勘探的成果是地质报告,其对煤层及其围岩空间形态的表达形式是二维图件,电子版的二维图件是构建煤田勘探区的三维地质模型的上佳数据源。本文讨论用AutoCAD/MapGIS制作的二维图件构建勘探区三维地质模型的原理、方法和软件设计思路。分析了煤田三维建模与通用三维地质建模的共性、特点与难点;讨论了三维地质建模软件中三维地质曲面的表达方式,指出虽然等高线方式在煤田勘探中有着独特的优势,但不规则三角网仍是煤田三维建模软件的标配;讨论了电子版二维煤层底板等高线图中断面交线、陷落柱边界线、煤层尖灭线等二维线要素获取高程,升维为三维曲线的方法;分析了本软件独创的半自动分区构建曲面片边界环的方法,即由用户鼠标点击选择线要素构建曲面片的外边界环;讨论了曲面片外边界环内的限定三角剖分;探讨了山脊线/沟谷线的自动提取、断层面的构建、地层体的构建、勘探线剖面图由二维转三维的方法。上述思路与方法在“煤田勘探三维建模平台”软件中得到了初步实现,并应用于宁夏、山西、青海等多个煤田勘探区数据的三维建模实践。

EVS耦合三维地质模型在地下水污染修复中的应用

随着科技的发展,三维可视化模型已经被广泛应用于不同行业。在地质领域,通过三维地质建模可以更直观地观察到地下情况,同时便于展示和查看,大大提高了运行效率。如描绘矿区岩体发育特征(王素芬等,2021)、溶洞及地质体的空间分布和变化现状(于淼等,2021)、城市地下空间立体化开发情况(邢怀学等,2022)等。

基于网格细分技术的三维地质模型光滑方法研究

针对粗糙的三维地质模型,利用网格细分技术,生成加密光滑的三维模型。分析网格细分技术在三维地质建模中的应用需求以及Loop细分和改进的蝶形细分技术,为保持地质体之间公共面数据的一致性,对"改进的蝶形细分法"做了进一步改进,增加了对边界约束的处理。探讨利用细分技术生成多分辨率模型,通过试验验证了该方法的有效性。

三维地质模型建模方法

我国目前和未来一定时期内仍将处于工业化、城镇化快速发展的阶段,资源需求将长期保持高位态势。然而,经历了近百年的矿产勘查,在传统的勘探空间发现新矿床的难度越来越大,加强深部找矿已成为提高我国资源保障能力的一条现实和必经之路。深部找矿是一项知识密集、高度依赖技术的创新性工作,以三维地质建模技术为核心的数据集成技术逐渐成为深部找矿的重要技术手段。通过对地、物。

基于交叉折剖面的高精度三维地质模型快速构建方法研究

提出一种基于交叉折剖面的三维地质模型自动构建方法,重点解决模型构建中"高精度"和"快速"的难题。该方法扩大了建模可利用的数据源,提高了建模的自动化程度,构建的模型质量得以提高。基于该方法开发了一个原型系统,并成功应用到北京市奥运场区的工程建设层三维地质建模中,结果表明该方法具有建立实际三维地质模型的能力。

基于PRB数据构建三维地质模型的技术方法研究

2004年开始数字地质填图技术在全国区调中全面推广应用,运用数字地质填图过程中获取的PRB数据直接构建浅部三维地质模型具有重要研究意义。构建三维地质模型的关键是三维地质界面的构建,本文重点阐述了断层面、第四系界面、地层面、岩体界面、残留顶盖界面、俘虏体界面等6种主要地质界面的构建流程与方法。面的构建时应先创建模型的边界面(DEM面、模型的底界面、模型的四周边界面),再建断层面,最后按地质体新老顺序依次构建其他地质界面,构建地质界面时应遵循"野外路线数据为主要数据,地下地质数据为约束数据"的原则。该方法建立的地质界面与地表填图数据和地下地质数据都能够完全吻合,建立的地质界面精度高且美观,但受地表产状可推测深度的限制,该方法仅适用于浅部三维地质模型的构建,但构建的模型可以作为深部三维地质建模的参考与约束。建模单元可以与地表填图单元相同,也可以进行少量的合并,模型可达到的精度较高,模型的精度取决于野外填图路线数据的精度和数量,尤其是野外路线中的点间界线和有效产状的精度和数量。为了保证模型的精度,在野外路线填图过程中应尽量保证每条野外路线中的点间界线(B)都具有有效产状,在地质界线产状变化较大的部位需要适量增加产状数据。

基于地质剖面构建三维地质模型的方法研究

地质剖面是三维地质建模的重要数据源,运用地质剖面构建三维地质模型的方法应用较为广泛。在模型构建之前,统一确定模数据的坐标系和比例足,建立原始资料数据库。构建三维地质模型的关键是不同地质界面。本文详细介绍了模型边界面、断层面、地层界面、岩体界面等4种主要地质界面的构建流程与方法,尤其对褶皱构造、地层界面的断层效应、复杂岩体界面等的构建进行了重点阐述按模型边界面(模型的底界面和四周边界面)、DEM面、断层面、其他地质界面的顺序依次构建地质界面,构建断层面和其他地质界面时严格按先新后老的顺序。运用已构建好的地质界面按先新后老的顺序逐个、依次建立单个地质体,再将所有地质体的面模型组合成整个模型的面模型。通过对面模型进行网格(实体)填充和对网格赋予相应的属性值,最终构建三维地质模型。

基于GOCAD的三维地质模型构建方法

探讨了利用GOCAD建立工程建筑三维地质模型的关键技术问题,提出了以克里金插值和离散光滑插值相结合来建立地层界面以及采用GOCAD中的GR ID功能代替SOLID功能建立三维地层实体的方法。以北京市某经济开发区建筑场地为例,利用GOCAD建立了该场地第四系沉积层的模型。实例分析表明,由此建立的三维地质模型能更好地反映实际情况。

一种基于TIN-CPG混合空间数据模型的精细三维地质模型构建方法

精细三维地质模型的构建是实现地质体真三维可视化分析的难题之一。提出一种基于不规则三角网(TIN)和角点网格(CPG)的混合空间数据模型来构建三维精细地质模型的方法。首先建立基于TIN的构造-地层格架三维地质模型,然后进行TIN面元模型到CPG体元模型的转换,将基于TIN的构造-地层格架模型转换为基于CPG的精细网格体元地质模型,从而实现"表达上"精细三维地质模型的构建。在转换过程中首先要进行地层序列的定义,然后对空间格网进行划分,在此基础上计算格网中各个单元格的空间坐标和各个网格的有效性,并将计算结果存储为GRDECL格式文件,最后通过QuantyView3D系统读取该文件实现精细地质属性模型的展示。利用该方法对沿海某城市一个重点区域进行精细水文地质模型的构建,验证了其方法的可行性。

基于ArcGIS Engine的三维地质模型系统设计与实现

为简化三维地质模型系统的开发流程,提高系统开发效率,提出一种基于Arc GIS Engine的三维地质模型系统开发方法。利用C#语言结合Arc GIS Engine读取GIS空间数据库中的钻孔数据,并进行可视化分析;然后,通过Arc GIS Engine调用Arc Toolbox工具,经过栅格插值、栅格转点、创建TIN和TIN转三角形工具处理,批量生成地层表面三角网格;进一步采用Multi Patch类结合可视化组件——Scene Control控件实现地层实体模型的可视化。最后,利用南京仙林地区三维城市地质勘查获取的真实钻孔数据进行了建模测试,实验及其结果表明,该开发方法可显著提高三维地质模型系统开发效率的同时,保证了系统的稳定性和可扩展性。

沙洲铀矿床三维地质模型的构建及分析

以GOCAD软件为平台,以地形图、地质图、钻孔、勘探线剖面图、中段平面图为建模数据,重点阐述了沙洲矿床三维地质模型中DEM面、第四系界面、岩体界面、捕虏体界面等不同地质界面和井巷工程的构建方法。将构建好的地质界面按地质体新老关系组建成面模型,对面模型进行网格充填和赋予地质属性生成实体模型。已构建的沙洲矿床模型包含面模型、实体模型和井巷工程模型三部分。面模型清晰、真实、准确的呈现了地质体三维形态及地质体之间的穿插关系;实体模型可以进行任意方向上切制剖面,并进行相关统计分析;井巷工程模型立体展示了地下工程的布置,为矿山后续工程布置提供依据。

高放废物地质处置新场岩体三维地质模型构建与应用

我国高放废物地质处置经过30多年研究,已初步确定新场为地下实验室推荐场址。开展新场岩体三维地质建模研究,一方面能够充分利用已有资料准确地表达各种地质现象,直观再现地质单元的空间展布及其相互关系;另一方面可以挖掘隐含的地质信息,方便地质分析和工程决策,这在地下实验室研究阶段非常重要。在对新场已有资料综合分析和解译的基础上,建立了岩体的三维地质模型,直观地再现了新场岩体地质环境特征;并基于地质建模结果,开展了钻孔设计等工程应用,取得了较好的效果。本研究可为我国高放废物地质处置后续工作中地质分析与工程设计提供有益参考和技术支持。

三维地质模型动态更新方法研究——以水利水电工程为例

三维地质建模是指将地下三维空间中的各类地质数据信息,综合起来形成三维定量模型。三维地质建模的动态更新一直是研究者们关心的热点话题,针对三维建模及可视化的研究,作者团队已经基于IDL研发了三维可视化平台,并形成了基本的建模工具,包括二维数据的三维化处理、三维对象编辑、曲面拟合及曲面剪切等,并已经在水利水电工程中进行了实际应用。在上述已有三维建模工具的基础上,对三维建模方法进行归类,按照三维空间模型表达的具体对象(例如地形面、水位面、基岩面等)进行分类,设计三维建模过程相对固定流程,以脚本驱动的方法,实现三维模型修正过程的动态更新,该方法适用于工程数据随着工程进展需要不断更新的三维可视化模拟工作。该方法在水利水电工程三维建模中进行了应用,取得了预期的效果。

基于GeoModeller的新疆阿舍勒铜锌矿三维地质模型及地质空间信息解译

新疆阿尔泰阿舍勒大型铜锌矿主矿体的产状、形态复杂,用传统的方法很难准确、直观地了解矿体在三维空间的赋存状态。基于GeoModeller平台,利用阿舍勒铜锌矿多元信息构建了矿区三维地质动态模型,该模型能直观、快捷、形象地显示矿体的空间赋存状态,并结合地质体的空间信息认为:在今后的地质找矿工作中,不能放弃齐也组中较好物探重力异常的验证工作,同时在北部追索Ⅰ号主矿体时,部署的钻孔可考虑适当向已有钻孔的西侧倾斜。

用电子版传统地质报告构建煤炭勘探区三维地质模型方法与软件研究

本文探讨将电子版的传统地质报告转化为三维地质模型的技术方法。首先分析了传统地质报告中可用于三维地质建模的主要数据源,认为煤层底板等高线图和勘探线剖面图是两种主要的数据源;然后分析了由电子版的传统地质报告构建三维地质模型的技术关键是由煤层底板等高线构建煤层底板曲面的不规则三角网、断层曲面的三角网和将二维剖面转化为三维剖面。讨论了三维建模前的数据预处理:将打断的等高线接起来;仔细处理等高线与断面交线相遇时的“未及”与“过伸”;为等高线赋高程;用等高线为断面交线赋高程。提出了半自动分区构建被断层切断的煤层底板曲面的方法。给出了断层曲面的两种构建方法:相邻煤层底板等高线图的断面交线相连;相邻剖面图上断面交线相连。讨论了煤、岩层体的构建方法中煤层顶板曲面和侧环面的构建。指出了今后煤田勘探队在编制地质报告的图件中应该注意的几个问题。

三维地质模型在吴起油田水平井导向中的应用

吴起油田B油区储层较为单一,近年来因地面受限等因素,采用水平井进行大规模开发。为更好的提高水平井地质导向效率和油层钻遇率,通过建立初步三维地质模型,应用随钻伽马不断修正地质模型,将模型与地质导向相结合,进而优化水平井轨迹,提高入窗精度,确保水平井后期高效稳产。通过对HW8井应用三维地质建模+地质导向技术,使得该井油层钻遇率达到91.1%,采用速钻桥塞分段压裂进行投产,开发效果良好。