三维地质建模实验.pptx

三维地质建模实验传统的地质信息的模拟与表达主要采用平面图和剖面图，其实质是将三维空间中的地层、构造、地貌及其地质现象投影到某一平面上进行表达。该方法存在的主要问题是空间信息的损失与失真、制图过程繁杂及信息更新困难。什么是三维地质建模随着计算机技术的飞速发展，三维地质建模技术越来越受到地学界的重视，并成为地质可视化技术的一个热点。所谓三维地质建模（3D Geosciences Modeling）就是运用计算机技术，在三维环境下，将空间信息管理、地质编译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来，并用于地质分析的技术，它是随着地球空间信息技术的不断发展而发展起来的，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门新兴学科。三维地质建模的优越性三维地质建模之所以受到重视是因为其以下优越性：①逼真的三维动态显示效果，使不熟悉地质结构和构造复杂性的人对地质空间关系有一个十分直观的认识。②强大的可视化功能，可提高对难以想象的复杂地质条件的理解和判别。③强有力的数据统计和空间变化交互式分析工具，使地质分析功能加强，灵活性提高。三维地质建模软件 随着三维地质建模理论和技术的成熟，地质体三维建模软件大量涌现，如澳大利亚MAPTEK公司的Maptek Vulcan软件、英国Datamine公司的Datamine Studio软件、澳大利亚Surpac公司的Surpac Vision软件、法国Nancy学校开发的GOCAD地质建模软件、 澳大利亚Micromine公司的Micromine软件、 中国三地曼公司的3D mine软件和迪迈公司的DIMINE软件等。三维地质建模流程原始数据准备1、地表数字高程模型（DEM）数据 地表数学高程模型数据用于生成三维地质结构模型顶面（地表面），此部分数据可以从测绘主管部门获取或向国家测绘局基础地理信息中心购买。如果不能获取现成的DEM数据，也可以自己使用专门的地理信息系统软件用地形图生成，即把纸质地形图数字化及几何纠正校准，然后进行高程信息的提取——对等高线进行矢量跟踪并对等高线赋高程值，同时编辑、检查、拼接以生成各种拓扑关系，最后用软件进行内插值、裁剪生成DEM数据。原始数据准备原始数据准备2、地质数据库 地质勘探工程主要包括了两大类工程：钻探工程和坑探工程。地质勘探工程数据是地质技术人员在野外钻探现场记录并整理的第一手技术资料，它对于模型的生成起直接或间接校正的作用，地质勘探工程数据一般在EXCELL表或者ACCESS数据库中存放。 地质勘探工程数据从ACCESS数据库中读入后，并不是直接应用，还需要进行处理，才能参与建模。 地理坐标系 数学坐标系 每个软件对测斜数据中的倾角正负号有自己的规定，需要根据所使用软件来确定倾角的正负号。原始数据准备原始数据准备原始数据准备原始数据准备2、剖面数据 剖面图数据是地质专业人员根据工作要求，依据钻孔信息绘出的地层断面图，需要说明的是，剖面图也许不是地质情况的真实反映，但它包含着技术人员的推理和经验，可以说是地层情况最接近真实的反映。原始数据准备线串模型圈定 地质体界线的圈定是基于所在剖面的单项工程数据、地质推断剖面和地质经验，利用人机交互的方式对剖面上各类地质体的边界进行矢量化，其是地质体三维可视化建模过程中一项基础而又重要的步骤。地质体界线很大程度上表达了地质体的形态特征，因此，准确地对地质体界线进行圈定是三维地质建模和成矿信息定量提取取得重要成果的前提。地质体界线的圈定一般采用如下的步骤：①依据勘探线进行剖面切割；②在剖面上根据品位分布、岩性或构造等特征来解译地质体界线；③对三维建模地质体的边界线进行圈定。线串模型圈定线串模型圈定二维剖面转换到三维空间：P1(u1, v1)、P2(u2, v2)为图面控制点，其三维空间坐标已知，分别记为(x1, y1, z1)、(x2, y2, z2)。假设P(u, v)为二维图切剖面上任意一点的图面坐标，则由以下公式就可以将该点转换为实际地质空间中的三维坐标(x, y, z)。线串模型圈定线框模型建立 建立地质体线框模型是地质体三维可视化建模过程最关键的一个环节。在剖面地质界线圈定的基础上，通过对相同地质体的边界线依剖面顺序连接，即可建立地质体的线框模型。块体模型建立 地质体三维可视化建模工作最后一个环节就是将各种地质体输出为块体模型，该模型将线框模型包裹的区域通过一定大小的立方块体进行填充。 块体模型由规则的小块或单元（称为体元）集合对地质体实体进行描述的模型，每一个小块或单元都具备一定的属性，比如品位、地层类型等。一个母单元是模型中允许的最大单元。本质上来说，块体模型是一种以正六面体作为体元的栅格模型。块体模型建