地质剖面数据的含断层地质体三维建模方法

我国是一个多高山、多丘陵的国家,传统的铁路地理信息系统(gis)多从二维的角度出发,很难立体、全面的对铁路周围的地质情况进行真实反映.为了解决这个问题,本文提出了一种基于arcgismultipatch数据结构的三维建模方法.即从三维建模的角度出发,结合arcgis的三维模块以及三维gis在地质工程的应用,利用arcengine平台对运用multipatch元素地质体进行三维建模.

对几种三维空间数据模型进行了比较,总结了克里格(kriging)插值方法在三维地质体建模方面的种种优点。在此基础上,借助于gstl开源地质统计学库和wxwidgets界面库,在dev-cpp开发环境下开发了一个三维矿体数据的克里格插值系统,为矿体的三维可视化提供了数据支持。该系统实现了kriging插值、变异函数拟合模型拟合程度的验证—交叉验证以及特定格式的结果输出等功能。

鉴于剖面是水文地质中常见的、有价值的数据形式,提出了基于水文剖面的三维地质建模方法,即\"剖面信息提取\

工程地质三维建模对工程决策、地质分析预测及提高制图效率有非常重要的意义。本文根据天津市临港工业区工程地质层的特点,基于收集的工程地质钻孔、剖面等多源数据,运用gis技术和数据库技术,采用多源数据耦合的简单层状地质体三维地质建模方法,建立了临港工业区工程地质三维模型,实现了对天津市临港工业区工程地质三维模型的可视化编辑分析、虚拟隧道漫游和科学管理,可为工业区的规划管理和经济建设等方面提供有效服务支撑。

在分析三维地质体建模特点的前提下,利用计算机图形学相关知识,提出了一种利用二维剖面构建三维块状地质模型的方法.该方法以用户编辑的二维地质剖面为输入,寻找地质块体的拓扑关系,自动构建以地质块体为单元的块状三维地质模型,且能够让用户充分利用已有资料进行交互式建模.应用实例表明该方法简单有效,具有较强的实用性.

在煤田地质勘探中,面对复杂多变的地质体,利用三维地质建模技术将其实际形态真实的反映出来,可以有效的指导勘探工程布置、见矿点预测等。三维地质实体模型除描述物体的轮廓外,还应具备地质体体积和表面积计算、任意方位剖面切割、地质构造形态展示、地层稳定性评价功能。三维地质实体模型建立方法主要有剖面线法、合并法、相连段法。以宁夏洪涝池勘探区地质实体模型建立为例,其主要模型包括:钻孔模型,地形表面模型,煤系地层与断层等地质体三维空间模型等。在最终生成的地质模型中,可以清晰反映出q、e、煤系地层、断层面、煤层底板等高线等地质体。

在实际针对煤田地质加以勘探的过程中，其地质体表现出的复杂性极为明显，而要确保勘探精确性，就必须要通过三维地质建模技术，来使得地质所表现出的多方面实际状态能够清晰的反映出来，进而为勘探工程的布置以及见矿点预测等工作奠定基础。本篇文章主要针对真三维地质体建模技术极其在煤田地质勘探工作中的实际应用进行了全面详细的探讨，以期为我国地质行业的发展作出贡献。

不规则三角网(tin),广义三棱柱(gtp)和四面体(ten)是广泛应用于钻井三维地质建模的数据模型。本文重点研究tin-gtp-ten混合建模方法,通过引入vtk作为可视化工具,利用vtk类库中的相关建模函数以及其自身数据结构以点索引号集合来表达任意几何体的特点,对基于钻井数据的传统三维地质建模过程作了一些改进。例如,通过在tin构造方法上添加顶点排序步骤,使tin拓扑信息更加丰富。简化了gtp模型结构,使原来的6组拓扑关系只保留两组,分别为修正的tin-gtp和gtp-顶点,其中修正的tin-gtp拓扑关系能实现gtp快速剖分为四面体,用于模型显示和空间操作分析。此外,利用vtk提供的蝶形细分方法来得到更加精细的模型体。实验表明,本文得到的tin-gtp-ten混合模型可以很好地完成整个模型系统,也能实现线,面及体的快速查询,模型数据的维护和更新也更为简便。

近年来gis技术作为关键的空间信息方法,被广泛应用于地理信息相关的多门类行业。其中,矿山三维地质建模主要是在传统三维地质建模的基础上,吸收了大量先进的科学信息技术,并有效利用地质建模软件构建出基于gis的多元化、多方法的新型三维地质建模方法,其能够在一定程度上保持矿山数据在空间与时间上的统一,提高矿山管理的数字化程度,使其生产过程能够更加的安全、可靠。本文主要围绕应用gis的矿山三维地质建模方法进行了探讨分析,以期能够为相关工作人员的后续工作提供一些借鉴意义。

section软件是基于mapgis平台二次开发的地质图件制作工具,与以往扫描矢量化制图相比,section通过与excel的结合,提高了制图精度和效率,便于图件的整饰与修改。

三维地质建模与可视化是数字矿山的一项关键技术,对矿山生产、地学分析和资源评估具有重要的意义。以钻孔信息和地质剖面图为基础数据,提出了基于剖面的三维地质建模流程,建立了地质体的面模型及其相应的地质块段体模型,最终实现了“剖面-tin-块段”(section-tin-block)面体混合构模和科学计算可视化。对建模涉及的关键算法进行了研究:提出“切开-缝合”法解决了形状和顶点数目差异较大的相邻剖面轮廓线重构三维形体问题;研究了含岛屿多边形的三角剖分算法,解决了含有夹石或孔洞的复杂地质体构模问题。

http://www.***.*** 基于imagis的三维建模方法研究1 陈玉萍，武文波 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新（123000） e-mail：clark929@sohu.com 摘要：作者首先对遥感影像进行几何纠正和数字化，然后利用三维地理信息系统软件 imagis3.0,对数字化地图进行预处理、三维建模、纹理粘贴，建立了辽宁工程技术大学三 维景观模型，实现了基于imagis的三维建模方法的研究，并就有关问题进行了讨论。 关键词：imagis；数字地图；三维建模；纹理粘贴 1.引言 近年来随着城市规划、交通、旅游、政府决策等部门对现实世界真实表现需求的日益 增加,三维gis已成为国内外gis界的研究热点。三维景观图以直观的三维地形、地物代替了 抽象的地图符号，这就使得地图超出了传统的地理信息符号化、空间信息水平化和

三维空间建模方法是三维地勘工程gis研究的核心问题之一。提出一种基于似三棱柱体元的三维数据模型,模型包含顶点、线段(棱边、三角形边)、三角形、侧面四边形、三棱柱体元5个基本元素,和点对象、线对象、面对象、体对象、复杂对象、空间对象等6个对象。设计了5个基本元素和3种地质对象的数据结构和它们之间的拓扑关系。以岩体和巷道为例,给出了似三棱柱体建模思路和算法。利用内蒙古某矿区实际钻孔资料和模拟巷道数据对所开发的系统原型进行验证。研究表明,基于似三棱柱体元的数据模型的优势在于可以表示空间对象的表面和内部结构,便于建模和节省存储空间,同时便于不规则的自然地质体和规则勘探工程建模。

随着数字化测量的发展，三维激光扫描仪能够快速地以多角度、高效、高精度方式获取物体的表面三维数据，可以用于校园典型建筑物的三维建模。以云南师范大学呈贡校区内的国立西南联合大学纪念碑和国立昆明师范学院纪念柱为典型建筑物三维建模对象，首先采用徕卡p40三维激光扫描仪采集它的三维点云信息，然后利用cyclone软件对多站式点云数据进行拼接、统一化和去燥，将处理后的点云数据导入geornagicstudio软件．对其进行封装、孔洞填充、平滑等相关处理，构建其三维模型并对模型进行纹理映射，最终完成校园典型建筑物点云数据的三维模型构建。该三维建模流程方法对校园典型建筑物的三维建模可取得较好的效果。

针对于地表以下地质空间的研究,三维地质模型是一个可以有效、直接的研究方法。本文从钻孔、剖面和散点三个角度对地质空间三维动态模型进行理论和构建方面的阐述,伴随着三维gis技术的发展,为地质空间三维动态模型的深入提供了更广阔的前景。

由于深部地质结构的复杂性、地质信息的不确定性,使得三维地质模型一直存在可信度问题。通过多元数据的综合分析、对比、相互约束,能够较为准确的控制深部地质结构与隐伏地质体,进而提升地质模型可信度。该方法在铜陵矿集区建模工作中取得较好效果。

随着浅地表矿床发现的难度增大,资源勘查深度增加,三维建模技术在深部找矿中作用更加突出。三维地质模型的精确程度直接决定了对地质背景及成矿条件的认知程度,为此提出了一套基于航磁资料处理与三维可视化相结合的三维地质建模技术。对研究区选取适当剖面进行二维反演,获得各剖面地质模型。通过剖面相连法构建各地质单元的三维地质模型后,引入起伏地形三维块体磁场正演技术,对构建的三维初始模型正演计算,从而获取全区三维地质模型及各地质单元的航磁异常理论响应。与实测结果对比分析后,合理添加地质约束条件,重新修正模型,使得构建的模型最大程度接近实际情况,这样模型既能很好地反映地质信息,又能满足观测场与理论场的拟合误差最小,最大限度发挥地质学家的经验和对区域地质的理解。利用主块体和次级块体思想对地质体进行剖分建模,在保证模型精度的同时,减少总的模型块体个数,大幅提高模型正演运算速度,有效解决三维反演建模方法在建模过程中对模型复杂度和规模的限制,可方便构建形态复杂、不同规模的三维地质模型。并将该方法应用于湖北大冶铁矿区,构建大冶铁矿研究区三维地质模型,验证了该方法的可行性及合理性。

随着数字化的快速发展,三维建模技术已经得到了广泛的应用。为了探索三维建模技术在区域地质调查中的应用方法,本研究阐述了面向区域地质调查的三维地质建模工作方案与方法。选择重庆市潼南区为研究区域,使用区域调查中的地形数据、遥感影像数据、钻孔数据、剖面数据等各种资料,在三维地质建模系统(geobim)平台中进行三维地质建模,主要包括多源数据收集和预处理、空间数据库建库、地表三维模型的建立与地下三维模型的建立等。针对geobim建模过程中出现的各基岩面拟合、围合面异常等问题,提出了相应的解决方法。建立的三维模型具有较强的可视化与分析功能,并进一步延伸地质信息服务功能。

随着浅地表矿床发现的难度增大，资源勘查深度增加，三维建模技术在深部找矿中作用更加突出。三维地质模型的精确程度直接决定了对地质背景及成矿条件的认知程度，为此提出了一套基于航磁资料处理与三维可视化相结合的三维地质建模技术。对研究区选取适当剖面进行二维反演，获得各剖面地质模型。通过剖面相连法构建各地质单元的三维地质模型后．引入起伏地形三维块体磁场正演技术。对构建的三维初始模型正演计算，从而获取全区三维地质模型及各地质单元的航磁异常理论响应。与实测结果对比分析后，合理添加地质约束条件，重新修正模型，使得构建的模型最大程度接近实际情况．这样模型既能很好地反映地质信息，又能满足观测场与理论场的拟合误差最小，最大限度发挥地质学家的经验和对区域地质的理解。利用主块体和次级块体思想对地质体进行剖分建模．在保证模型精度的同时，减少总的模型块体个数，大幅提高模型正演运算速度，有效解决三维反演建模方法在建模过程中对模型复杂度和规模的限制，可方便构建形态复杂、不同规模的三维地质模型。并将该方法应用于湖北大冶铁矿区，构建大冶铁矿研究区三维地质模型．验证了该方法的可行性及合理性。

在油气开发领域,经常采用网格模型对地形进行描述,而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈。因此,对地形网格模型进行简化的同时必须对现有算法进行加速。提出了一种三维地质模型的快速建模方法:通过删除顶点法矢量变化不明显的点来减少数据量,同时运用gpu技术将海量地形数据进行并行计算进而提高建模速度。试验结果表明,该算法能够在保证在失真较低的情况下实现数据运算速度的大幅提升以及网格模型较大幅度的简化,从而满足实时显示的需要。

在油气开发领域，经常采用网格模型对地形进行描述，而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈。因此，对地形网格模型进行简化的同时必须对现有算法进行加速。提出了一种三维地质模型的快速建模方法：通过删除顶点法矢量变化不明显的点来减少数据量，同时运用gpu技术将海量地形数据进行并行计算进而提高建模速度。试验结果表明，该算法能够在保证在失真较低的情况下实现数据运算速度的大幅提升以及网格模型较大幅度的简化，从而满足实时显示的需要。

在油气开发领域，经常采用网格模型对地形进行描述，而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈。因此，对地形网格模型进行简化的同时必须对现有算法进行加速。提出了一种三维地质模型的快速建模方法：通过删除顶点法矢量变化不明显的点来减少数据量，同时运用gpu技术将海量地形数据进行并行计算进而提高建模速度。试验结果表明，该算法能够在保证在失真较低的情况下实现数据运算速度的大幅提升以及网格模型较大幅度的简化，从而满足实时显示的需要。