基于Xplorpac三維地質(zhì)建模方法及問題

三維地質(zhì)建模是實現(xiàn)巖土勘察bim動態(tài)設(shè)計的關(guān)鍵,如何快速、高效地建立能直接應(yīng)用于指導(dǎo)設(shè)計施工的三維地質(zhì)模型,是工程實踐應(yīng)用中的難點之一.以廈門第二東通道工程地質(zhì)勘察項目為例,依據(jù)野外實測的地形測量數(shù)據(jù)及鉆孔、物探等地質(zhì)數(shù)據(jù),利用civil3d強大的曲面功能,首先建立地形曲面和地層曲面單元;其次,利用civil3d中\(zhòng)"由曲面提取實體\"等工具,自地表而下逐層建立三維地質(zhì)體,并整合生成最終的三維地質(zhì)模型.此外,通過二次開發(fā)建立基于civil3d三維地質(zhì)模型任意剖切補充模塊,實現(xiàn)了地質(zhì)模型的任意剖切及柵格圖生成;同時,通過部件編輯器功能,針對沉管基槽進行開挖設(shè)計.工程應(yīng)用結(jié)果表明,該建模方法便捷、直觀且高效,所形成的模型能直接應(yīng)用于指導(dǎo)工程設(shè)計和施工.

三維地質(zhì)建模是實現(xiàn)巖土勘察bim動態(tài)設(shè)計的關(guān)鍵,如何快速、高效地建立能直接應(yīng)用于指導(dǎo)設(shè)計施工的三維地質(zhì)模型,是工程實踐應(yīng)用中的難點之一。以廈門第二東通道工程地質(zhì)勘察項目為例,依據(jù)野外實測的地形測量數(shù)據(jù)及鉆孔、物探等地質(zhì)數(shù)據(jù),利用civil3d強大的曲面功能,首先建立地形曲面和地層曲面單元；其次,利用civil3d中\(zhòng)"由曲面提取實體\"等工具,自地表而下逐層建立三維地質(zhì)體,并整合生成最終的三維地質(zhì)模型。此外,通過二次開發(fā)建立基于civil3d三維地質(zhì)模型任意剖切補充模塊,實現(xiàn)了地質(zhì)模型的任意剖切及柵格圖生成；同時,通過部件編輯器功能,針對沉管基槽進行開挖設(shè)計。工程應(yīng)用結(jié)果表明,該建模方法便捷、直觀且高效,所形成的模型能直接應(yīng)用于指導(dǎo)工程設(shè)計和施工。

當(dāng)今礦業(yè)領(lǐng)域開始不斷向著數(shù)字化、可視化的方向發(fā)展,“數(shù)字礦山”已成為礦山采礦行業(yè)未來發(fā)展的主要趨勢.該文在基于某地區(qū)金礦的勘查數(shù)據(jù),介紹了surpac三維數(shù)學(xué)建模軟件的主要功能,模塊和在地學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用,并綜合論證該軟件未來的發(fā)展優(yōu)勢和前景.

隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和各種應(yīng)用軟件的開發(fā)，三維可視化技術(shù)也不斷地應(yīng)用到地學(xué)領(lǐng)域中?；趹?yīng)用軟件建立的礦體模型可以直觀形象的展現(xiàn)礦床內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)空間變化，實現(xiàn)礦山生產(chǎn)的動態(tài)管理和資源的合理利用，降低礦產(chǎn)勘查和開采的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此文章就surpac軟件在三維地質(zhì)建模中的應(yīng)用進行略述。

三維地質(zhì)建模具有直觀、形象、便捷等優(yōu)點,在地質(zhì)、礦產(chǎn)、地下施工等領(lǐng)域有著突出貢獻.comsolmultiphysics作為多物理場耦合模擬仿真軟件,具備-定的三維建模能力.通過充分挖掘該軟件自身潛力,結(jié)合kriging插值方法,嘗試建立了山西某井田的三維地質(zhì)模型.研究結(jié)果顯示,基于comsolmultiphysics的三維地質(zhì)建模方法可實現(xiàn)地質(zhì)體模型的縮放、旋轉(zhuǎn)和平移等操作,生成地質(zhì)剖切面圖、透視圖,展示地質(zhì)體內(nèi)部的各個細節(jié).實例證明了comsolmultiphysics軟件的三維地質(zhì)建模能力及其在地質(zhì)解譯、礦產(chǎn)評估和多物理場求解等方面的應(yīng)用價值.

鑒于剖面是水文地質(zhì)中常見的、有價值的數(shù)據(jù)形式,提出了基于水文剖面的三維地質(zhì)建模方法,即\"剖面信息提取\

提出了一種基于工程柱體的三維地質(zhì)建模方法。該方法結(jié)合鉆孔數(shù)據(jù)特點和地層分布規(guī)律,根據(jù)鉆孔平面位置將勘探區(qū)域劃分為若干工程柱體,對每個柱體側(cè)面進行礦段對比連接,得到柱體線框圖,再逐柱、逐層、逐面構(gòu)建三角網(wǎng),最后構(gòu)建出整個地質(zhì)體的三角網(wǎng),建立三維地層模型,能夠解決包括尖滅、分叉和斷層等在內(nèi)的復(fù)雜地層構(gòu)造推理和自動建模,便于按儲量級別進行儲量估算。該方法對基于工程柱體的三維地質(zhì)建模具有一定的參考價值和指導(dǎo)意義。

由于深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、地質(zhì)信息的不確定性,使得三維地質(zhì)模型一直存在可信度問題。通過多元數(shù)據(jù)的綜合分析、對比、相互約束,能夠較為準(zhǔn)確的控制深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)與隱伏地質(zhì)體,進而提升地質(zhì)模型可信度。該方法在銅陵礦集區(qū)建模工作中取得較好效果。

隨著淺地表礦床發(fā)現(xiàn)的難度增大,資源勘查深度增加,三維建模技術(shù)在深部找礦中作用更加突出。三維地質(zhì)模型的精確程度直接決定了對地質(zhì)背景及成礦條件的認(rèn)知程度,為此提出了一套基于航磁資料處理與三維可視化相結(jié)合的三維地質(zhì)建模技術(shù)。對研究區(qū)選取適當(dāng)剖面進行二維反演,獲得各剖面地質(zhì)模型。通過剖面相連法構(gòu)建各地質(zhì)單元的三維地質(zhì)模型后,引入起伏地形三維塊體磁場正演技術(shù),對構(gòu)建的三維初始模型正演計算,從而獲取全區(qū)三維地質(zhì)模型及各地質(zhì)單元的航磁異常理論響應(yīng)。與實測結(jié)果對比分析后,合理添加地質(zhì)約束條件,重新修正模型,使得構(gòu)建的模型最大程度接近實際情況,這樣模型既能很好地反映地質(zhì)信息,又能滿足觀測場與理論場的擬合誤差最小,最大限度發(fā)揮地質(zhì)學(xué)家的經(jīng)驗和對區(qū)域地質(zhì)的理解。利用主塊體和次級塊體思想對地質(zhì)體進行剖分建模,在保證模型精度的同時,減少總的模型塊體個數(shù),大幅提高模型正演運算速度,有效解決三維反演建模方法在建模過程中對模型復(fù)雜度和規(guī)模的限制,可方便構(gòu)建形態(tài)復(fù)雜、不同規(guī)模的三維地質(zhì)模型。并將該方法應(yīng)用于湖北大冶鐵礦區(qū),構(gòu)建大冶鐵礦研究區(qū)三維地質(zhì)模型,驗證了該方法的可行性及合理性。

將三維地質(zhì)建模技術(shù)用于地質(zhì)分析,提出一種基于tin的建模方法。采用帶斷層約束的三角剖分算法,實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)delaunay三角剖分,建立地質(zhì)層面模型,以地層和斷層為約束,根據(jù)層序地層學(xué)原理,按層序網(wǎng)格表征方式細分地層,建立層序模型,并在結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,使用距離加權(quán)反比法估算網(wǎng)格結(jié)點的屬性,建立地質(zhì)體屬性模型。

根據(jù)本礦山現(xiàn)有的地質(zhì)勘探資料,通過三維礦業(yè)軟件3dmine建立相關(guān)圖形文件和地質(zhì)數(shù)據(jù)庫,從而創(chuàng)建礦山的地形dtm表面、礦體和塊體模型等實體模型。利用地質(zhì)統(tǒng)計分析和塊體估值等實現(xiàn)真實直觀的三維可視效果、方便日后生產(chǎn)計劃的編制等,顯著提高礦山的經(jīng)濟效益。

三維地質(zhì)建模與可視化是數(shù)字礦山的一項關(guān)鍵技術(shù),對礦山生產(chǎn)、地學(xué)分析和資源評估具有重要的意義。以鉆孔信息和地質(zhì)剖面圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),提出了基于剖面的三維地質(zhì)建模流程,建立了地質(zhì)體的面模型及其相應(yīng)的地質(zhì)塊段體模型,最終實現(xiàn)了“剖面-tin-塊段”(section-tin-block)面體混合構(gòu)模和科學(xué)計算可視化。對建模涉及的關(guān)鍵算法進行了研究:提出“切開-縫合”法解決了形狀和頂點數(shù)目差異較大的相鄰剖面輪廓線重構(gòu)三維形體問題;研究了含島嶼多邊形的三角剖分算法,解決了含有夾石或孔洞的復(fù)雜地質(zhì)體構(gòu)模問題。

根據(jù)本礦山現(xiàn)有的地質(zhì)勘探資料,通過三維礦業(yè)軟件3dmine建立相關(guān)圖形文件和地質(zhì)數(shù)據(jù)庫,從而創(chuàng)建礦山的地形dtm表面、礦體和塊體模型等實體模型。利用地質(zhì)統(tǒng)計分析和塊體估值等實現(xiàn)真實直觀的三維可視效果、方便日后生產(chǎn)計劃的編制等,顯著提高礦山的經(jīng)濟效益。

隨著淺地表礦床發(fā)現(xiàn)的難度增大，資源勘查深度增加，三維建模技術(shù)在深部找礦中作用更加突出。三維地質(zhì)模型的精確程度直接決定了對地質(zhì)背景及成礦條件的認(rèn)知程度，為此提出了一套基于航磁資料處理與三維可視化相結(jié)合的三維地質(zhì)建模技術(shù)。對研究區(qū)選取適當(dāng)剖面進行二維反演，獲得各剖面地質(zhì)模型。通過剖面相連法構(gòu)建各地質(zhì)單元的三維地質(zhì)模型后．引入起伏地形三維塊體磁場正演技術(shù)。對構(gòu)建的三維初始模型正演計算，從而獲取全區(qū)三維地質(zhì)模型及各地質(zhì)單元的航磁異常理論響應(yīng)。與實測結(jié)果對比分析后，合理添加地質(zhì)約束條件，重新修正模型，使得構(gòu)建的模型最大程度接近實際情況．這樣模型既能很好地反映地質(zhì)信息，又能滿足觀測場與理論場的擬合誤差最小，最大限度發(fā)揮地質(zhì)學(xué)家的經(jīng)驗和對區(qū)域地質(zhì)的理解。利用主塊體和次級塊體思想對地質(zhì)體進行剖分建模．在保證模型精度的同時，減少總的模型塊體個數(shù)，大幅提高模型正演運算速度，有效解決三維反演建模方法在建模過程中對模型復(fù)雜度和規(guī)模的限制，可方便構(gòu)建形態(tài)復(fù)雜、不同規(guī)模的三維地質(zhì)模型。并將該方法應(yīng)用于湖北大冶鐵礦區(qū)，構(gòu)建大冶鐵礦研究區(qū)三維地質(zhì)模型．驗證了該方法的可行性及合理性。

隨著數(shù)字化的快速發(fā)展,三維建模技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。為了探索三維建模技術(shù)在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用方法,本研究闡述了面向區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的三維地質(zhì)建模工作方案與方法。選擇重慶市潼南區(qū)為研究區(qū)域,使用區(qū)域調(diào)查中的地形數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、剖面數(shù)據(jù)等各種資料,在三維地質(zhì)建模系統(tǒng)(geobim)平臺中進行三維地質(zhì)建模,主要包括多源數(shù)據(jù)收集和預(yù)處理、空間數(shù)據(jù)庫建庫、地表三維模型的建立與地下三維模型的建立等。針對geobim建模過程中出現(xiàn)的各基巖面擬合、圍合面異常等問題,提出了相應(yīng)的解決方法。建立的三維模型具有較強的可視化與分析功能,并進一步延伸地質(zhì)信息服務(wù)功能。

主要根據(jù)廈門城市發(fā)展的戰(zhàn)略需求，針對廈門市社會經(jīng)濟在可持續(xù)發(fā)展過程中所遇到的資源、環(huán)境與安全等問題，在充分搜集與整合并數(shù)字化廈門已有地質(zhì)勘察、調(diào)查等資料及成果的基礎(chǔ)上，綜合運用地質(zhì)學(xué)、地球物理化學(xué)、鉆探方法和計算機信息技術(shù)等手段，全面調(diào)查城市地質(zhì)災(zāi)害點與地質(zhì)地層環(huán)境，建立廈門三維可視化城市地質(zhì)信息管理服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)全市地質(zhì)數(shù)據(jù)的一體化多層次管理和三維可視化，為城市重要重點項目的規(guī)劃、選線選址、勘察設(shè)計及施工建設(shè)與運營管理提供最基礎(chǔ)的地質(zhì)信息化資源與決策平臺。

當(dāng)前地下空間大比例尺建模難度較大,少有案例提及.主要難點在于嚴(yán)格按照原始地層開展大比例尺建模,會出現(xiàn)大量的透鏡體和螺旋體,給建模工作帶來較大難度.6號線地面沉降易發(fā)區(qū)的試驗段研究,共涉及7個站點和6個區(qū)間的模型.通過收集整理多方位資料,以橫向1：500,縱向1：200比例尺進行大比例建模.選用鉆孔537個,剖面299條,格子252個,建模面積為0.6km^2.按照規(guī)范對篩選出的鉆孔歸納巖性、統(tǒng)一命名,將巖層分為7大類,40層.應(yīng)用交互拼接建模的方法,將模型分為地質(zhì)體、地表建筑物兩個部分,加入dem、衛(wèi)星貼圖耦合顯示.同時,地層的屬性數(shù)據(jù)也在建模過程中加入到地層屬性表中.本次工作解決了透鏡體和螺旋體的建模難點,提高了建模精度.

針對當(dāng)前石油開采中前期地質(zhì)分析的重要性,對地質(zhì)分析中的三維地質(zhì)建模技術(shù)進行詳細的分析,包括在油藏描述、地質(zhì)建模、信息交流、儲量計算等方面的應(yīng)用,從而為三維地質(zhì)建模技術(shù)的深入推廣提供參考。

傳統(tǒng)地質(zhì)圖件是以二維形式表達的,人們只能通過想象力構(gòu)建深部地質(zhì)模型。受地質(zhì)知識水平差異、地質(zhì)復(fù)雜程度的影響,讀者難以在腦海中構(gòu)建準(zhǔn)確的地質(zhì)模型。每個人腦海中的模型差異較大,教師要準(zhǔn)確、完整地向?qū)W生表述自己腦海中的地質(zhì)模型較為困難。三維地質(zhì)模型具有強大的三維可視化功能,能夠確切表達地質(zhì)體的三維空間展布及各地質(zhì)體之間的接觸關(guān)系。三維地質(zhì)模型在地質(zhì)教學(xué)中的廣泛運用不僅可以加強學(xué)生對知識點的理解程度,還可以提高學(xué)生對課堂的興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。將三維地質(zhì)建模技術(shù)引入?yún)^(qū)域地質(zhì)調(diào)查實習(xí)中,可以增強學(xué)生的動手能力,讓學(xué)生在校期間內(nèi)就掌握最先進的三維建模技術(shù),為將來從事地質(zhì)工作打下良好基礎(chǔ)。

隨著三維可視化技術(shù)的發(fā)展，三維仿真中地質(zhì)建模技術(shù)越來越受到重視，本文闡述了catia軟件在水利工程建立地質(zhì)模型的應(yīng)用過程，詳細介紹了此軟件在建立地質(zhì)模型時的操作步驟、流程、相關(guān)命令功能和技巧。主要通過visualbasic語言編程和catia軟件的逆向工程模塊，首先利用visualbasic語言編程提取地形圖信息，將點云數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入catia，使用dse、qsr、partdesign等工作臺建立工程區(qū)的三維地質(zhì)模型。發(fā)現(xiàn)catia軟件能夠快速、簡捷地建立地質(zhì)模型，而且直觀、真實地反映出地形、地貌特征。因此將這種成熟的地質(zhì)建模技術(shù)引入水電行業(yè)是可行的，并將具有廣闊的前景。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,三維可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)也得到了快速發(fā)展。公路工程設(shè)計已從2d-gis發(fā)展到3d-gis,從分散的單一要素設(shè)計發(fā)展到基于數(shù)字地球的綜合要素的統(tǒng)一設(shè)計。公路地質(zhì)體三維可視化既可以拓展現(xiàn)有的理論基礎(chǔ),在方法模型上有所突破又能在實際中解決地質(zhì)領(lǐng)域中的許多基礎(chǔ)問題。作者對地質(zhì)體三維可視化中的部分問題進行了研究。

礦山三維地質(zhì)建模是實現(xiàn)\"數(shù)字礦山\"的關(guān)鍵技術(shù),是實現(xiàn)現(xiàn)代化礦山的技術(shù)保障。對基于3dmine的礦山三維地質(zhì)建模研究進行了綜述,主要對3dmine軟件的性能與發(fā)展、建模方法、三維可視化與\"數(shù)字礦山\"建設(shè)、礦山災(zāi)害預(yù)警與采動影響等方面進行了分析。在充分分析現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上提出了目前研究方面存在的不足與今后研究的重點。