复杂地质构造三维地质体建模方法研究

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复杂地层结构模型三维重构与可视化方法研究

难。也就是说，可靠性原始资料不足的情况下，在
模软件等。在国内，有许多研究机构开展了广也
泛的研究工作，天津大学研究开发的水利水电如
工程地质建模分析软件系统，国矿业大学研究中开发的Ｇ — ｏ３ＶＩＧｅＭｏＤ软件系统等。这些研究主
（都理工大学信息工程学院，都６０５）成成１０９
［摘要］针对工程建筑、水利水电建设以及地质灾害防治等工程地质学研究中的空问结构分析
与信息可视化问题，出了一种基于单元块体的空间自动搜索地质建模方法。该方法的主要提思想是：先由地质专家充分利用工程地质勘探的资料，结合自身经验，交互式环境中完首并在成２／Ｄ剖面解释；Ｄ３而后系统自动完成地质结构单元块体搜索，用ＣＧ集合运算并根据地运Ｓ质单元块体的空间拓扑结构实现复杂三维地质模型的构建。本方法通过引入地质单元体的概念，在建模过程中融合地质专家的知识，地质模型的建模过程得到了简化，高了模型的并使提
了ＮＵＲＳ辅助地质建模技术；Ｂ陈少强等人提
出了“ 状地质体的多面体表示与交互编辑 ” 块方
法和张煜等人提出了基于三棱柱体元的三维地

三维地质建模技术方法及实现步骤

这些算法所产生的结果均是确定性的。这些传统的插值算法，仅考虑到观测点与待估点之间的距离，而没有考虑到空间位置之间的相互关联，既地质规律所造成的储层参数在空间上的相关性，应用效果不尽人意。这个时期，开创了用数学方法解决地质问题的先河。
3.2 地质建模的发展时期：克里金
(地质统计学克里金估值方法)
如地层压力、温度、饱和度、孔隙度等。
有时甚至稳定沉积体如三角洲前缘河口坝、席状砂的
渗透率分布也是可用的。
三、建立参数模型技术
确定性建模方法（Deterministic Modeling）
开发地震反演：
用地震属性（振幅、波阻抗等）与岩心（测井）孔隙度建立关系，反演孔隙度。再用孔隙度推渗透率 ——已在普遍应用。只要应用时要对其不确定性程度心中有数。
最重要的是新测井技术的发展和完善：
成像测井；过套管测井；随钻测井。
（二）、建立层模型技术
目的：
建立储集体格架：把每口井中的每个地质单元通过井间等时对比联接起来——把多个一维柱状剖面构筑成三维地质体，建成储集体的空间格架。
关键点：
正确地进行小单元的等时对比，即要实现单个砂层的正确对比。可对比单元愈小，建立的储集体格架愈细。对于陆相沉积难度更大。
随机建模方法。该方法应用了随机几何学中点过程理论。点过程提供各种模型来研究点的不规则空间分布。这些点在空间上
的分布可以是完全独立的（如泊松点过程），也可以是相互关联的或排斥的（如吉布斯点过程）。示性点过程则是一种特殊的点过程。
一个点过程，对其上赋予一个特征值（或称为一个属性、或示性）时，就称为示性点过程。该方法在模拟地质体的空间分布是十分有用的，它的基本思路就是根据点过程理论先产生这些物体的中心点在空间上的分布，然后再将物体性质（如物体的几何形态、大小、方向等）标注于各点上，即通过随机模拟产生这些空间点的属性，并与已知的条件信息进行匹配。

三维地质建模技术存在的问题与具体运用

三维地质建模技术存在的问题与具体运用三维地质建模技术是近年来在地质科学领域迅速发展的一种新技术，它通过建立三维模型，对地质体的形态、结构、物质组成等进行数字化描述，为地质研究提供了更加直观、精确和高效的方法。

然而，在实际应用中，三维地质建模技术也存在着一些问题和挑战。

**一、三维地质建模技术存在的问题**1. 数据获取困难：地质数据通常来源于各种不同的勘探手段，如地震、钻探、测井等，这些数据在空间和时间上往往存在不连续性，给建模带来了一定的难度。

2. 模型精度问题：由于地质体的复杂性和不确定性，三维地质模型的精度往往受到多种因素的影响，如数据质量、建模方法、计算精度等，导致模型精度难以保证。

3. 模型应用范围有限：目前，三维地质建模技术主要应用于石油、天然气、地热等能源领域，在其他领域的应用尚不广泛，需要进一步拓展应用范围。

4. 技术成本较高：三维地质建模技术需要依托高端计算机和软件，投资成本较高，且需要专业技术人员进行操作和维护，使用成本也相对较高。

**二、三维地质建模技术的具体运用**1. 石油天然气勘探：三维地质建模技术可以用于油藏描述和预测，提高石油天然气的开采效率。

通过建立三维模型，可以清晰地看到油藏的形态、构造、储层物性等特征，为油田开发提供重要的决策依据。

2. 地质灾害防治：三维地质建模技术可以用于滑坡、泥石流等地质灾害的预测和防治，为政府和相关部门提供科学依据，减少灾害损失。

3. 水资源管理：通过三维地质建模技术，可以了解地下水的分布、流动和储存情况，为水资源管理提供科学依据，提高水资源利用效率。

4. 环境监测与评价：三维地质建模技术可以用于环境监测和评价，了解环境污染物的分布和迁移情况，为环保部门提供科学依据，促进环境保护。

5. 矿产资源开发：通过三维地质建模技术，可以了解矿产资源的分布情况，为矿产资源开发提供科学依据，提高矿产资源开发效率。

综上所述，三维地质建模技术作为一种新兴的技术手段，在地质科学领域具有广泛的应用前景。

含复杂地质构造的三维煤层动态建模方法

程值（厚度值）随空间距离而变化的规律，以空间距
离为自变量的变差函数，计算相邻地层地质离散数
状数据修正，如采煤工作面区域煤层标记和断层地
质建模。
３煤层动态修正
３．１基于点状数据修正
第６期
修眷华等：含复杂地质构造的三维煤层动态建模方法
２０１５年１２月
态，而地质离散点只能通过有限的钻孑Ｌ与石门见煤
点数据获取，在没有地质离散点处，其地层信息只能
通过克里金差值方法计算，故而地层数据是存在一
比计算修正点影响范围内地层ＴＩＮ网点高程变化值
地层模型是基于煤矿井田边界生成规则平面格
网，再利用离散地质数据通过空间插值形成连续的地层ＧＴＰ模型。地层数据的准确性完全依赖于地层地质离散点数据量的大小和其空间位置分布的形
一
‘ ・
＼亨，Ｊ
．
＼
图３ＧＴＰ模型与八象限搜索法示意图
米修正半径为一百米（以将地层修正影响限定在
１％的坡度内）的原则确定影响范围，再根据距离反
２三维煤层建模误差分析
１．３克里金空间插值构建初始地层格网

三维地质模型建模系统的研究与实现

１引言
油勘探开发数据的处理是制订油气开发方案、测油气颅
资源的础：于数据量很大，据分布极不规则，油勘探开山数石发数据的处理复杂度高、算量大，＿高分析的准确性和运为『提速度、算机的数值计算和图形显示技术很就被应用于石油计勘探领域：足，当前，于早期地质构造简单、于开发的油山易气田的勘探开发下作已接近尾声，油勘探丁作转向地质构石造复杂、藏分散的攻关阶段，一阶段勘探开发数据处理的油这复杂度比以前高、算量比以前大。已有的国内外各种类型的运软件系统不能够很好地通用于新的生产Ｉ往往导致数据的大，量积累和无法直接理解，而无法进一步开发导油部门的勘从探开发。此，究并实现用于复杂地质体勘探开发数据处理研
ＮｉｅｊｅＺｕＤａｅＣｈｎＱｉｎｕＷｎｉｈｐｉｅｍｉｇ（ｃｏｌｏｎｆｃｕｉｇａｄＭｅｈｎｃｌＡｔｍａｉｎＢｉｎｎｖｒｉｆＡｒｎｕｉｓＳｈｏｆＭａｕａｔｒｎｃａｉａｕｏｔ．ｅｊｇＵｉｅｓｙｏｅｏａｔｎｏｉｔｃａｄＡｓｏａｔｓＢｉｎ０３ｎｔｎｕｉ，ｅｉｇ１０８）ｒｃｊ０

三维地质建模及其可视化研究与实现

摘要摘要本文针对三维地质建模及可视化研究发展现状，在系统分析当前各种建模方法，并综合计算机辅助设计、科学计算可视化、计算机图形学、地质学等学科理论的基础上，提出了表面、体元混合建模的方法，并根据该方法设计了一套可行的三维地质建模及可视化技术方案，开发实现了一套三维地质建模及其可视化软件系统。

本文首先分别以ＮＵＲＢＳ曲面拟合和二维Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分方法为２条线索，使用表面建模法建立了三维地质构造模型：（１）研究了基于ＮＵＲＢＳ曲面的三维地质面重构方法，探讨了该方法的优劣及其应用场合。

（２）研究了基于交线识别及数据预处理的二维Ｄｅｌａｕｎａｙ三角形逐层剖分方法，有效的解决了二维剖分方法产生的层位与断层作用处的几何不一致与拓扑不一致的问题。

在使用表面建模法建立三维地质构造模型后，本文研究了三维Ｄｅｌａｕｎａｙ四面体剖分方法并将它应用到地质建模中：以四面体为体元建立空间四面体模型来表达地质体内部拓扑结构，并基于四面体模型，实现了构造模型、块体模型以及它们间的相互转换。

在以上建模方法研究和试验的基础上，本文以ＯｐｅｎＧＬ为三维图形开发包，Ｍｏｔｉｆ作为用户界面开发工具，在Ｓｕｎ工作站的Ｓｏｌａｒｉｓ平台下，使用Ｃ／Ｃ＋＋语言开发了‘套三维地质建模与可视化软件系统，并使用该系统对胜利油田的实际地质数据建立了一个三维地质模型的应用实例。

关键字：三维地质建模，可视化，Ｄｅｌａｕｎａｙ剖分，ＮＵＲＢＳ曲面拟合，ＯｐｅｎＧＬＡｂｓｔｒａｃＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓａｎａｌｙｚｅｓｓｙｓｔｅｍｉｃａｌｌｙｔｈｅｍａｔｕｒｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｅｘｉｓｔｅｎｃｅ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｓｕｒｆａｃｅ／ｂｏｄｙ—ｃｅｌｌｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃｂａｓｉｓｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ，ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓ，ＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＣｏｍｐｕｔｉｎｇａｎｄｏｉｌｆｉｅｌｄｄｅｐｉｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ａｎｄｉｎｒｅｇａｒｄｔｏｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｓａｃｏｍｐｌｅｔｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｃｈｅｍｅ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓｔｈｅ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍ．Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｅｌｉｎｇａｓｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ＮＵＲＢＳｓｕｒｆａｃｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎａｎｄ２－ＤＤｅｌａｕｎａｙＴｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎａｓｔｈｅｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓ，３一Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇｉｓｂｕｉｌｔｆｌｒｓｔｌｙ：（１）ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＮＵＲＢＳｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃｓｕｒｆａｃｅｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．（２）Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆ２－ＤＤｅｌａｕｎａｙＴｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｄａｔａｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｇａｐｐｏｉｎｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅｆａｕｌｔａｇｅｓｕｒｆａｃｅｄｏｅｓｎ’ｔｍａｔｃｈｔｈｅｔｉｅｒｓｕｒｆａｃｅｗｈｅｒｅｔｈｅｆａｕｌｔａｇｅｓｕｒｆａｃｅｉｎｔｅｒｓｅｃｔｓｔｈｅｔｉｅｒｓｕｒｆａｃｅｉｓｓｏｌｖｅｄ．Ａｆｔｅｒ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇｉｓｂｕｉｌｔ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆ３－ＤＤｅｌａｕｎａｙＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＤｉｓｓｅｃｔｉｏｎｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｏ３－Ｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ：Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎａｓｔｈｅｂｏｄｙｃｅｌｌ，ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇｉｓｂｕｉｌｔａｎｄｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｉｓｒｅｆｌｅｃｔｅｄ．ＢａｓｅｄｏｎＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇ，ＧｅｏｌｏｇｉｃＳｔｒｕｃｔｕｒｅＭｏｄｅｌｉｎｇ、ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＢｏｄｙＭｏｄｅｌｉｎｇＣａｌｌｂｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｅａｃｈｏｔｈｅｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｎｔｉｏｎｅｄａｂｏｖｅ，ｉｎｖｉｅｗｏｆｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｕｓｅｓｓｔａｎｄａｒｄＣ＋＋ａｓｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｌａｎｇｕａｇｅ．ＯｐｅｎＧＬａｓ３－ＤｇｒａｐｈｉｃｓｌｉｂａｒａｙａｎｄＭｏｔｉｆａｓＧＵＩｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｏｏｌｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅＴｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｏｎＳｕｎＳｏｌａｒｉｓｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｎｄｂｕｉｌｄｅｓａ３－ＤｇｅｏｌｏｇｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃｄａｔａｆｏｒｍＳｈｅｎｇｌｉＯｉｌＦｉｅｌｄａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：Ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＭｏｄｅｌｉｎｇ，ＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＣｏｍｐｕｔｉｎｇ，ＤｅｌａｕｎａｙＴｒｉａｎｇｌｅ，ＮＵＲＢＳＳｕｒｆａｃｅ，ＯｐｅｎＧＬ声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博士／硕士学位论文＝！三缍地厦建撞丛墓互塑丝婴窥墨塞班＝：。

复杂地层结构三维地质建模空间插值方法研究

DOI: 10.3969/J.ISSN.2097-3764.2024.01.016Vol. 19 No.01 March, 2024第 19 卷第1期 2024 年 3 月/复杂地层结构三维地质建模空间插值方法研究郑杨，简季（成都理工大学地球科学学院，四川成都 610059）摘要：三维地质体对于自然资源勘探、环境保护、自然灾害风险评估等领域都具有重要意义。

在建模过程中，地质体的模型精度与插值算法有着直接关系。

为研究不同插值算法的适用情况，文章对云南陆良某污染场地进行浅层三维地质建模，分别选取反距离权重法和自然邻域法，利用钻孔数据插值建模，并对模型结果进行目视检验和误差对比分析。

研究结果表明：反距离权重法适用范围广，建模精度较高；相较于自然邻域法，反距离权重法更适用于地层结构复杂的三维地质建模，该方法对断层细节的描述更细致，模型更符合实际情况；而自然邻域法在断层明显的区域插值效果较差，不适用于地层结构复杂的情况。

关键词：三维地质模型；钻孔数据；反距离权重法；自然邻域法；精度验证Spatial interpolation methods for 3D geological modeling ofcomplex strata structuresZHENG Yang, JIAN Ji（School of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, Sichuan, China ）Abstract: Three-dimensional (3D) geological bodies are of great significance in natural resources exploration, environmental protection, natural disaster risk assessment, and other fields. In the modeling process, the accuracy of geological body models is directly related to interpolation algorithms. T o study the applicability of different interpolation algorithms, this paper con-ducted shallow 3D geological modeling in a heavy metal pollution area in Luliang, Yunnan. The inverse distance weighting method and natural neighborhood method were selected to interpolate the drilling data in the study area. Visual inspection and error comparison were carried out of the model results. The results show that the inverse distance weighting method has a wider applicability range and higher modeling accuracy. Compared to the natural neighborhood method, the inverse dis-tance weighting method is more suitable for complex geological modeling with distinct stratigraphic structures, providing a more detailed description of fault details and a model that better reflects reality. On the other hand, the natural neighbor-hood method has poor interpolation performance in areas with distinct faults and is not suitable for complex stratigraphic structures.Keywords: 3D geological model; drill data; inverse distance weighting method; natural neighborhood method; accuracy verifica-tion收稿日期：2023-09-05；修回日期：2023-11-16第一作者简介：郑杨（1990- ），男，在读硕士研究生，研究方向：数字孪生与三维建模。

矿区三维地质建模方法研究及深部综合找矿预测

67找矿技术P rospecting technology矿区三维地质建模方法研究及深部综合找矿预测王霄霄（河北省地质矿产勘查开发局第一地质大队，河北　邯郸　０５６００１）摘要：本论文将从矿区三维地质建模方法、三维可视化与分析技术、地质信息集成与分析、模型与算法应用，以及深部矿产资源评价与优选等几个方面进行探讨。

通过对这些关键环节的详细分析和研究，旨在全面展示深部综合找矿预测的理论基础、方法体系以及应用前景，为矿业领域的科学研究和实际应用提供有益的参考和借鉴。

关键词：矿区；三维地质；找矿预测中图分类号：Ｐ６２８文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１７－００６７－３Research on 3D Geological Modeling Methods and Deep Comprehensive Prospecting Prediction in Mining AreasWANG Xiao-xiao（Ｔｈｅ　Ｆｉｒｓｔ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｂｒｉｇａｄｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｈａｎｄａｎ　０５６００１，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｗｉｌｌ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｓｅｖｅｒａｌ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　３Ｄ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ，　３Ｄ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ，　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，　ａｎｄ　ｄｅｅｐ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．　Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅｓｅ　ｋｅｙ　ｌｉｎｋｓ，　ｔｈｅ　ａｉｍ　ｉｓ　ｔｏ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｂａｓｉｓ，　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍ，　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｏｒｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，　ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ａｎｄ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｆｉｅｌｄ．Keywords: ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ；　３Ｄ　ｇｅｏｌｏｇｙ；　Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－０６作者简介：王霄霄，女，生于１９９２年，汉族，河北邯郸人，本科，学士学位，矿产地质工程师，研究方向：矿产地质勘查，三维地质建模，地质大数据。

地质空间三维动态建模方法研究

地质空间三维动态建模方法研究【摘要】地质空间三维动态建模是地质学领域的重要研究内容，其研究背景主要源于对地质构造及地质灾害的深入了解和预防需求。

本文围绕地质空间三维动态建模方法展开研究，首先介绍了地质数据获取与预处理的重要性，其次探讨了地质空间三维建模技术的相关方法及应用。

在地质空间三维动态建模案例分析部分，分析了实际案例的应用与效果。

总结了地质空间三维动态建模方法的发展趋势，包括技术创新与应用拓展等方面。

通过本文的研究，为地质空间三维动态建模方法的发展提供了重要参考，并展望未来研究方向，为地质学领域的发展和应用提供了有益的启示。

【关键词】地质空间，三维动态建模，研究背景，研究意义，地质数据，预处理，建模技术，案例分析，发展趋势，研究成果，未来研究方向。

1. 引言1.1 研究背景地质空间三维动态建模是地质学领域的一个重要研究课题，随着科技的不断发展和进步，对地质模型精度和实时性要求越来越高。

而传统的地质模型往往是静态的，在真实情况下难以准确反映地质结构的动态变化情况。

研究地质空间三维动态建模方法对于探索地质结构、地质演化规律以及矿产资源开发具有重要意义。

随着计算机技术和地学信息技术的迅速发展，地质空间三维动态建模方法也得到了快速发展。

通过结合地质学、地理学、计算机科学等学科的知识，可以更加准确地模拟地质体系的演化过程，为地质灾害防治、资源勘探开发、环境监测等提供支撑。

目前地质空间三维动态建模方法仍然存在一些问题和挑战，例如地质数据获取困难、地质空间三维建模技术不够成熟等。

有必要深入研究地质空间三维动态建模方法，不断提升其在地质领域中的应用效果和效益。

这也是本文研究的重要背景和动机。

1.2 研究意义地质空间三维动态建模方法的研究意义在于提高对地质现象的理解和预测能力。

通过建立精准的三维地质模型，可以更好地掌握地下地质构造和岩性分布情况，为矿产勘探、找矿、资源评价和环境保护提供科学依据。

地质空间三维动态建模方法还能够帮助加强地质灾害的监测预警和灾害风险评估，提高地质灾害防治的效果。

三维地质建模方法研究进展

三维地质建模方法研究进展摘要：随着计算机技术和空间信息技术的发展，三维地质建模越来越受到人们的关注。

目前，三维地质建模已广泛应用于城市建设、石油、地下水模拟、矿山开采、固体矿产资源储量评价、岩土工程等领域，为经济社会高质量发展提供辅助决策支持。

本文根据三维地质建模方法的研究现状，归纳总结了基于钻孔信息的三维地质建模方法、基于剖面的地质建模方法、多条件约束地质建模方法以及特殊地质体建模方法的研究进展，并对其未来发展进行了展望。

关键词：地质建模；三维；钻孔；剖面；地层三维地质建模技术目前已广泛应用于城市建设、石油、地下水模拟、矿山开采、固体矿产资源储量评价、岩土工程等领域。

所谓三维地质建模，就是运用计算机和信息技术，使用适当的数据结构，将空间信息管理、地质解译、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，在三维环境下，建立起能反映地质构造的形态、各构造要素之间的关系以及地质体空间物性分布等地质特征的定量的数学模型，并应用于地质分析的技术[1-6]。

通过三维地质模型，可以把空间分布不均匀、不连续、通过野外工程勘测或其它仪器测量获得散乱的地质信息通过数学曲面和拟合与现代计算机图形学的方法变成可视的、连续的、形象直观的三维地质模型和图形图像[4]。

三维地质模型能够直观有效地表达各种地质结构、地质现象间的拓扑关系，从而迅速提高专业技术人员对地下空间的认识，最大限度发挥空间信息优势，为地质勘探、矿产资源开发利用、城市地下空间管理等提供辅助决策支持，积极主动服务经济社会发展。

1. 三维地质建模方法分类三维地质建模方法简要分类如下:1)从尺度方面，可分为宏观建模和微观建模。

宏观建模主要关注地质现象的区域特征，数据来源主要是地质露头、钻孔、地质解释资料等；微观建模要关注岩石、矿物等的微观特征，数据来源可以是岩石切片、照片和通过仪器直接得到的三维点云等。

通常的地质建模多指宏观建模。

2)从对地质体内部属性的处理分析，可分为结构建模和属性建模。

工程地质三维模型精细构建方法研究

上海国土资源doi:10.3969/j.issn.2095-1329.2023.03.006工程地质三维模型精细构建方法研究王军1,2（1. 上海市地质调查研究院，上海 200072；2. 上海市地质资料信息专业技术服务平台，上海 200072）摘要：上海三维城市地质信息系统有很好的地质建模基础，但是由于地质数据及其应用本身所具有的复杂性和不确定性，建立的三维地质模型与实际的地质条件之间还有不小的差距。

本文结合上海地质条件和钻孔数据情况，对当前的钻孔自动建模方法流程进行了分解、对实现过程缺陷进行了剖析，从工程地质条件分析、数据预处理方法、建模算法优化三个层面开展了建模流程的精细优化，并选择典型的中山公园场地进行建模验证和精度分析，通过将建模结果与人工生成的成果图进行精度评估，取得了较好的建模效果。

关键词：工程地质；三维模型；精细建模中图分类号：P642.4；TP311.521 文献标志码：A 文章编号：2095-1329(2023)03-0034-09三维地质建模是一门综合运用现代空间信息理论来研究地质体及其内部物理、化学属性的信息处理、数据组织、空间建模与数字表达，并运用科学计算可视化技术对其进行真三维再现与交互的科学与技术。

由于地质数据及其应用本身所具有的复杂性、不确定性、信息不完备等特点，使得三维地质建模成为制约三维GIS研究及其应用的主要难点之一。

而钻孔资料因其直观、准确、详细的特性在三维地层模拟中具有至关重要的意义，根据钻孔数据直接构建三维地层实体模型也一直是国内外研究的热点。

多年来，上海开展的三维城市地质调查、地质资料信息服务集群化与产业化等工作，积累了大量的地质资料，尤其工程地质勘察的钻孔资料，入库钻孔数多达84万个，数据基础非常扎实，并且上海现有三维信息系统中有专门的“工程地质钻孔地质建模”功能模块，专业人员在软件中指定任意的空间范围，即可自动建立对应区域的三维模型，对建立的模型还可以进行任意切割、基坑开挖、隧道模拟等，实时建模，方便快捷。

三维地质建模技术方法及实现步骤

三维地质建模技术方法及实现步骤三维地质建模是基于实地采集的地质数据，通过计算机技术和地质知识，将地质对象在计算机环境中进行模拟和可视化呈现的过程。

它主要用于地质勘探、资源评价和地质灾害预测等领域。

下面将介绍三维地质建模技术的方法以及实现步骤。

一、三维地质建模技术方法1.数据采集：通过地质勘探和测量技术，获取地质数据，包括地质剖面、地下水位、岩性、构造等。

数据采集应选择合适的刻度、密度和时刻，以保证三维模型的准确性和真实性。

2.数据预处理：对采集到的地质数据进行预处理，主要包括数据清洗、数据调整和数据融合等。

数据清洗是指对数据中的异常值和噪声进行处理，以保证数据的可靠性。

数据调整是指对不同数据之间的尺度、坐标和分辨率进行调整，以便进行统一处理。

数据融合是指将不同类型的数据进行整合，获得更准确和全面的地质信息。

3.数据分析与处理：根据采集到的地质数据，利用地质统计学、地质物理学和地质学模拟方法等进行数据的分析与处理，以获得地质对象的空间分布特征和属性参数。

这些分析和处理的方法包括：无标度变异函数、地质统计学插值方法和多点模拟等。

4.三维网格建模：根据地质数据的特征和属性，选择适当的三维网格建模方法。

常用的三维网格建模方法包括地形插值、体素网格建模、几何模型和随机模型等。

其中，体素网格建模是最常用的方法之一，它将地质对象分割成一系列的体素元素，用来表达地质体的几何和属性特征。

5.模型验证与修正：通过与实际地质观测数据进行比对，验证三维地质模型的准确性和可靠性。

如果发现模型存在误差或不合理之处，需要通过调整和修正模型，使之与实际情况相符。

6.可视化与分析：利用计算机技术和三维可视化软件，将三维地质模型进行可视化呈现。

通过对模型进行旋转、放大和镜像等操作，可以观察和分析地质对象的空间形态和内部结构，以提供决策依据和技术支持。

二、三维地质建模实现步骤1.数据采集：根据实际的地质勘探任务，选择合适的地质探测技术和设备，进行野外地质数据的采集。

基于地质数据库的三维地质建模技术及应用探讨

基于地质数据库的三维地质建模技术及应用探讨随着三维建模技术的不断发展与应用，基于地质数据库的三维地质建模技术已经成为地质学、矿产勘探等领域不可或缺的工具。

本文从三个方面探讨了这一技术的研究现状、应用价值与未来发展方向。

一、基于地质数据库的三维地质建模技术研究现状在当前三维建模技术的主流成果中，基于地质数据库的三维地质建模技术占有相当重要的地位。

地质数据库建模技术可以将不同详细度、不同类型、不同地域的地质数据以一种有机的方式统一起来，并通过三维呈现方式清晰地表现地质现象、矿产富含区域等。

目前，基于地质数据库的三维地质建模技术主要有以下研究方向：1. 数据模型方向。

目前三维地质建模采用的数据模型主要分为两类：基于网格的模型和基于对象的模型。

前者是以网格作为三维空间的整体，通过对网格的控制来模拟不同地质特征，后者则以对象为单位进行建模，可以更加快速地处理不同类型的三维地质数据。

2. 渲染技术。

渲染是三维地质建模的重要环节，决定了建模结果的可视化效果。

目前使用的渲染技术主要有三种：立体造型、贴图和光线追踪。

不同的渲染技术适用于不同类型的地质结构，选择正确的渲染技术有利于优化建模结果。

3. 数据空间分析。

数据空间分析技术能够根据矿床分布、横向规律等数据统计的结果，用于精确估算储量、矿化程度等方面。

二、基于地质数据库的三维地质建模技术应用价值1. 地质学研究。

基于地质数据库的三维地质建模技术是地质学领域的重要工具，可以对不同地质体进行立体分析、可视化展示和模拟，帮助地质学家更好地理解和研究地球内部构造，进而推进整个地质学领域的科学发展。

2. 矿产勘探。

基于地质数据库的三维地质建模技术为矿产勘探的开发提供了技术支撑。

依靠系统性、高度精准的三维建模分析方法，可以更加全面地认知区域内矿产结构类型，有效提高勘探效率，减少资源浪费。

3. 工程建设。

基于地质数据库的三维地质建模技术应用于工程领域，不仅能够辅助工程设计，还可以通过模拟地层变化等预测不同自然灾害（如地震、泥石流等）的发生和爆发影响，进而对项目风险管理提供有效支持。

三维地质构造建模技术研究

维普资讯
第４卷第４期７
２００８年７月
石
油
物
探
Ｖ０．７Ｎｏ４１４，．
ＧＥＯＰＹＳＣＡＬＰＨＩＲＯＳＣＴＩＰＥＮＧＯＲＥＴＲＦＰＯＬ编号：００４１２０）４— ３９０１０ —１４（０８００１ — ９
Ｍａｅ于１８ｌｔｌＥ９９年发表的“ 离散光滑插值（ｉｒｅＤｓｅｃｔＳｏｈＩｔｒｏａｉ）则标志着构造建模方法实用ｍｏｔｅｌｏ ” ｎｐｔｎ
等资料中获取有价值的信息，需要进行多学科综合
研究。就目前情况而言，油气藏综合地质研究已经跨越了油气藏勘探和开发的不同阶段，涉及的原始
系引起的构造模型的不确定性进行了分析，是并但
油气藏地质建模的工作流程分为构造建模和属性建模两个阶段，构造建模是基础。构造建模技
术的形成要晚于属性建模技术，发展要快于属性但建模。计算机技术的发展，尤其是三维可视化技术
的发展，进了三维构造建模相关技术方法的进步促和发展。１８，ｌｏｓｎ。９４年Ｈａｒｏ［提出了油田尺度下用ｄ］于油藏模拟的随机模拟（ｔｃａｔｉｌｉ）ｓｈｓｉｓａｏ建模ｏｃｍｕｔｎ
摘要：三维地质构造建模技术是三维地质建模中的关键技术，在油气资源勘探过程中发挥着越来越重大的作用。
三维地质构造建模可以分为３阶段：质曲面重建、质曲面拓扑关系分析和三维实体建模。地质曲面重建个地地

三维地质建模技术的研究与应用综述

三维地质建模技术的研究与应用综述摘要：三维地质建模现已广泛应用于地质领域，为直观形象地展现地质体及地质信息的三维空间展布特征，利用地质调查、地球物理探测、钻探等方法手段获取可靠的地质数据构建三维地质模型。

鉴于深度、复杂性和特殊性，传统的勘查方式只能满足单一需求，对城市地下空间建设的把控捉襟见肘。

因此，利用城市地质调查取得综合性数据，开展片区地质体的三维地质建模，客观准确反映城市地下空间的现状及发展趋势，成为当前城市开发建设的重要组成部分。

本文对三维地质建模的基本原理和技术流程进行了概述，介绍了常用的三维地质建模软件，详细阐述了城市地下空间三维地质建模方法，并对城市地下空间三维地质建模的应用进行了探讨。

本文以期为提高城市地下空间利用效率，保障工程施工质量和安全提供借鉴和参考。

关键词：三维；地质建模技术；应用引言作为一种融合了地质学、地理信息科学和计算机等学科的综合技术手段，三维地质建模将钻孔、剖面、物探等庞杂的地质信息通过有效的数据模型管理起来。

在此基础上，结合地层划分、数据插值、曲面拟合等手段和算法，将地质体通过直观的三维地质模型展示出来。

此外，与地表建模不同的是，三维地质建模除模型的展示和查询以外，还需要开发出虚拟钻孔、剖面切割、等值线/面分析等配套工具，满足地质分析和工程建设应用的实际需求。

三维地质建模的技术手段使专业性强、肉眼不可见的地质信息得到直观展现和应用，从而代替传统的钻孔柱状图、地质剖面图，在近二十年间，被越来越多地应用在石油、采矿、城市地质、隧道建设、水利水电工程等领域。

1三维地质模型的构建1.1三维地质建模数据基础三维地质建模的数据主要来源于工程测绘、工程钻探和工程物探等技术所得的地表、地层、断层等信息，可生成具有空间三维坐标的各类点、线、面、体要素构建形成三维地质模型。

1.2三维地质建模方法为实现三维地质模型的精细化，本文综合工程物探和工程钻探成果信息建立钻孔数据库，以此为数据基础建立三维地质模型。

谈石油勘探三维地质构造建模技术

谈石油勘探三维地质构造建模技术提纲：一、石油勘探三维地质构造建模技术的概述二、三维地质构造建模技术的应用三、三维地质构造建模技术的优势四、三维地质构造建模技术在石油勘探中的案例分析五、三维地质构造建模技术的发展前景一、石油勘探三维地质构造建模技术的概述石油勘探三维地质构造建模技术是指将地质结构变形、沉积、构造节点等特征用数学模型进行三维建模，以便更好地研究石油地质构造。

三维建模技术是现代石油勘探技术中必不可少的一项技术，它通过计算机技术实现对地质构造的三维模拟。

三维建模技术最初的应用是在建筑领域，随着计算机技术的发展，三维建模技术逐渐被应用到其他领域，如航空、军工、汽车等领域。

随着石油勘探领域的发展，三维建模技术逐渐应用到石油勘探领域，为石油勘探带来很大的帮助。

三维建模是一项复杂的技术，需要计算机技术、地质学、数学等多个领域的知识，以此来实现对地质构造的三维建模。

二、三维地质构造建模技术的应用三维地质构造建模技术的应用非常广泛，主要应用在石油勘探领域中。

首先，三维建模技术可以帮助勘探者更好地了解地质构造，了解各层之间的沉积状态，从而更好地选择钻井地点以及制定钻井方案。

另外，三维建模技术还可以帮助勘探者更好地了解油藏的特点，包括油藏的储量、分布、赋存状态等，从而制定更加有效的采油方案。

最后，三维建模技术还可以帮助勘探者更好地了解沉积地质特征，预测未来油藏的赋存状态，为石油勘探提供全面、准确的地质学基础。

三、三维地质构造建模技术的优势相较于传统的石油勘探技术，三维地质构造建模技术具有以下优势：(1) 通过计算机技术实现了高精度的地质三维建模传统的地质研究方法通常采用二维地质剖面图，而三维建模技术可以通过计算机技术实现高精度的三维地质建模，更加真实地反映了地质构造的情况。

(2) 可以帮助勘探者更好地了解油藏储量、分布情况三维建模技术可以帮助勘探者更好地了解油藏的储量、分布、赋存状态等，从而制定更加有效的采油方案。

三维地震地质模型构建方法及研究

浅析三维地震地质模型构建方法及研究摘要：计算机技术的快速发展，地震勘测技术也逐渐的走向了现代化、科学化的步伐。

三维地震地质模型的构建可以收集到更多的数据，进行更为科学细致的勘测工作，同时，采用现代可视化技术可以根据三维空间的直接的分析和表达地震的信息。

三维地震地质模型的构建极大的减轻了进行地震数据解释和分析的工作量。

另外，由于地震地震数据模型的三维可视化表现方式，能够更好地对地震地质构造的主要形态记忆空间地理位置进行确定，进而对地层所含有的资源进行科学的推测。

关键词：地震地质；三维；模型；构建以往传统的表达地震地质信息主要通过两大方式进行表达：一是通过剖面图和平面图表达，具体来说就是将地震地质环境中的地层以及现象通过投影到一个平面上来表达；二是对地震地质环境中的地层或者现象制出透视图，也可以投影到不同的平面上通过组合的方式表达。

这些方法具有一定的优越性，但是却存在着失真以及信息丢失的问题，另外，制图的程序过于繁琐，一些有效的信息难以得到及时的更新。

而三维地震地质模型的构建则有效的弥补了这一缺陷。

三维地震勘测技术的主要特点就是采集的样本密度大、图形成像精度高。

在进行煤炭、石油等勘探中得到了有效的推广。

当前，随着可视化技术的快速发展，通过现代化技术对地学系统进行模拟俨然是主要形式之一，三维技术和地理信息系统的有效结合，可以更好地对地震地质进行科学的研究和分析。

一、三维地震地质模型的概述目前进行三维地震地质模型构建，通过三维将地震数据显示出来，将地形中的等值线等在地震解释中发生的数据以立体的形式显示出来，再经过不同方式进行组合显示，这样就可以使地震解释人员以更加直观的观察去了解并分析地震地质构造的主要分布形态。

从三维模型的可视化角度出发，将地震地质对象作为目标，结合点、线、面扥多种方式和数据体的多侧面，就可以全方位的系统的观察和分析地震数据体所具有的地质信息。

地震地质的勘测数据知识采集来的分散的点数据，只有完成插值，并选择出合适的模型才能构建出三维地质体，这样就可以详细而直观的将地下的地质体信息进行显示，再经过系统的分析就能对勘测数据进行综合的运用。

三维地质建模标准

三维地质建模标准一、建模方法1.1概述三维地质建模是一种通过对地质数据进行分析、理解和模拟，以构建三维地质模型的方法。

该方法广泛应用于地质勘探、矿产资源评价、地质灾害预测等领域。

1.2建模过程三维地质建模过程一般包括以下步骤：（1）数据收集：收集与地质相关的数据，如地形地貌、地质构造、岩石类型、矿产分布等。

（2）数据预处理：对收集的数据进行清洗、整理、转换等操作，以满足建模需要。

（3）模型建立：利用专业软件，根据处理后的数据建立三维地质模型。

（4）模型质量评估：对建立的模型进行质量评估，包括准确性、精度、完整性等方面。

（5）模型应用：将建立的模型应用于实际工程中，如矿产资源评价、地质灾害预测等。

二、数据规范2.1数据来源三维地质建模所需的数据来源应可靠、准确、完整，包括但不限于以下来源：（1）实地勘测数据；（2）地球物理数据；（3）地质调查数据；（4）遥感影像数据；（5）矿产资源数据等。

2.2数据格式三维地质建模所需的数据格式应统一、规范，包括以下格式：（1）GeoTIFF；（2）ESRIShapefile；（3）AutoCADDXF等。

三、模型质量评估3.1准确性评估模型准确性的评估应基于实际地质情况和建模数据进行对比和分析，一般采用专家评审、实地考察、统计检验等方法进行评估。

3.2精度评估模型精度的评估应采用专业的测量和计算方法，对模型的细节和整体进行评估，一般包括平面精度和高度精度两个方面。

3.3完整性评估模型完整性的评估应考虑模型的覆盖范围、模型特征的完整性和地质特征的完整性等方面，以确保模型能够全面反映地质情况。

四、模型应用标准4.1矿产资源评价利用三维地质模型可以精确预测矿产资源的分布和储量，为矿业开发提供科学依据。

应用标准包括矿产资源的类型、分布范围、储量估算等。

4.2地质灾害预测三维地质模型可以揭示地质构造特征和岩体结构特征，能够预测和评估地质灾害的风险和影响，为灾害防治提供参考。