1引言
矿业活动具有三维空间特征和动态特征，特别是复杂的地质现象，需要真三维才能对其作出定量化表达和逼真的描绘，才有助于更好的理解矿体的空间信息及矿体与地表地形之间的空间位置关系。Minex6.0是澳大利亚Surpac minex group产品的一个重大升级，是专为层状矿床设计的地质、采矿软件，是多年来矿山建模与开采设计经验总结的成果。Minex.6.0软件与以往的制图软件、采矿软件相比，技术优势是拥有一套高速高效的建模技术。对于煤层赋存多的露天煤矿，特别是目前新疆地区的露天矿，煤层赋存在10层以上的很常见，在建模所需的资料和数据都准备好的前提下，用以往的建模软件，需要对每一煤层的模型都进行建立，建立起这样的露天煤矿的地质模型至少需要一周时间。但用Minex.6.0软件可以实现同时建立多个煤层的煤层模型，且高速高效，为采矿设计人员节省了大量的时间和精力。
2新疆后峡煤田黑山矿区概况
黑山矿区位于托克逊县西北约90km处，北距乌鲁木齐市约65km，东距南疆铁路鱼儿沟车站约55km，行政区划属托克逊县管辖。勘探区地处天山中段以北的山间谷地（俗称通沟），北依约喀坑艾代山，南临末日洛克山、黑山。东西较开阔，地势北高南低，西高东低。最低海拔2365m，最高海拔3023m。勘探区构造简单，主体特征为一南倾的单斜构造，地层走向约95°，倾角一般在13~25°，走向上倾角变化不大。勘探区内含可采煤层9层，即6号、7号、8号、9号、11号、12-1号、12-2号、13-1号、13-2号煤层。其中9号、12-1号、13-1号、13-2号煤层为全区可采煤层；6号、7号、8号、11号煤层为大部可采煤层；12-2号煤层为局部可采煤层。
3地质数据库的建立
Minex软件系统采用模块化的结构，地质数据库模块用来管理庞大的地质数据，其主要功能有:地质数据库的建立、地质数据库的维护、地质数据库的分析与处理、地质数据库管理的钻孔可视化等。3.1Minex数据库
Minex数据库基本上是由5个二进制文件组成，其文件扩展名为.B3n，n取不同的值对应文件的不同用途，见表1。
3.2数据表的建立
为了方便对钻孔数据进行录入和管理，并考虑到数据库的通用性和使用的方便性，我们选择.CSV 文件导入Minex数据库中。新疆后峡煤田黑山矿区
基于Minex的露天矿三维地质模型的建立及可视化研究
李伟，孙鑫，蔡忠超
（中煤国际工程集团沈阳设计研究院，辽宁沈阳110015）
摘要：利用Minex.6.0软件以新疆后峡煤田黑山露天煤矿为例，构建了地质数据库，将钻孔数据和煤层信息数据成功地导入Minex数据库中，实现了钻孔数据的三维可视化。研究探讨了Minex.6.0软件的构模方法和理论，采用界面构模法，建立了地表模型和矿体三维模型统一形成了新疆后峡煤田黑山矿区矿床的空间三维模型系统并实现了可视化。
关键词：Minex6.0软件；界面构模法；三维地质模型
中图分类号：TD672文献标识码：B文章编号：1671－9816（2012）04－0063－04
收稿日期：2012-03-08
作者简介：李伟（1979-），男，工程师，2005年毕业于辽宁工程技术大学，采矿工程专业硕士，现在中煤科工集团沈阳设计研究院从事露天矿开采设计工作。
表1Minex数据文件类型及用途
文件类型文件用途
．Ｂ３１
数据库索引文件，用来存储钻孔数据信息，包括钻孔坐标、孔深、方位和倾角等。
．Ｂ３２
数据库定义文件，用来存储样本数据信息，包括钻探获取的岩性信息、煤质信息等。
．Ｂ３３用来存储地层层序的文件。
．Ｂ３４用来存储所有钻孔的头文件信息。
．Ｂ３５
用来存储煤层／地层序列文件，包括煤层的序号，每一煤层默认密度值、颜色、属性等信息。
图2部分钻孔三维显示图煤层信息表—interval.csv：记录钻孔号（Hole-ID）、
煤层号（SeamNA）、煤层顶板深度（FROM）、煤层底板
深度（TO）和采用厚度（Total-Thick）等数据。其煤层
信息录入格式见表3。
3.3地质信息的验证
Minex中提供了对钻孔数据检验功能的模块，
可以对导入的钻孔数据和煤层数据等进行验证，包
括对导入的钻孔进行统计，显示没有煤层的钻孔，显
示煤层顶板标高小于底板标高的钻孔，显示上下煤
层之间有交叉的钻孔，显示缺少煤层底板或顶板的
钻孔，显示没有对煤层序号进行定义的钻孔等。下面
对导入的煤层信息数据进行验证，结果如图1所示。
从输出结果可以看出：
1）钻孔H10-1的12-1煤层顶板标高小于底板
标高；
2）钻孔H0-1的12-1煤层发生交叉现象；
3）钻孔H10-2导入两个8号煤层，钻孔HL-6
导入两个13-2号煤层，导致找不到这两个煤层的顶
板或底板。
根据以上错误提示逐条对煤层信息数据表中的
记录进行修改，直到没有错误提示，这样地质信息数
据才能被正确的导入，验证无误后进行下一步的建
立矿体模型工作。
3.4钻孔信息三维显示
地质数据库建立起来以后，可以利用Minex强
大的图形显示系统，在三维空间显示地质数据，包括
钻孔的轨迹线、各煤层厚度、煤层走向等。总之，几乎
所有的地质信息都可以以字符、图表、图案方式显示
出来。新疆后峡煤田黑山矿区地质数据库中共导入
钻孔212个，由于钻孔数目过多，下面只对部分钻孔
进行显示。
4矿床三维地质模型的建立
4.1Minex构模原理
Minex软件采用界面构模法建立矿床模型，实
质是用若干个多边形面拼接起来形成一个多边形网
来模拟矿床的各种地质界面和开挖工程界面。对煤
矿床而言，Minex采用界面模型的构模方法主要有
两种：规则格网构模法（Grid）和三角网构模法
（Tin），并实现了其相互的转化。
1）规则格网建模法（Grid）。Grid建模法是将构
模区域按一定的方向划分成若干个等距二维矩形网
格，再根据已知的样本点数据，采用一定的估值方法
算出各网格顶点的高程、矿石质量等指标以描述矿
床的一种方法。规则格网模型的计算机算法实现比
较容易，如图3所示。
2）三角网建模法。三角网构模法就是对矿床的
地质界面上的已知点形成三角网面，用多个三角网
面描述矿体形态及赋存状态，从而构成矿床模型。利
用Minex软件生成的三角网模型如图4所示。
4.2地表模型的建立
地质数据库建立了如下数据表：
钻孔信息表—collar.csv：露天矿钻井单位记录
的钻孔资料，作为设计、生产的原始依据。记录钻孔
号（Hole-ID）、钻孔坐标（X、Y、Z）、孔深（Final-D）、
钻孔方位（AZIMUTH）和倾角（DIP）等数据。其钻孔
信息录入格式见表2。
表2钻孔信息录入格式
Hole-ID X Y Z Final-D AZIMUTH DIP Type H0-1
H10-1
29531791.33
29542024.21
4787172.872
4788171.535
2527.29
2625.001
332.6
289.16
-90
-90
COM
COM
表3煤层信息录入格式
HoleID SeamNA FROM TO Total-thick SEAM-CLASS
H0-1
H0-1
11
12-1
148.14
187.59
150.99
193.09
2.85
5.5
1
1
图1煤层信息数据验证结果
地表模型是矿床地质建模的一项重要的内容。三维地表不仅直接影响到露天开采前期基建量的大小，地表工程的设计、施工，设备的选型和技术经济指标，而且对于工业场地的选择，排土场位置的最优布置等有很大的影响。利用Minex 生成地表模型，有3种方法：
1）利用矿区内全部钻孔的孔口标高生成地表模型；2）利用地质部门提供的地质地形图生成地表模型；3）利用钻孔的孔口标高和地质地形图生成地表模型。
为了能够真实地反应新疆后峡煤田黑山矿区的地貌情况，本研究中我们根据地质部门提供的勘探资料，利用钻孔的孔口标高和地质地形图来生成地表模型。将地形等高线和钻孔数据导入后，
需要确定一个合理的地表模型的构模范围，以节省计算机的存储空间。根据矿山开采需求，以探矿权界范围为参考给出地表境界线封闭圈，如图5所示。利用Grid 构模法，对地形等高线、
钻孔孔口标高数据进行插值拟合，用微小格网模拟地形表面，生成的地表模型如图6所示。
4.3
矿体模型的建立
Minex 软件提供了快速、高效的建模方法，可以在几分钟内对各个煤层的底板或顶板、层间剥离、煤层厚度的Grid 文件一次性生成。新疆后峡煤田黑山矿区含有可采煤层9层，其建立的过程如下：
1）生成structure 模型。通过Minex 软件的Mul-Seam
Mul-Variable Gridding 功能模块，以地表界范围为参照，根据导入的钻孔和煤层数据进行估值生成煤层的网格文件。此时可采煤层6号、
7号、8号、9号、11号、12-1号、12-2号、13-1号、13-2号煤层的底板、煤层厚度、层间剥离的Grid 文件都已经生成，并保存在structure.grd 文件夹中。由于13-2号煤为全区
发育的煤层，以下将以13-2号煤层为例进行研究，其他可采煤层类似。其中13-2煤层底板模型如图7所示。
将13-2煤层的封闭圈导入Minex 中，依次对生成的13-2号煤的底板、层间剥离和煤层厚度网格文件按照封闭圈的范围进行裁剪，将封闭圈以外的区域裁减掉，这样13-2煤层的形态清晰可见，如图8所示。用已生成的煤层底板、层间剥离和煤层厚度的网格模型生成各煤层的顶板，这样structure 中的煤层模型建立完成。此时生成的矿体模型只是概念模型，并没有考虑地形等因素。
2）生成model 模型。利用structure 中生成的煤层的网格文件，考虑地形，对各煤层进行裁剪生成实际的煤层模型。模型具有显示空间三维的功能，使人们全视角地认识矿体的形状、
特征及地质体间的相互关系。3）模型检验。对所建立的矿体模型能够从任意方向及剖面对矿体进行观察，对model 中的煤层模型做切剖面与地质部门提供的勘探线剖面图相比较对模型进行检验。采用地质部门提供的12勘探线剖面图对生成的煤层模型进行检验，如图9所示。由于对煤层边界处理时，煤层的南部边界以f 5断层为界，
因此模型剖切面中只显示f 5断层北部的煤层。通过
图3
Grid 网格模型示意图
图4三角网模型示意图
图5地表境界封闭圈示意图
探矿权界
地表境界封闭圈
图6地表模型三维显示图
图713-2煤层底板模型
图8裁剪后的13-2煤层底板模型
对模型地层切剖面与黑山露天煤矿12勘探线剖面图相比较，可以看出模型中地层情况与12勘探线剖面图中地层是基本一致的，包括地形、煤层的露头、煤层厚度和煤层倾角等基本与实际相符合。
4）生成merged模型。将model.grd中所有网格文件以地表界面模型为参照进行合并。由于每一次合并都覆盖在同一区域的X和Y坐标网格上，将所有
煤层的顶底板合并在一起，保证合并后的矿床模型内部没有空值，才能进行储量计算和采矿设计。合并后的煤层模型如图10所示。
5结论
1）本文构建了新疆后峡煤田黑山矿区的地质数据库，将钻孔数据，煤层信息数据成功地导入Minex 数据库中，并对其进行了验证，实现了地质钻孔数据的三维可视化，为后续矿床地质模型的构建奠定了基础。
2）对Minex软件建立矿床地质模型的原理进行了研究，完成了新疆后峡煤田黑山矿区的矿床的空
间三维模型系统。模型具有显示空间三维的功能，使人们全视角地认识矿体的形状、特征及地质体间的相互关系。对所建立的矿床模型能够从任意方向及剖面对矿体进行观察，在研究矿山开采设计等方面都有很重要的实际应用意义。
参考文献：
［１］宋子岭．地质信息系统及其在露天矿中的应用［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社，２００３：１６－１７．
［２］王志宏，陈应显．露天矿三维可视化矿床地质模型的建立［Ｊ］．辽宁工程技术大学学报．２００４，２３（２）：１４５－１４８．［３］杨东来，张永波，王新春，等．地质体三维建模方法与技术指南［Ｍ］．地质出版社，２００７：８－９．
图9勘探线剖面图（上）和模型剖面（下）对比图
（b）合并后13-2煤层底板模型三维显示图
图10合并后的煤层模型
（a）合并后XY坐标下13-2煤层底板模型
（上接第62页）
采用小线能量减少了高温停留时间，避免了奥氏体晶粒的过热，增加了奥氏体成分的不均匀性，从而降低了奥氏体的稳定性，并通过预热和缓冷来降低冷却速度，避免了马氏体的形成，以降低焊接热影响区的淬硬性。考虑现场的实际情况，将预热温度定为250～330℃。
2）焊接参数：使用直径4mm的J707Ni打底，然后，用ER80—J气体保护焊丝，气体用富氩气体保护。
4施焊方法和效果
1）焊条使用前应在烤箱内烘烤到350～400℃并保温1～2h，使用时放在保温筒内，随用随取。
2）焊前应将端盖与床体接头坡口及边缘20mm 以内的油、锈等杂物除净。
3）用氧乙炔焰对工件进行预热，范围为坡口两
侧150～200mm。预热温度用数字式测温仪温测。
4）达到预热温度要求时进行定位焊，定位焊采用钟点式定位焊顺序。
5）定位焊后立即清除熔渣，测量工件的温度符合要求后立即施焊。焊后立即加温至350℃，然后用石棉毡裹住焊缝，后热保温1h以上。
6）焊后的性能：27SiMn钢的抗拉强度为980MPa，我们焊后焊缝的抗拉强度为800MPa（焊缝抗拉强度试验结果），满足使用要求，已成功解决此技术难题。参考文献：
［１］吴树雄．电焊条选用指南（第三版）［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００３．
［２］孙景荣．实用焊工手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社出版，２００２．
［３］吴承建．金属材料学［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００９．
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
收稿日期：2011－10－25；修回日期：2012－01－29基金项目：国家自然科学基金项目（70971059） 作者简介：王彦彬（1977－），男，河北保定人，博士研究生，研究方向为网络数字矿山系统。 三维地矿模型可视化控件研究 王彦彬，车德福，郭甲腾，张维国 （东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110004） 摘 要：三维建模与可视化是网络数字矿山系统的一个重要组成部分，在网络环境下实现地矿模型的三维可视化，需要在 客户端对原始数据或者模型数据进行三维再现。为了便于与前期工作相结合，同时为了提高系统的运行效率，文中在分析ActiveX 控件的基础上，采用ActiveX 控件结合OpenGL 图形库的方法实现地矿模型在网络环境下的显示与交互。结果表明，使用控件将业务逻辑进行封装实现三维地矿模型可视化，有利于软件复用，提高软件开发效率，并能有效解决客户端与服务端负载平衡问题。 关键词：数字矿山；控件；ActiveX ；OpenGL ；地矿模型中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1673－629X （2012）06－0061－03 Research on Visual Control of 3D Geological Model WANG Yan －bin ，CHE De －fu ，GUO Jia －teng ，ZHANG Wei －guo （School of Resources ＆Civil Engineering ，Northeastern University ，Shenyang 110004，China ） Abstract ：3D modeling and visualization is important parts of web digital mine system．It needs to reconstruct the raw or model data to re-alize 3D visualization of geological model．In order to combine with the early works and to improve the working efficiency ，analyzed the realization of ActiveX controls ，realized the visualization and interaction under the internet environment by ActiveX and Open GL．The re-sults showed that using controls could benefit to software reusing ，help to improve programming efficiency and could efficiently solve the load balance between client and server． Key words ：data mine ；controls ；ActiveX ；OpenGL ；geological model 0引 言 随着计算模式和网络的发展，B /S 模式得到广泛应用 ［1］ ，数字矿山系统的建设也逐渐与网络结合。数 字矿山系统建设中，三维地矿模型的建模与可视化是一个重要的组成部分，通过三维地矿模型工作人员可以直观地观察地质体内部结构和特征，同时也利于对模型进行空间分析，帮助地学工作者在动态场景中分析、推理，深入了解相关的变化特征以及规律。 网络数字矿山系统建设的重点之一就是在网络环境下再现三维地矿模型，当前网络三维可视化技术主要有VRML （X3D ）、 Java3D （JOGL ）以及采用控件结合DirectX3D 或者OpenGL 的方法进行实现 ［2］ 。其中 VRML （X3D ）的运行需要相关插件的支持，虽然开发过程比较容易，比如现在的3D MAX 等建模软件均提供了对它的支持，可以直接将建模结果输出为VRML （X3D ）文件，但是它很难与数据库结合，同时它的运 行效率也待进一步提高；Java3D （JOGL ）是在Java 环境下进行三维模型开发的主要技术手段， 本身具有很多的优点，比如便于和数据库连接，具有跨平台性等，但是它也有一些缺点，如执行速度的问题、显示效果的问题等；采用控件结合DirectX3D 或者OpenGL 的方法可以提高渲染速度，并且可以方便地与前期开发的C ++成果进行结合，目前也有很多的软件和相关工作采用控件的方法进行实现，因此在网络数字矿山系统建设中可以采用控件结合OpenGL 的方式实现客户端模型的可视化。 1 ActiveX 控件 ActiveX 技术是微软公司提供的一种基于COM 的 综合技术，它与Windows 系列操作系统紧密结合，在很多领域得到广泛应用 ［3 6］ 。ActiveX 控件是ActiveX 技 术的重要组成部分，一个ActiveX 控件基本上是一个 支持IUnknown 接口的OLE Object ［7］ ，需要在ActiveX 容器中才能运行，容器通过控件中定义的方法、属性、事件等与控件进行通信。 ActiveX 控件具有如下的优点：容量小能通过IE 第22卷第6期2012年6月 计算机技术与发展 COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVELOPMENT Vol．22No．6June 2012
GOCAD 软件三维地质建模方法 1建模方法 GOCAD 三维地质建模主要包括两类：一类是构造模型（structural modeling）建模，一类是三维储层栅格结构（3D Reservoir Grid Construction）建模。 （1）构造模型（structural modeling）建模建立地质体构造模型具有非常重要的意义。通过建立构造模型能够模拟地层面、断层面的形态、位置和相互关系；结合反映地质体的各种属性模型的可视化图形，还能够用于辅助设计钻井轨迹。此外，构造模型还是地震勘探过程中地震反演的重要手段。 （2）三维储层栅格结构（3D Reservoir Grid Construction）建模根据建立的构造模型，在3D Reservoir Grid Construction 中可以建立其体模型；同时地质体含有多种反映岩层岩性、资源分布等特性的参数，如岩层的孔隙度、渗透率等，可对这些物性参数进行计算和综合分析，得到地质体的物性参数模型。 当采样值在地质体内密集、规则分布时，可以直接建立采样值到应用模型的映射关系，把对采样值的处理转化为对物性参数的处理，这样可以充分利用计算机的存储量大、计算速度快的特点。 当采样值呈散乱分布，并且数据量有限时，需要采用数学插值方法，拟合出连续的数据分布，充分利用由采样值所隐含的数据场的内部联系，精确的模拟模型中属性场的分布。 图1-1孔隙度参数模型分布图 2 建模流程 2.1数据分析 （1）钻孔、测井分布及数据分析 支持三维建模的数据主要为钻孔和测井。由于对区域范围和建立三维地质建模的精度要求不同，得对所得到的钻孔、测井的分布和根据其取得的数据进行分析和处理是的必要。根据钻孔、测井的分布范围和稠密程度可以大致确定地层的分布界限，对钻孔较少区域采取补充钻探或者采用其它方法进行处理。 （2）地质剖面
矿井三维模型可视化系统的设计与实现
矿井三维模型可视化系统的设计与实现 摘要：巷道包含了复杂的拓扑信息和空间信息，是矿井其他信息的空间载体，其建模尤为重要。本文针对矿井三维模型可视化的需要，设计并实现了一套基于Java语言的矿井三维可视化模型。系统主要包括不同断面巷道模型的分类和参数化构建、矿井液压支架模型的实现、巷道纹理材质库的选择、光照选择，巷道漫游等。 关键词：矿井三维可视化，JOGL，Java，巷道 1引言 数字矿山作为一种复杂的三维空间信息系统，不仅能够存储、分析和表达真实矿山中各种空间实体对象的属性信息，而且涉及大量复杂的空间定位特征及可能拓扑关系的组织和管理。因而，数字矿山的三维空间数据模型是联结真实矿山世界和计算机中抽象的矿山世界的桥梁[1]。 本研究就是对矿井三维模型可视化系统进行设计与实现。 通过数字矿山建设至少可以在以下几个方面给矿山企业带来好处： 1、提高矿山企业的生产效率和资源优化； _________________________________________________ _
2、加强矿山的安全管理，积极的预防矿难事故； 3、降低决策的风险性，提高企业快速反应能力。 本文针对煤矿井下环境抽象出各类图元，在空间上模拟真实井下系统，实现了矿井三维模型可视化系统[2-3]。 2 JOGL图形库 JOGL是Java对OpenGL API绑定的开源项目并设计为采用Java开发的应用程序提供2D/3D图形硬件支持。JOGL 对OpenGL 2.0[4-5]规范中的API和几乎所有第三方开发商的扩展提供完整访问，而且集成了AWT和Swing界面组件。JOGL函数库的简单抽象要比高度抽象如Java 3D函数库执行起来高效的多，因为其大部分代码是自动生成的，所以JOGL的升级可以迅速的与OpenGL升级相统一[6-8]。 3矿井三维模型可视化的设计 3.1巷道图元三维模型分析 巷道由于存在于地下，其数据提取不像地表实体一样简单。巷道图元与巷道图元间采用非直线形式，以实际角度进行弧形连接。根据巷道的不同用途，其断面形状， _________________________________________________ _
三维可视化建模技术在地质勘查中的应用 摘要：根据地质勘查的数据特点，利用三维可视化建模技术。实现了以真三维模型来恢复地表以下地质体的结构、形态特征以及空间展布，能对其进行旋转、漫游、切片分析、虚拟钻探等操作，动态地研究其内部细节，了解目标对象与周围地质环境之间的关系，为地质信息的进一步定量分析、探索与利用提供了强有力的支持。 关键字：地质勘查三维可视化建模技术虚拟钻探 引言 在地质勘查工作中，地质工作者越来越迫切地希望建立一套完善的地质体三维可视化与分析系统，实现对地质体信息的三维可视化仿真，丰富地质勘查成果的表现形式，为地质信息的进一步定量分析、探索与利用提供强有力的支持。随着计算机软件和硬件的飞速发展，针对地质体的三维建模与可视化，综合运用三维仿真、数学地质、计算机图形学、虚拟现实、科学计算可视化、计算机软件开发等成熟的理论方法与技术，实现复杂地质条件下的三维地质建模。 二．三维地质建模数据来源与特点分析 在三维地质建模中，用来反映地质体特征的数据来源多种多样，包括地质勘探数据、地球物理勘探数据、地球化学勘探数据、工程地质数据等等。 由于地质原始数据的多源性、离散性和定性特征在很大程度上阻碍了三维地质建模研究的发展。因此，在三维地质建模工作中需要耦合多源信息，对场区地质构造进行分析、解译，将定性描述的数据定量化，尽量以数值型数据和图形数据来进行表达，将离散不确定的数据通过各种插值拟合的手段转化为连续确定的数据，为三维地质建模提供合适的数据源。 三．三维地质建模的难点与关键技术问题分析 通过对三维地质建模数据来源与特点的分析可知，建立一个客观准确的三维地质模型必须满足三个条件：足够多的原始地质采样数据、能够真实反映复杂地下空间关系的地质解译分析、合适的数据结构。就目前复杂地质体的三维建模主要面临的困难可归纳为以下3点： （1）原始地质数据获取艰难。地质体通常位于地表以下，人们无法直接全面地观察到地质体的各种特征，往往只能通过物探、化探等手段获得地质体的部分特征信息，并通过对这些信息的分析、解释、推断来获得地质体的基本信息。 （2）地下地质体及其空间关系极其复杂。地质条件和地质作用复杂多变，在其影响下，地层被切割成不连续的空间分布，岩体内复杂的岩性变化，以及地
地质体三维可视化表达的现状与趋势 地质体的三维建模与可视化融合基础的地理数据、钻孔数据、物探解译剖面数据，利用相关技术构建三维空间数据场，采用硬件技术实现立体化。它运用可视化技术揭示了地下世界，是地质学的前沿课题之一。以可视化技术为基础，地学问题为核心，通过地质专家的逻辑和形象思维，地质信息的三维动态的反馈来分析相关的地学问题。由于地质构造比较复杂，同时又缺乏时势性的实际问题，这也致使地质三维建模技术成为了国内外研究的热点。 1 地质体的三维可视化 1）可视化。可视化是一个心智处理过程，主要是促进对事物的观察力及建立概念等。 2）地质体三维可视化。是地学可视化的一个分支，它的主要内容是进行地下地质矿体的三维空间可视化实现。 3）地学可视化。地学可视化是关于地学数据的视觉表达与分析，是科学计算可视化与地球科学结合而形成的概念，是关于地学数据的视觉表达与分析。 2 现状
2.1 国内研究现状 随着数据可视化的发展，应用计算机技术，使得地质三维技术在国内取得了一定的研究成果。地质体的可视化在国内基本上都是以2D的形式出现的，很少有3D。目前，真正的地质体可视化还不很成熟。目前国内的三维地质系统有：地大的GeoView 以及东方泰坦有限公司的TitanT3m，南京大学与胜利油田合作研发的SLGRAPh以及中国油田大学的RDMS关于高校的发展有：成都理工大学黄润秋教授等人结合大型水利工程研制开发岩体结构三维建模，建立了一套岩体结构信息管理信息系统。还有曹代勇等人基于Ope nGL提出了相关方法并应用在了三维地质模型的可视化研究上。国内的地质三维可视化技术软件在功能的实现以及功能的完备性上差于国外的技术，比如空间分析和配色方案上仍然不能解决实际问题。 当前国内主要是对在三维可视化技术的实现过程上对一些具体的算法的研究。由于现在地质工作在不断的深化，实际中出现的问题越来越复杂化，国内研发地质信息系统已经无法满足目前的研究与需求，而国外三维建模的软件对我国地质研究的针对性不强，无法满足地质生产和研究。国内开发的软件在地质工程中的应用较少，对复杂的工程地质结构体的建模能力的缺失，具体算法的实现的缺乏，导致 在很多工作中无法解决复杂多变的实际问题 2.2 国外研究现状
论述可视化三维模型的建模实例 1、技术路线 由于部队“直线加方块”的生活特殊性，部队营房建设相对居民生活小区来说，要规则很多。由于部队保密的规定，不能实地完成数据采集任务，住宿楼、办公楼、训练场地的基本数据以我校北区海军楼为主体。在纹理制作过程中，结合使用了photoshop8.0等相应软件。 2、建模过程 对于一个全新的模型数据库来说，用户需要确定一些关于数据库的基本参数来决定它的大小和范围。 （1）用File/New命令创建一个新的文档aaaa.flt； （2）将窗口边缘向上拉伸使视图分割为模型视图和层级视图； （3）打开Info/Preferences面板，点击Flight tab按钮。将默认的单位设置为“Meters”,点击“OK”按钮并关闭面板，所有单位都变为“米”； （4）打开View panel并为网格设置合适的参数。参数大小可根据需要自行调整； （5）在层级视图中，按下Alt键同时单击g2节点，将g2设置为父节点，选择g2,按Ctrl+J键将其改名为“aaaa”,则所有新建立的模型都将附属于这一父节点或它的子节点； （6）这时视图如下图所示。将view视图拖到一边以备用。 2.1 地形建模 由于受视角范围限制，场景的可视范围比较小，所以地面仿真对地形模型的精度要求就比较高，同时也需要更加精细、更加逼真的地物模型和特征模型。标准的数字地面高程模型DEM，或者其他类型的地形数据必须转换成DED格式才能被Creator读取，继而为创建地形模型数据库所使用。另外，Creator还提供了功能强大的DED数据文件生成器,以用于灵活创建数字高程数据。对于原始地形数据损坏导致DED无法获取的情况，还可以通过地形模型数据库生成相应的DED数据文件。 由于本论文所建造的可视化军营模型以生活区为主，考虑到生活区域地表起伏变化不大，故将地形设置为平面。
地质体三维建模方法与技术 指南 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
内容简介 本书系统分析了目前国内外地质体三维模拟技术和应用软件开发的现状，由此提出了不同领域地质体 三维建模的数据需求、技术流程和主要建模软件的数据接口；详细阐述了Micmmine、surpac、Mapgis、 3D-Grid等三维地质体模拟软件在矿山、地下水、城市地质等领域的应用实践和示范工作，以及提交的相 应三维模型成果；并对今后如何展开相关工作提出了建议。 本书可作为开展三维地质建模工作的指导用书，同时亦可作为地质及相关专业学生的专业参考书。 【节选】 (一)地下水三维地质建模所需数据类型 在地下水三维地质建模中，会涉及的地质现象主要有：地貌(或地形)、地层、褶 皱、断裂、透镜体及侵人体等，为刻画这些地质现象，就需要用到地表数字高程模型数据(DEM)、遥感影像数据、地理信息数据、钻孔数据及剖面数据等。具体来说，为刻画三 维模型中的各种地质现象，需要的相关数据包括以下几种： 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，从基础地理信息中心购买的 数据属于标准数据，数据以ARCINFO数据格式存放。DEM数据比例尺有多种，其中，全
国的1：25万数据库在空间上包含816幅地形图数据，覆盖整个国土范围，国外部分沿国界外延25公里采集数据。地貌统一在TERLK层中存放，包括等高线、等深线、冲沟等，DEM等高线的等高距，在全国范围内共分40 m、50 m、100 m三种，使用时可参照等分布图确定。对于标准数据，可以根据需要进行数据格式转换、比例变换、投影变换等多种处理。 另外，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 地形图生产。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——对等高线进行屏幕矢量跟踪并对等高线标赋高程值，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。 2．遥感影像数据 遥感影像是地球空问数据最直接、时效性最强的数据形式，模型的表面需要用影像数 据进行贴图，来表达真实的地表景观。由于影像数据的容量大，为了能够快速、高质量地进行显示，需要根据显示的范围、显示的比例选择分辨率最合适的影像进行纹理映射。一个模型可以有不同分辨率的多套卫星／航测影像数据，某些影像数据有可能只局限于某个局部。因此，在显示时，所有的影像数据都需要读入内存，以实现多分辨显示。这就需要在技术上做一些处理，比如图像格式的转换，根据显示分辨率和比例的不同，转换为不同分辨率的图像如BMP、TIFF、GIF等图像格式。 对遥感影像数据的处理主要包括对遥感影像的几何精纠正和不同分辨率影像数据的融合。一般使用遥感处理软件ERDAS和ENVI软件进行处理。遥感影像几何精纠正的目的
三维地质自动建模与可视化 北京国遥新天地信息技术有限公司遥感应用第一事业部柳蛟 （转载请注明出处和作者，侵权必究） 一、前言 1.1项目背景 数字城市建设方兴未艾。现在的数字城市建设正处于基础建设阶段，为完成该阶段的任务，必须采集包括地上、地表和地下等部分的三维数据，并实现其可视化。同时，各城市因其所处地质带的不同而不同程度地受到地震、地面沉降、滑坡、岩溶塌陷等地质灾害的影响。为此，一些城市正在进行有关地质灾害的预警和防治工作。其他很多领域，如城建工程、地下工程、水电工程、交通工程、环境工程、资源开发等都贯穿有地质问题。上述工作的开展和问题的解决迫切需要借助三维可视化技术对地质数据进行可视化，从而为相关工作提供帮助。因而，三维城市地质信息可视化受到很多学者和相关工作者的重视。 基于目前地下管网和地下建构筑物信息的基础，增加地质数据的收集整理，并进行直观的可视化三维建模分析，可更好的为地下工程建设，城市规划等问题提供决策信息支持，使地下空间信息管理单位对相关数据进行有效的管理。 基于现有地质数据采集、处理的成果，结合EV-Globe大型三维地理信息平台，从三维地质数据结构、三维地质钻孔数据展示、三维地质自动建模、三维城市地质信息可视化系统的功能设计等方面对三维城市地质信息可视化进行研究和应用。 1.2历史回顾 2002年开始，当时在海外工作的朱焕春博士和李浩博士试图将他们所应用的一些地质体三维可视化技术推广到国内，即便是在发达国家，当时这项技术也才刚刚开始应用。但是，因为这些国家已经具备了调研和开发过程的积累，以及技术市场商业化体制的优势，推广过程相对很快，到2005年，大部分已经全部采用三维可视化资料，包括地质体几何形态、测试资料、监测数据等全部打包在一个三维计算机图形和信息系统中，电子化和图形化为专业
内容简介 本书系统分析了目前国内外地质体三维模拟技术和应用软件开发的现状，由此提出了不同领域地质体 三维建模的数据需求、技术流程和主要建模软件的数据接口；详细阐述了Micmmine、surpac、Mapgis、3D-Grid等三维地质体模拟软件在矿山、地下水、城市地质等领域的应用实践和示范工作，以及提交的相 应三维模型成果；并对今后如何展开相关工作提出了建议。 本书可作为开展三维地质建模工作的指导用书，同时亦可作为地质及相关专业学生的专业参考书。 【节选】 (一)地下水三维地质建模所需数据类型 在地下水三维地质建模中，会涉及的地质现象主要有：地貌(或地形)、地层、褶 皱、断裂、透镜体及侵人体等，为刻画这些地质现象，就需要用到地表数字高程模型数据 (DEM)、遥感影像数据、地理信息数据、钻孔数据及剖面数据等。具体来说，为刻画三 维模型中的各种地质现象，需要的相关数据包括以下几种： 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，从基础地理信息中心购买的 数据属于标准数据，数据以ARCINFO数据格式存放。DEM数据比例尺有多种，其中，全 国的1：25万数据库在空间上包含816幅地形图数据，覆盖整个国土范围，国外部分沿国 界外延25公里采集数据。地貌统一在TERLK层中存放，包括等高线、等深线、冲沟等， DEM等高线的等高距，在全国范围内共分40 m、50 m、100 m三种，使用时可参照等分 布图确定。对于标准数据，可以根据需要进行数据格式转换、比例变换、投影变换等多种 处理。 另外，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 地形图生产。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 高线进行屏幕矢量跟踪并对等高线标赋高程值，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。 2．遥感影像数据
三维地质建模技术在定边油田中的应用 petrel软件 自上个世纪九十年代，建模软件诞生以来，建模软件得到了不断的发展。从刚开始的简单构造建模到现在的精细、复杂的建模，产生了很多建模软件。根据本设计要求，我选择斯伦贝谢公司的petrel 2009建模软件(如下图4-1)。 图4-1 petrel 软件模型建立界面 Petrel是一种三维可视化建模软件，在众多建模软件中它在国际上占主导有十分重要的地位。Petrel软件在地质建模方面得到了比较广泛的应用，如地震解释、构造建模、岩相建模、油藏属性建模和油藏数值模拟显示等，因而使从事地质工作者可以获得更多的信息，为石油工业做出更大的贡献。同时为了满足油藏和地质工作者定位要求，Petrel中也采用了一些先进技术：有效的构造建模技术、精确的三维网格化技术、沉积相模型建立技术和虚拟现实技术等。 Petrel软件能够给开发工作提供详细的信息来使开发成本最大化地降低。它不仅能使人们对油藏内部细节的认识得到提高，而且能够准确描述透视油藏属性的空间分布、计算储层地质储量、估算开发的风险、设计井位和钻眼轨迹，发现隐蔽性油藏和剩余油藏[26]。同样重要的是，Petrel使管理者不再局限于传统的方式来做开发决策，他们根据软件所提供的数字模拟及虚拟现实技术和专业人员一起通过现实资料与虚拟技术结合，认真研究目的层的储油物性和岩性，运用不同思路的模型建立和模拟结果，降低开发风险优化生产方式。Petrel软件能够为地
质模型的精细研究提供更快、更精确和更经济等优良的特性。 储层地质建模的步骤 储层三维建模过程一般包括以下环节：数据准备、构造模型、储层属性建模、图形显示，具体的储层建模的基本步骤（见图4-2）。基本数据一般有： (1)坐标数据：包括井位坐标、地震测网坐标等； (2)分层数据：包括各井的砂组、油组、小层、砂体的划分对比数据，地震资料解释的层面数据等； (3)断层数据：包括断层位置、断点、断距等； (4)储层数据：储层数据是储层建模中最重要的数据，其中包括井眼储层数据、地震储层数据和试井储层数据。 图4-2 储层建模流程图
三维地质模型与可视化 吴强、徐华 1.中国矿业技术大学，中国资源开发工程，中国，北京10083 . 2.北京化学工程学院，中国，北京102617. 回信请寄往吴强(邮箱：wuqiang@https://www.doczj.com/doc/fa17521835.html,) 于2003年8月收到回信. 摘要 三维地质模型技术将在地址数据的获得方法、存储方法、过程与展示方法上带来巨大变化.但是，自从反应地质实体的地址数据承受住多样性、不确定性和复杂性特征后，不够完善和不够便捷的软件系统现在已经得到迅速发展.一些超大规模的模型、断层的数学模型和褶皱的地质模型已经得到发展以至于能够展示复杂地质结构的空间地址构成.以三维地质模型为目的的应用系统的构造已经确定；随着土壤模型和模型应用与核心一样的确定，基于空间数据处理的一个新颖设计概念也已提出.三维地质模型技术的理论与方法有望得到进一步的丰富和发展. 鉴于这些理论与方法，基于特征的可视化导航技术得以提出.随着地理数据库，图形库和知识库的动态模拟系统的整合，地质学家将能够获得以直观、形象和精确地方式融入的部分特征和全部特征. 关键字：三维地质模型，地质模型，系统结构，可视化 数字资源的条形码：10.1360/02ydo475 三维地质模型与可视性关键技术问题是解决“数字地球”实施计划的关键技术.目前，三维地质模型主要存在以下困难[1-5]： (1)三维空间数据难以获得：目标与形象复杂的三维地质模型依赖于原始数据.当简单数据是稀少、不充分，地震剖面数据的能力和分辨率不足以及遥感数据模糊时，建立复杂的三维地质模型是很困难的.因此要精确的描述地质实体的空间属性的变化是不可能的. (2)地质实体之间的空间关系是特别复杂的.由于断层引起了地层的不连续分
三维可视化服务平台的管理模型研究 发表时间：2019-09-19T10:12:57.113Z 来源：《电力设备》2019年第8期作者：杜军伟杜兰洲 [导读] 摘要：针对目前使用激光盘进行煤场库存盘点得到的三维数据点集散乱问题，提出了一种结合三维点云数据插值和计算机视觉修正方法的设计方案。 (山东电力工程咨询院有限公司山东济南 250013) 摘要：针对目前使用激光盘进行煤场库存盘点得到的三维数据点集散乱问题，提出了一种结合三维点云数据插值和计算机视觉修正方法的设计方案。通过对三维点云数据进行插值，根据插值结果进行三维网格点绘图，再根据电厂每日煤量进、耗、存实时基础数据进行修正，可以提高所绘的网格图与实际形状的拟合精度，利用Web、Unity3D与数据库进行数据交互，实现三维可视化展示，可实时提供煤场存煤量信息，动态修改网格图形状，为燃煤发电煤场煤场科学增效管理提供决策支撑。 关键词：数据插值； Unity3D；三维可视化 三维可视化建模在20世纪90年代初期开始为人类所重视，并逐渐成为数学地质、石油勘探、岩土工程、GIS和科学计算可视化领域的研究与应用热点。所谓三维可视化地质建模，按照Simon W Houlding的观点是指运用计算机技术，在三维环境下将空间信息管理、地质解译、空间分析、地学统计与预测、实体内容分析以及三维图形可视化等技术工具结合起来，实现地质模型的三维显示，并用于地质分析的技术。 1、三维可视化模型的建立 1.1资料收集 工作所收集的资料主要包括区域及各流域水文地质报告、构造分布图、水文地质图、地貌图、水文地质剖面图、第四系埋深图、潜水埋深图、电子地理底图、地表高程等值线图、各含水层顶底板高程等值线图、二维剖面图以及最重要的钻孔数据资料等，为模型建立做准备。由于峰峰煤矿曾进行过不同目的、不同精度的地质调查与评价工作，积累了大量的资料。 1.2资料分析 (1)在原有钻孔资料的基础上，加入从电子底图上提取的地面高程点数据，显示地表面的起伏状态；(2)当已有钻孔资料不足时，应在已有钻孔资料的基础上，依据剖面图、地质图和地质报告中的相关内容，虚拟一些钻孔；(3)结合工作区和现有资料，对钻孔数据进行修正和补充；(4)整理资料，录入GMS中。 1.3三维可视化模型构建 利用GMS软件建模时，应先建立坐标系，即将地理底图导入到GMS中定位。然后，利用GIS模块将*.shp文件转化到MAP模块中，根据定位好的地理底图，绘制确定计算区域边界，再由这些边界生成TINs。将整理好的钻孔资料导入到GMS中的Borehole模块中形成钻孔数据，以便对钻孔资料进行管理。通过编辑钻孔岩性及对每个钻孔进行编号，将每个钻孔上不同岩性的连接处设置水平地质，创建钻孔剖面，进而显示地层；在Borehole模块中选择Horizons->Solid命令，采用相应的插值方法，从而生成地质结构体，建立地质结构模型。Solid 则是水文地质结构模块。我们可以利用该模块来根据需要分解和组合不同的层，在任意层位、任意位置切剖面，查看剖面上地层的展布情况，并可对模型进行空间上的旋转，从不同角度观察模型结构。 2、曲面拟合 2.1 原始数据预处理 目前盘煤仪的数据较为精确，但是由于盘煤仪每次盘点耗时较长，不宜频繁使用；日存取煤总量则是与生产量直接对应，精度较高，但是由于缺乏煤场取煤位置信息，难以直接生成煤场立体图；皮带秤的数据则由于测量误差较大，仅作为参考与辅助；视频数据则是，煤场进行直接取样，需要复杂建模，方可提取有用数据；人工丈量是当前常用的方法，但是由于人为因素，丈量误差较大，可作为辅助数据。 激光扫描仪为三维煤场动态测控系统的主要传感器，按照一定频率发射激光线获取煤堆表面二维数据，并结合扫描仪激光器云台辅助旋转实现一定范围的三维数据快速采集。 煤场激光盘煤仪主要是利用二维高频率激光扫描仪对料场的表面进行高频率断面扫描获得高密度的断面数据，结合行程测量器获得的料场长度和回程测量器获得的扫描仪偏转角度数据，实现料场体积的计算、料场三维模型的显示。由于煤场表面非规则，即使扫描步距一定，最后得到的仍是三维散乱数据点集。因此图形显示及体积计算的关键在于曲面拟合，而曲线拟合的基础是准确的数据插值。 2.2 数据插值计算 由激光盘煤仪获得的三维散乱点云数据不能直接用于图像复现和图形拟合，所以要进行插值运算。近30年来，有很多的算法被提出来，大多数适用于中小规模的点云数据，主要的算法有：与距离成反比的加权算法、径向基函数插值法、有限元法等。点云数据的差值问题描述如下：设在二维平面上有n个点（xi ， yi）（i=1，2，…，n）并有Zi=f （xi， yi）。插值计算的主要目的是要构造一个具有C1连续的函数F（x，y）。 （1）与距离成反比的加权法。 （3）有限元方法。 该方法主要是基于求解偏微分方程，在给出具有双自变量的点云数据点vi（xi ， yi）及其函数zi=f（xi ， yi）（i=1，2，…，n）以后，首先求出二维平面上点云点vi的凸包，并对其进行三角剖分，形成一系列的三角形Tj，k，l。然后，构造一系列的面片，使其插值于所有pi点的函数值zi。有限元方法需要对二维点集进行三角剖分，构造出插值于各点函数值的平面三角面片，要求各面片间具有C1连续的插值方法。 通过对比上述3种算法可知，与距离成反比的加权算法是最容易实现，而且算法复杂度最小；径向基函数法相对较难实现，复杂度居中；有限元方法中的积分微分运算量最大，算法较为复杂。因此对点云数据的插值来说，径向基函数法的插值效果最为合适。图1为由盘煤仪获得的点云数据经过径向基函数插值后得到的立体图。 2.3 三维渲染 三维数据场显示技术主要包括基于等值面重建的面绘制技术和采用体模型的直接体绘制方法[5]，其中体绘制方法不依赖于视点，对场
三维数字地质模型在矿区水文地质评价中的分析与运用 本文基于对云南省兰坪县金顶铅锌矿跑马坪矿段2180中段的地质结构分析，结合三维数字地质模型分析手段，对该矿区水文地质情况进行分析，以达到对三位数字地质模型的解析和运用。 标签：三维数字地质模型矿区水文地质评价 1地质数据的提取 水文地质数据一般通过钻探、物探、坑探、试验等手段获得，通过资料整理获得含水层、岩性、断层等分布情况。在3DMine软件中，就是通过数据库的存储，对地勘数据按照统一的格式进行收集整理，可以在三维空间上对数据进行分析和利用。同时，在软件系统里建立数据库和中心图形系统内在逻辑联系，通过菜单选择或者鼠标右键功能可以迅速的浏览数据信息。在屏幕上可以选择容差范围内的数据按照标高生成平面或沿勘探线形成竖直剖面。在剖面上，通过鼠标切换，轻松辅助用户进行数据查询、地质解译，保证了数据的延续性、准确性，也使得数据与三维空间相结合。 2矿区水文地质特征 区域地层以侏罗～白垩系地层为主，组成复式向斜，褶皱形态开阔平缓。但在白垩纪末至古新世间，发生了大规模的区域性由东向西的水平推覆作用，沿弥沙河断裂西侧，从白基山至河西，在长达80km，宽约20km的范围内均可见到由上三迭统三合洞组灰岩组成的推覆体叠置于白垩系和古新统云龙组地层之上。区域内推覆体主要保存于沘江断层西侧，沘江断层东侧由于上升剥蚀，只残留一些“飞来峰”。由此区域地层可分为两大套：即原地系统和外来系统。原地系由中上侏罗统、白垩系、第三系等组成；外来系主要为上三叠统及中侏罗统等。 以侏罗系为例侏罗系组成倒转外来系的中部，覆于白垩系景星组之上，两者接触关系为倒转不整合。矿区内侏罗系有中侏罗统花开左组及上侏罗统坝注路组地层。矿井充水因素有三；一是巷道揭露含水层引起巷道充水。该含水层位于矿层底板以下，除了部分井筒和主要大巷揭露该含水层外，一般巷道不通过该含水层。虽然Ⅰ含水层的富水性极弱，补给条件有限，多为含水层中的静储水，但当井巷工程揭露到该含水层时，其瞬时涌水量还是比较大。二是张性小断层引起矿井充水。因断层的导水性使各含水层发生了水力联系，当井巷工程揭露到断层带时，会引起矿井充水。三是工作面回采后引起顶板冒落，产生破碎带及裂隙，使Ⅱ、Ⅲ含水层的水通过冒落破碎带和冒落裂隙进入工作面而引起矿井充水。矿井的水文地质条件应属于简单型。 （1）花开左组（J2h）：分布于矿区中部，环绕上三叠统三合洞组内侧分布，保存较完整；地层以富泥质碎屑岩为主，岩性以紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩、细粒石英砂岩、粉砂质泥岩、泥岩为主，厚度变化大，引起该地层厚度变化的原因
三维地质结构建模 二，数据分析 1.了解当地情况：根据甲方提供的数据，了解当地的地质情况。特别是当地有断层、 软弱层、夹层等复杂地质体时，要根据文字报告，地质图，剖面图等确定复杂地质 体的范围，大小，以及切割地层的上盘，下盘。 2.确认甲方要求，反馈数据的有效性：在了解了当地的地质情况以后，还要进一步确 定甲方的要求。一般甲方的要求包括：模型要尽量多的利用甲方提供的数据；做出 的模型做切面，切块，要与原数据保持一致；模型的轮廓要满足甲方的要求；特殊 地质体的位置，范围，大小等要满足甲方的要求；模型体内不能有空的部分。另外，不同的客户还会有一些不同的要求。 明确了甲方要求以后，要重新审核一下甲方提供的数据，有异议的地方要尽快给甲方反馈，沟通，以免耽误下一步的工作进程。 3.构想模型：在明确了甲方的要求，并且熟悉了提供的数据之后开始构想模型。主要 包括对地质情况的理解（特别是一些复杂地质体的理解）：一般从甲方提供的剖面 图中可以确定在特定区域内地质体的分层情况，同时参考地质图（剖面图）可以确 定一些复杂地质体的分布范围。建模的目的：一般城市地质结构建模分急促和地质 建模，工程地质建模和水文地质建模等等。在建模工作开始之前要确定甲方的目的。 总之，在完成了以上的工作就开始建模了，建模过程中要多思考，与甲方多沟通， 保证模型既精确又美观。 三，确定建模方法 按照方向（城市地质和矿山地质），以项目为例，简单分析几种建模方法，确定用哪种方法构建模型；包括其他平台 五，构建模型 1.基于约束剖面的钻孔建模 基于约束剖面的钻孔建模是根据钻孔和一些二维的约束剖面，来构建三维地质结构 模型的方法。其建模的操作和步骤可大致分为二维操作和三维操作两各部分。 （1）二维操作：二维操作的目的是为后面的三维操作做准备。通过二维系统将甲方提供的原数据转化为可以满足三维系统操作的点面数据。具体包括钻孔文 件（.drl文件）的生成；虚拟钻孔文件（.drl文件）的生成；剖面文件（.sec 文件）的生成；引导剖面（.sec文件）文件的生成；边界剖面（.sec文件） 的生成；剖面的修改和编辑。 a.钻孔文件的生成：理正数据（excel、access）格式的，可以通过二维系统操 作直接生成钻孔（.dll）文件。如果甲方提供的数据是mapgis或者CAD的 剖面图，可以根据剖面图的分层情况编写需要的钻孔文件。 b.虚拟钻孔文件的生成：在建模的过程中，有时我们需要添加一些虚拟的钻 孔来控制地层或者解决尖灭。虚拟钻孔的生成方法：先确定虚拟钻孔的坐 标和所在的剖面——在二维系统中打开剖面图——剖面图输入控制点坐标 完成坐标转换——在剖面图上添加虚拟钻孔——保存虚拟钻孔文件 c.剖面文件（.sec）的生成：一般甲方提供的剖面图多位mapgis或者CAD格 式的。将这些剖面图导入二维系统——剖面编辑——保存成二维剖面—— 编辑多边形，输入多边形属性（x-x-x格式）——给多边形的线赋属性—— 输入控制点坐标转换为三维坐标——另存为sec文件格式 d.引导剖面（.sec）的生成：为了解决地层的尖灭问题，有时需要添加一些引 导剖面。生成引导剖面的步骤：在合适的剖面上添加虚拟钻孔——将虚拟
1早期三维可视化方式及存在问题 早期的三维可视化主要是将原始设计文件通过CAD/CAM软件来进行读取，但是企业中所使用的软件又各不相同，各CAD/CAM软件基于历史原因及不同的开发目的，内部数据记录方式和处理方式不尽相同，开发软件的语言也不完全一致，导致原始设计文件在不同的CAD/CAM软件中不能被交换与共享。 图一 为了改善此问题，国际上出现了一批具有代表性的数据交换标准格式，如的美国的IGES，ISO的STEP，德国的VDAIS、VDAFS，法国的SET等等。产品设计图档能够在不同CAD/CAM软件中进行浏览（见图一）。 针对IGES和STEP格式，德国Pro STEP做了一个关于曲面模型转换的对比测试可以很直观的反应目前两种格式所存在的问题。其中有六个CAD软件系统参加了测试，测试结果如下： ● 99.8%的曲面模型可以成功地采用STEP进行转换 ● 92.6%可以成功地采用IGES进行转换 图二 此项对比测试可以更明显的看到，两种格式虽然对于三维可视化起到一定的辅助作用，但无论STEP和IGES格式中任意一个都无法准确的完成曲面模型的数据转换。
另外两种格式的文件大小显得较为臃肿，并且需要大型的CAD/CAM软件系统的读取支持等，不利于进行传播交流。这些不利因素使得我们对改变传统的三维可视化方案需求迫切。 随着技术的不断进步，信息化厂商纷纷推出各种新的三维数据交流及可视化方案，目的是在保留基本三维模型信息的基础上，实现文件轻量化以及与三维软件无关联性,来满足企业需求。 2 众厂商积极推出轻量级三维可视化解决方案 2.1主流推行轻量化格式软件厂商一览 各厂商都推出了能够进行三维可视化的轻量级CAD数据格式，具有典型代表性的见表一。目前几乎所有的基于产品生命周期管理的软件厂商都有自己的三维可视化解决方案，可见其重要性，这些厂商是根据自身的轻量化格式推出一系列解决方案。 表一：主流厂商推出的三维可视化工具 2.2主流三维可视化解决方案特征功能对比 各三维可视化的解决方案很多，所具备的功能与特点也各不相同（见表二）。有的厂商只是针对自身推出的格式来进行解决方案的展开，另外还有个别厂家推出了支持海量格式读取的浏览器，并且为其配备了其他浏览器所不具备的强大功能。
露天矿三维地质模型的建立 本文通过采用TIN方式、封闭面固化成体的方式建立三维地质面模型和露天矿三维地质体模型，对煤层、岩层的空间赋存形态和发育程度进行描述。研究结果显示，该方法一方面能够显示形象的三维动态效果，另一方面对于计算矿岩量更为准确方便。在采矿过程中，通过三维地质模型能够满足勘探和评价矿产资源的需要，以及设计和规划露天矿坑的需要，进而在一定程度上便于对矿产资源进行管理。 标签：三维地质模型TIN模型封闭面固化成体精度评价 1 概述 在国内外矿业研究领域，三维地质建模技术逐渐成为研究的热点和焦点。通常情况下，进行矿体分析和矿床预测是以三维地质模型为基础的，三维地质模型在一定程度上为工程决策和管理提供参考依据。所以，在当前环境下，研究分析三维地质模型的建模过程，具有重要现实意义。 在对露天矿开采进行设计，以及制定生产进度计划时，需要结合地质数据管理的现状，利用三维地质建模技术，将计算机处理数据信息的能力与设计人员的专业知识、专业技能进行结合，其作用主要表现在：一方面展示工程设计人员的能力，另一方面制定科学、合理的采矿方案。 2 三维地质模型的建立及更新 2.1 建立三维地质面模型 2.1.1 建立采场面模型 在建立露天矿采场面模型的过程中，由于露天矿采场特点的影响和制约，在建模过程中本文采用了加入约束线的TIN模型，在构建露天矿采场面模型过程中，台阶线的约束条件需要进行重点考虑。在构建采场面模型的过程中，如果对坡顶线和坡底线的影响考虑的不全面、不细致，在一定程度上就会出现三角形跨越坡顶线和坡底线的现象，进而台阶被削平，影响下一步的工程量的计算。通过对TIN模型进行加入约束线处理，使之具有约束条件，进而很好的反映露天矿的地表情况，如图1所示。 ■ 图1 采场界面示意图 2.1.2 建立煤岩面模型
三维地质建模技术在开发阶段 油藏描述中的地位与作用
吴键
中国石油勘探开发研究院
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/fa17521835.html,
三维地质建模的基本概念
? 三维地质建模（3D Geological 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，并用于地质分 析的技术－Simon W.Houlding (加拿大) 1993 。 ? 三维地质建模技术就是综合地质学、地球物 理学、地质统计学、计算机技术对地质体进 行综合研究的一种技术方法。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/fa17521835.html,
三维地质建模的基本概念
? 根据油田勘探和开发的不同阶段、资料的丰 富程度以及研究的任务的不同把储层地质模 型分为概念模型、静态模型和预测模型－裘 怿楠 ? 地质模型大致包括构造模型、相（沉积相、 岩相等）模型、储层物性参数模型、流体参 数模型等多种模型。 ? 三维地质建模以井资料为基础，通过地质统 计学方法进行井间参数的预测和插值。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/fa17521835.html,
三维地质建模技术的发展简况
? 地质统计学是三维地质建模的主要基础，是法国巴黎国立高等 矿业学院马特隆教授(G．Matheron)于1962年创立的。他将传统统 计学理论与区域化变量的概念相结合，发展出一套以变差函数 为工具研究矿产特征区域分布的数学技术。 ? 目前在地质统计学上，多点地质统计是最新的研究领域。 ? 自上世纪80年代后期随着计算机技术的飞速发展逐步开发出应 用于三维地质建模的计算机软件。美国DGI公司开发的 EarthVision软件是较早的大型建模软件，目前已经有多种大 型建模软件被广泛的应用于三维地质建模工作，其中比较某种 的有RMS、GoCad、Petrel等。 ? 目前应用最为广泛，发展前景也最为良好的是Schlumberger公 司的Petrel。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 https://www.doczj.com/doc/fa17521835.html,