三维地质建模技术研究现状及其测绘应用

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三维地质建模技术研究现状及其测绘应用

　　摘　　　　要：地质测绘非常复杂且困难，通常存在三维实体，由于科学研究的不断深入，三

维地质模拟引起了全球科学界的高度关注，目前正在开发各种三维地质模拟软件已被广泛使

用。也应用于各个领域，例如地质学、矿产资源学、水文学、环境学等等。本文从地质的结

构、类型、分布等方面对地质的三维特征进行系统分析，总结了三维地质模拟软件在国内外地

质构造、地质工程、采矿勘查、物理学等领域的发展现状。

　　 1　、三维地质建模技术的理论基础

“ ” “ ”地质结构的形状具有两个基本表示形式：数字（结构元素，例如发生和规模）和形状（空

间形式），复杂的地质结构始终可以通过点、线和面来建模。三维地质建模技术可以收集许多

元素并进行分析，尤其可以在空间坐标系中执行三维形态解释和分析。作为管理三维地质现象

的GIS，应将主要地质现象考虑为地层、缺陷和矿体。地层是特定地质时代中的地层或岩石，

相互连接的地层位于界面之间，可以位于具有趋势、坡度和深度数据的平坦楼梯前面。但是，

结构界面并不是真正的稳定表面，而是由于趋势和趋势变化而形成不完整的表面。为了获得梯

度，通常使用井数据，井测量数据和振动数据来确定波缺陷的表面积。缺陷类似于地层，将岩

体分为上下壁，但通常具有特定的表面，特定的宽度和特定的角度，检测和描述方法与地球表

面一致。为了确定矿物质的范围，必须通过表面勘测、地下挖掘和地质测深来确定。

通常通过钻孔的测斜仪数据计算，按照一定的规则（根据垂直和水平截面）放置钻孔，穿过钻

孔的三维坐标（X,Y,Z）以及矿体的顶部和底部。数字表面模型可以通过 DM 模型来描述。事

实上，一些现有的地理信息系统软件也使用这一计算方法。在地质勘测中观察到的数据，包括

岩层和矿石，在空间分布方面非常不相同，在许多情况下只有几个不同的点。由于情况复杂、

迟觉运动畸变、损害和其他因素，如果存在诸如缺陷之类的不连续层，则数据的连续性和完整

性将受到损害，数据的原始分布有时会发生变化，然而，你无法在整个区域进行持续的探查，

因为牵一发动全身。例如，缺陷结构的发展是规则的，例如平面和轮廓中的接头和缺陷，缺陷

结构的发展通常具有方向性、带状、保形性和分区性规则。因此，在以空间的方式接近方向的

表面时，必须在适当考虑到地质运动的作用的前提下，遵循地质规则。例如在缺陷情况下，缺

陷对相关层脂质的影响。

　 2 　、对三维地质建模的研究成果

在中国，三维地球科学成像的研究开始得晚，但已经进行了许多有益的探索。最近，中国自然

“科学基金会大力支持对三维地质建模的研究，包括支持三维建模和绘图研究等地质机构继续

” “ ”“ ”“提供复杂资金和石油储存地球物理学三维地震制图和图像法地理空间时空空间信息、动

”态和成像建模及其应用等项目。1996 年，中国科学院地球物理研究所（中国科学院地质与地

“ ”球物理研究所）和胜利油田开始对国家自然科学综合计划的主要项目复杂的地质机构进行跟

踪。由中国地质大学开发的 Geview 地理信息系统可促进地球科学信息的管理、处理和计算分

析，并支持三维决策。中国石油勘探和开发研究所研发了深海资源开发系统。这一系统可以通

“ ”过三维结构的发展而恢复，在八五计划期间，中国开发了三维地质模型软件，尽管与国外的

类似软件有很大不同。

　 3 　、目前暂时发现的问题

　　 3.1 　、硬件问题

三维地质建模的硬件尚不成熟，但地质软件不能根据基于特定观察点或地质规律的表面模型建

立复杂的地面，并可能产生其他无法预测的地图。如果捕捉时间过早，则无法捕获大规模的地

质和深海数据。建模质量非常依赖地质建模专家，这不仅影响软件的有效性，而且限制了建模

自动化的改进。如今在地质研究比较先进的韩国，学者们尚未开发较低廉的三维地球模拟软

件，因为软件将数据管理、信息介绍、互动过程和地质分析结合起来，使得地球科学三维成像

硬件费用昂贵。中国有数百个地质勘探和研究部门，如果它们不开发拥有独立版权的地理信息

系统三维地质软件，那么对外国软件的过分依赖是不现实的。我们需要工作人员开展合作研

究，开发属于本国的地质科学三维成像软件，同时开展国际研究，以便尽快融入世界。

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摘要：

三维地质建模技术研究现状及其测绘应用　　摘　　　　要：地质测绘非常复杂且困难，通常存在三维实体，由于科学研究的不断深入，三维地质模拟引起了全球科学界的高度关注，目前正在开发各种三维地质模拟软件已被广泛使用。也应用于各个领域，例如地质学、矿产资源学、水文学、环境学等等。本文从地质的结构、类型、分布等方面对地质的三维特征进行系统分析，总结了三维地质模拟软件在国内外地质构造、地质工程、采矿勘查、物理学等领域的发展现状。　　1　、三维地质建模技术的理论基础“”“”地质结构的形状具有两个基本表示形式：数字（结构元素，例如发生和规模）和形状（空间形式），复杂的地质结构始终可以通过点、线和面来建模。三维地质...

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