三维gis技术在矿山地质勘查中应用

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1、三维GIS技术在矿山地质勘查中应用［摘要］随着地质和矿业的产业化发展，地质界和矿业界的人士都希望能够更为直观和精准的确定矿体边界。然而要想准确地了解和确定地下地质体，便于指导矿产开发和深层找矿，这就需要充分利用三维GIS技术。在数字化的时代，应用三维GIS技术在矿山的地质勘查中可以帮助我们勾画出完美的蓝图。它最大的特点就是空间分析功能，特别适合于矿山空间实体的建模及叠置分析，是不可或缺的空间信息系统。［关键字］地质环境三维GIS技术三维可视化［中图分类号］P5［文献码］B［文章编号］1000-405X(2013)-2-142-1在矿山的地质勘查中，我们面对的地质环境

2、是一个较为复杂的三维空间系统，所需要的数据量很大，每个勘查点都有很多种参数，如此庞大的数据是无法用人工进行处理的，要进行信息分析与显示表达就迫切需要对应的三维方法。随着计算机技术、可视化技术和三维建模技术等的发展，三维空间的信息系统已经成为目前学术界研究的热点。在地质勘查中，利用三维GIS技术获取空间信息的地质资料以及工程资料，可以大大提高我们勘察的工作效率。1三维GIS技术的现状经过几十年的发展，二维GIS技术已经应用到社会的许多行业，但是它有着自身难以克服的缺点。虽然某些二维GIS技术也可以处理第三维的高程数据信息，但他们并没有将高程变量当作单独的变量进行处理，

3、只是当作附属变量。二维GIS技术绘制的传统构造图以及物性参数等值线图等无法提供全方位、多视角以及细节方面的观察，没有逼真的显示效果和很好的可视功能，虽然可以表示出地表的起伏，但描述地下信息的能力很有限。三维GIS技术可以覆盖整个三维空间，通过对人类观察视觉效果的模仿，是三维空间对象更具有真实感。它在一定程度上克服了二维GIS技术的缺陷，在更为真实地反映客观世界方面，弥补了二维GIS的不足。目前应用的三维空间信息系统在三维场景可视化、信息快速获取等方面取得了一定的成果。因此，快速发展的三维GIS技术被广泛的应用于矿山的地质勘查中，收到了很好的效果。三维GIS技术的空间

4、分析内容是极为丰富的，主要包括空间查询、叠置分析、网络分析、空间量测、空间统计分类和缓冲区分析等多个方面。在三维GIS技术的帮助下，勘查人员可以对矿区地质空间进行属性查询，并利用全自动化办公系统做空间策略、叠置分析等，既提高了精准度又节省了工作量。2三维GIS技术的应用三维GIS技术有很强的空间分析与空间数据管理功能，它可以采集、储存、管理、分析、检索以及描述空间实体的定位分布。因此，以它为平台，在统一的地理参照坐标系下使用三维建模、三维操作和三维显示等技术，可以很好的满足矿山地质勘查中的需求。2.1三维GIS技术的基本功能目前，三维GIS技术是全球研究的热点，它的

5、功能主要包括三个方面：第一，三维数据管理，包括三维数据录入、不同系统间的数据交换、数据分析、三维坐标转换以及入库数据的整合和查询等；第二，三维对象管理，包括三维对象建模、模型可视化查询与选择以及三维对象的操作等；第三,三维空间分析，包括三维布尔操作和三维计算。三维GIS技术可以将传统的矿山地质构造图等数据信息用渐变色图和三维真实感图像等许多方式表达出来，从而为勘查人员提供全方位、多角度的观察，为地质环境分析带来了便利。它能用逼真的动态画面显示效果，即使是不熟悉地质结构的人也会对地质空间信息有一个比较直观的认识；此外，它还有超强的可视化功能，有利于帮助勘查人员理解和辨

6、别复杂的地质环境，为勘查结果的分析与解释提供了极其有效的工作手段。2.2三维可视化技术迄今为止，国内外还没有成熟的三维GIS系统，主要系统都集中于三维可视化层面。三维可视化技术可以将复杂的地质数据表现的形象化和立体化，这就极大的提高了研究人员的可视性和推断的合理性。利用三维可视化技术构建的三维色彩模型可以很好地了解地质环境的专题数据，为矿山地质勘查的综合分析提供了一个良好的平台，使决策者得到较为准确的地质分析结果。三维可视化的关键技术有：三维建模技术、三维操作技术和三维显示技术。(1)三维建模技术三维GIS技术在矿山的地质勘查中实现可视化的关键是建立三维地质模型。三

7、维地质建模指采用合适的数据结构，利用计算机建立能反映所需地质构造的形态和各要素之间关系以及地质空间分布等特征的数学模型。三维地质模型可以帮助我们形象的表达出地质构造的特征、真实形态以及参数的分布规律。矿山地质的复杂性比较髙，在勘查中应根据地质对象的特性建构矿山地质的三维数据模型。建模要遵循描述结构简单、满足必要的空间精度、具备拓扑关系、方便处理和分析的原则。(2)三维操作技术三维操作技术包括平移、旋转以及飞行模拟等处理过程，它是以动态三维图形表达出地质界面的构造。针对复杂的地质界面和地质体属性的组合关系，三维图形可以使研究人员从不同的角度、位置进行观察和研究。三