地质三维可视化在采矿中的应用

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1、地质三维可视化在采矿中的应用王兴华（四川师范大学地理与资源科学学院，成都，610101）摘要：地质体的三维可视化建模是科学计算可视化和地质科学相结合的一门交叉学科。利用三维可视化模型，解决了传统二维地质图件用于表示三维地质不直观等问题，提高地质空间分析的能力。木文对三维地质建模技术的提出、三维地质数据模型及软件应用等方面的问题进行Y总结，并指出了本领域未来的发展方向。关键词：GIS；地质建模；三维可视化，石油Abstract:3Dvisualmodelingofgeologicalbodyisafrontiersciencebetweensc

2、ientificcalculationforvisualizationandgeo-science.3Dvisualizationmodel,solvetraditionaltwo-dimensionalgeologicalmapsareusedtoindicatethe3Dgeologicalnotintuitive,improvegeologicalspatialanalysisability.On3Dgeologicalmodelingtechnology,puttingforward,3Dgeologicaldatamodelands

3、oftwareapplication,summarizestheproblems,andpointsoutthedevelopmentdirectionofthisfieldinthefuture.Keywords：GIS；Geologicalmodeling；3DVisualization；Oil1.地质三维化日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求；使得GIS技术的研究和应用在许多领域取得了飞速的发展，同吋，计算机科学的高速发展又为GIS提供了先进的工具和手段。随着真三维GIS的出现和功能的不断完善，地质体的三维可视化建模技术也U趋

4、成熟。所谓三维地质可视化建模，按照SimonWHoulding的观点就是用计算机技术，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。在地质体三维可视化建模技术产生之前的地质勘探领域，一方面是人们拥有海量的地表和地下地质信息；另一方面，不借助先进的工具地质工作者很难对复杂的地质现象作出逼真的描绘和定量化的表达。所以，人们一直希望能够获得更直观的地下地质体（包括地层、构造、矿体等）的三维形态模型，以准确地对地下地质体进行解译。此外，随着勘探工作的不断深入，全国范围内

5、的地表矿或浅部矿已人致查明，寻找隐伏矿和深部矿已成为矿产勘查。显然，这些矿体的勘探对空间定位和品位分布的准确性要求进一步提高了。而地学三维讨视化技术可以将各种勘探手段得来的信息融和在一起，以直观的三维图形动态地表达出来，利用计算机图形学及可视化技术，将抽象的地质信息如图表图纸等以三维可视化的图形效果直观抽象地表达出来，建立逼真的空间立体地质模型，并任意剖切地质体，对地质体进行三维交互信息查询。为处理这些海量的、复杂的、尤其是深部的地质信息提供一种方便的分析工具，将地质工作者的形象思维和逻辑思维充分地结合起来。从而大大加快专业技术人员对地质现象

6、的认识，充分利用了地质资料，提高了工作效率。1.三维可视化的实现2.1数据模型国内外在地质三维可视化领域的研究十分广泛，但其中最关键的技术之一莫过于对数据模型的研究。H前极用到的数据模型有几十种，可分为：基于体的模型，基于面的模型，基于混合的模型等。1.基于面表示的数据结构：基于面表示的数据结构是通过表面信息来描述对象。它包括格网结构(Grids)、形状结构(Shape)、面片结构(Facets)、边评表示:(BoundaryRepresen_tation)和样条函数模型等。在这5种结构屮，边界表示适于表示具有规则形状的对象，其它4种则适于表

7、示具有不规则形状的对象。2.基于体表示的数据结构：基于体表示的数据结构是通过体信息来描述对象。这类数据结构包括：3D栅格结构(Arrays)、针状结构(Needle)、八叉树(Oetree)、结构实体几何法(CSG)和不规则四面体结构(TEN)。其屮，CSG适于表示规则形状的对象，3D栅格结构、八叉树和针状结构适于表示不规则形状的对象，而TEN则既可以用来表示规则形状的对象，也可以表示不规则形状的对象。1.混合数据结构：混合数据结构之所以成为表达三维地质实体最有效的选择，主要是因为各种不同的数据结构既有其独特的优点，又有不叫避免的缺陷，很难发

8、展一种兼有各种数据结构的优点、且适用于各种情况的数据结构，多种数据结构在表达不同对象、面向不同目标、实现多尺度多分辨率表示方面的互补性为其混合提供了基础。内外主要的