基于钻孔数据的三维地层模型的构建

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第20卷第3期地理与地理信息科学V01．20No．32004年5月GeographyandGeo——hformationScienceMay2004基于钻孔数据的三维地层模型的构建朱良峰1,2吴信才2，刘修国2，尚建嘎2(1．中国地质大学研究生院，湖北武汉430074；2．中国地质大学信息工程学院，湖北武汉430074)摘要：三维地质建模是三维GIS在地学中的一个重要应用，三维地层模型对实际的地质分析极为有用。在综合前人研究成果的基础上，提出了一种由工程钻孔数据构建三维地

2、层模型的方法。该方法以钻孔资料作为地层建模的源数据，具有简单实用、快速稳健的特点，并且能够将用户手工编辑修改的钻孔剖面图融入实际建模流程，解决了以往单纯依靠钻孔数据进行建模而导致的建模结果不精确且难以修正的问题。该文介绍了该方法的基本思想与实现流程，探讨了断层数据的加入对模型的影响及解决方案，并通过一个建模实例展示了该方法的实际建模效果。关键词：三维地层建模；钻孔；剖面；断层；可视化中图分类号：P208文献标识码：A文章编号：l672—0504(2004)03—0026—05对地学工作者和岩土工程师而言，三维地层模者的

3、应用实践，提出了一种构建三维地层实体模型的型对实际的地质分析极为有用l卜3l，因为三维模型新方法。该方法以钻孔资料作为构建地层模型的源能够完整准确地表达复杂地质现象的边界条件及地数据，并尽可能多的加入建模者的专家知识经验与解质体内含的各种地质构造，逼真地呈现三维动态显释。采用该方法构建的三维地层模型能够结合断层示效果；辅以强大的交互式空间分析工具，三维地层数据，重构加入断层之后的新的地层实体模型，极大模型能够灵活自然地表现三维地质实体，最大限度地扩展了钻孑L数据建模的范围与表现能力。地增强地质分析的直观性和准确性。工程

4、钻探法是1根据钻孔数据生成三维地层模型的步骤获取地下三维空间信息的重要方法，通过钻孑L可以直接获取详细的岩土层分布状况，取得的岩芯(土获取钻孑L数据的成本较高，在一定的研究区域样)还可以进行相应的室内试验，获得其物理力学指内往往只能获得有限数目的钻孔资料，这就需要最标L4J。钻孔资料因其直观、准确、详细的特性在三维大限度地利用这些数据所蕴涵的信息量，尽可能多地层模拟中具有至关重要的意义，根据钻孑L数据构地加人专家的经验与解释，构建相对精确的地层模建三维地层实体模型一直是国内外研究的热点，并型。另外，从钻孔资料揭示出来的

5、地层分层参数只取得了一定的研究成果，如贺怀建等采用“多层在该钻孑L的有限范围(孔直径)内有效，各个钻孔之DEM”的概念构建三维地层模型的骨架结构[，张煜间并无相应的关联参数【—7J。但可以利用多种方法等提出了一种基于三棱柱体体元的数字地层模计算、估计各个钻孔之间的参数。例如，工程地质剖型L5J，LemonAM等根据“地层一实体模型算法”面图是各类工程勘察试验和专家经验解释结果的综(Horizonstosolidsalgorithm)直接构建三维地层实合，能够较好地反映研究区典型的和特殊的地质现体模型L6J。总体上来看，

6、现有的建模方法大多存在象，直观地表现地层的分布与构造特征，如果能够将以下不足：1)建模过程复杂烦琐，建模时需要用户较已有的工程地质剖面图蕴涵的信息加入三维地层模多的干预，其中有些干预是完全不必要的；2)不能将型中，或者能够在建模过程中根据相邻钻孔数据绘建模成果及时展示出来，用户不能控制和修改建模制一系列新的剖面图然后将这些剖面图与钻孔数关键步骤产生的中间结果；3)不能将建模者掌握的除据结合在一起进行建模，必将大大提高三维地层模钻孑L资料之外的其它信息以及专家知识经验融入建型的精度与表现能力。基于这种想法，本文提出了模的

7、工作流程，导致建模结果与实际差别较大且难以一种根据钻孑L数据构建三维地层实体模型的简易方修正；4)没有考虑断层、褶皱等复杂地质构造的加人法“钻孔一层面模型方法”。该方法能够根据实际的对三维地层模型的影响，适用范围有限。基于上述考工程钻孑L数据，允许用户结合专家经验和其他勘察虑，在综合考察多种建模方法的基础上L46l，结合笔手段获取的成果，生成并编辑相邻钻孔之间的一系收稿日期：2004-02-27；修订日期：2004-04-12基金项目：国家“九五”重中之重科技攻关项目(96一B02一O3—05)；国家“863”高技术研

8、究发展计划项目(2oo1AA135170)作者简介：朱良峰(1978一)，男，博士研究生，研究方向为三维GIS技术与应用工程。E—mail：zhuliangfeng@163．com维普资讯http://www.cqvip.com第3期朱良峰等：基于钻孔数据的三维地层模型的构建第27页列剖面图，将编辑后的剖面图保存并与原有的钻孔(3