基于OpenGL的三维可视化在地质勘探中的应用

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1、第２８卷第６期勘探地球物理进展Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．６２００５年１２月ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓＤｅｃ．，２００５文章编号：１６７１８５８５（２００５）０６０４２８０４基于ＯｐｅｎＧＬ的三维可视化在地质勘探中的应用陈钢花，郑孝强（中国石油大学地球资源与信息学院，山东东营２５７０６１）摘要：地质构造三维可视化技术可以用图形直观地显示地质、测井、地震等数据，因而可以直观、高效和便捷地展示三维地质信息。ＯｐｅｎＧＬ是目前应用最广泛且性能非常优越的三维图形应用程序库，主要介绍了ＯｐｅｎＧＬ在ＶｉｓｕａｌＣ＋＋６．０上的使用方法和地质模

2、型三维可视化的基本思路与实现过程。关键词：图形显示；三维可视化技术；地质信息；ＯｐｅｎＧＬ中图分类号：Ｐ６３１．４文献标识码：Ａ在地质勘探过程中获得的数据量很大，一个区ＯｐｅｎＧＬ中，通过基本的几何图元点、线、面来建立块中包括地震、测井等多种类型数据，区块中单口物体模型，在绘制曲面时，将空间四边形划分成平井的测井数据可多达十万个点，每个点又有孔隙面上的小三角面片，然后用逼近的方法形成曲面。度、渗透率、饱和度等一百多种参数，如此巨大的数ＯｐｅｎＧＬ提供了大量的图形变换函数，这样在编程据无法用人工进行处理。因此，高速发展的计算机时无需进行复杂的矩阵运算，就可以很方便地将

3、三三维可视化技术被广泛地应用于石油勘探数据的维图形显示在屏幕窗口。同时为了增强图形的真分析和处理，该技术具有以下特点：实感，ＯｐｅｎＧＬ还提供了线面消隐、着色和光照、纹１）将传统的构造图、物性参数等值线图等二理映射和反走样等技术的一系列函数，简化了［１～３］维平面地质图件用渐变色图、三维真实感图形等多编程。种方式表达出来，从而提供多角度、多细节的观察ＯｐｅｎＧＬ的基本操作是指从指定顶点开始，通方式，同时为其他领域工作人员认识和分析地质问过流水线处理，直到最后把像素值写入帧缓存这一题带来便利，以利于不同领域之间的交流与协作；过程所执行的全部操作，ＯｐｅｎＧＬ基本工作流

4、程如图１所示。２）逼真的三维动态显示效果，使不熟悉地质结构和构造复杂性的人对地质空间关系有一个十分直观的认识；３）强大的可视化功能，可提高对复杂地质条件的理解和判别，为勘察、试验结果的分析解释提供有效手段。实现三维地质体可视化的关键是建立三维地质模型。用三维地质模型可以以三维真实感图像的形式形象地表达地质构造的真实形态、特征以及三维空间物性参数分布规律。本文基于目前较为流行的三维开放图形库ＯｐｅｎＧＬ，实现了三维地质体的可视化。１ＯｐｅｎＧＬ简介图１ＯｐｅｎＧＬ工作流程图ＯｐｅｎＧＬ是美国高级图形和高性能计算机系收稿日期：２００５０５２６；改回日期：２００５０６０１

5、。统公司ＳＧＩ所开发的三维图形库，已被设计成适第一作者简介：陈钢花（１９６３），女，１９８８年毕业于石油大学（北京）应用地球物理专业获硕士学位，中国科学院在读博士，现为中国合于各种计算机环境下的三维图形应用编程接口石油大学（华东）教授，主要从事测井资料数据处理与综合解释方面（ＡＰＩ），目前它已成为开放的国际图形标准。在的教学与科研工作。第６期陈钢花等．基于ＯｐｅｎＧＬ的三维可视化在地质勘探中的应用４２９格。在绘制时依次显示每个层面的网格节点的空２地质三维可视化的基本方法间坐标，为了更好地显示各层之间的接触关系以及其他不同的属性，可以把每个节点上的属性值转换原始地震和

6、测井数据是一组原始数据点集为不同的颜色，通过不同的颜色来表示地层性质的（狓，狔，狕）。狓，狔，狕确定了层面或断面上某点的空非均匀性。图３为采用规则网格绘制的三维地质间坐标，地质构造的三维可视化需要利用这些原始模型，它很好地显示出地质体的整体轮廓、地层之［５～７］数据点重建地质层面构造。间的位置关系以及地层的厚度等。２．１单个层面的三维显示［４］本文采用Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网格剖分方法依次生成研究区域内各地质层面构造的三角网格模型，根据断层、边界等约束条件和地震、测井等数据，对平面三角网格的每个节点进行插值，生成三维空间的三角网格曲面。将深度值视为分布于二维区域上的参

7、数，构造面的插值则是二维数据场的插值问题。可以采用距离加权反比法或普通克里金法进行插值。图２ａ是采用Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分的网格，图３地质模型的三维实体显示图２ｂ是利用ＯｐｅｎＧＬ绘制三角面片的函数绘制出的三维地质层面图。２．３断层的三维显示断层是最常见的地质现象之一，它破坏了地质体的连续性，改变了数据的原始分布格局。在存在断层的情况下，必须首先考虑断层对有关层状地质体的影响。１）数据来源。有关断层的数据主要有２个来源：①钻孔数据，可作为点数据，通过插值形成层面以及某些断层面的空间变化；②剖面数据（由地震剖面解释而形成），用于确定断层面和层面的形态a及相关参数