地层三维建模及面模型插值方法对比研究

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1、第25卷第3期安徽地质、，01．25No．32015年9月GeologyofAnhuiSeptember2015文章编号：1005-5157(2ol5)03-0182—5地层三维建模曩藤模型撬俸方法对比研究张明明，李晓晖，袁峰，胡训宇，王兴会(合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥230009)摘要：通过面模型进行实体建模是构建三维地层模型的有效方法之一，为了更好的选取面模型插值方法，本文对距离幂次反比方法、克里格插值方法以及离散光滑插值方法进行了对比研究。实例结果显示，离散光滑插值方法既可以保持插值区面的光滑，又能与原始数据最大程度的拟合，较其他两种插值方法对于表现局部的非连续空间

2、特征具有更大优势。同时本文通过将离散光滑插值方法与地质剖面信息相结合，通过面模型与三维实体模型之间的空间运算来获得倾入、尖灭等地层之间的空间关系，并结合地层的年代信息，建立了一套可以减少人为干预，提高建模精度和合理性的三维地层建模流程。实践证明，该流程能较好应用于安徽省钟姑矿田白象山矿区的地层三维建模工作。关键词：三维地层模型；面模型；离散光滑插值法；地质剖面中图分类号：P628．3文献标志码：A0引言层模型构建方法存在着插值拟合方1．1距离幂次反比插值法地层三维建模是地质体三维建法选择不明确、建模复杂度高等问距离幂次反比法是根据离散点模的重要组成部分，已被广泛应用题，严重影响了地层三

3、维建模工作数据对栅格格网进行插值的最常见于构造分析【l】、岩土工程[2]、力学的高效进行。因此，本文在前人研方法，它根据周围若干已知点与待模拟[3，成矿模拟[5】、成矿预测踟究的基础上，对用于构建地层面模估点的距离为权重进行滑动加权平等领域。由于地层的复杂性和多变型的多种插值方法进行对比分析，均估计{Franke，1982≠≠1361}。计算性，针对地层三维建模的研究一直并对基于面模型的地层三维建模方过程较为简便，其公式如下：是三维地质建模的热点问题之一。法进行整合研究，提出更加适用于通过面模型进行实体建模是构建三三维地层建模方法和流程，提高了z()=∑z()木(1)维地层模型的有效方

4、法之一[9】，也三维地层建模的速度以及合理性。是GOCAD，SURPAC等三维地质1面模型插值方法上式中：z(。)为待估点，软件地层建模的主要方法。钻孔分面模型插值是根据已有地层分)为待估点周围已知点的数值。层数据是面模型构建的原始数据，层数据的高程以及空间结构等信为各已知点的权重，权重可通过但由于钻孔的分布稀疏和不均匀分息，通过数学计算进行内插或外以下公式求得：布，常导致单纯采用钻孔分层数据推，获取更加精细的地层分界面模进行的三维地层建模无法满足建模型的过程。常用的插值方法包括距：(2)精度和合理性的需要【1“]。对此，离幂次反比法、克里格插值法以及不同学者采用了不同的建模方法来离散

5、光滑插值法等。不同的插值方i=0逼近真实的地层空间结构，包括融法具有不同的数学分析过程，能够式中：为待估点与已知点之合剖面图知识[1以及虚拟钻孔阻等从一致的原始数据中挖掘出不同的间的距离，尼为幂指数。方法；同时，为了对面模型进行精信息，进而得到不同的插值结果。1．2克里格插值插值法细化建模，多种数学插值方法被应各种插值方法具有不同的特点和应克里格插值法同样基于滑动加用于对分层数据的拟合和估计[】用范围，应根据实际情况合理选择权平均方法，但其并不完全以距离“，13]。然而，目前基于面模型的地应用。作为计算权重的依据，而是充分度收稿15t期：2015—05—22基金项目：本文得到国家自然科

6、学基金(41402287安徽省公益性地质工作项目(2009—13合肥工业大学教学研究项目(xj201323)资助。作者简介：张明明(1981一)，女，副教授，博士，主要从事三维GIS地学建模方面的工作。E—mail：mm81_0@126．com。184安徽地质l(B)，图1(C)的离散光滑插分层。部倾入c层，则在提取地层分界线I值方法能够很好的对断层导致的地2．2地质剖面图分层信息提取时，对于A层侵人的位置应按趋势层的不连续特征进行拟合，得到的地质剖面图的分层信息提取过连通；对于只分布于研究区内一小插值结果更为精确(与已知地层分程应尽量保证地层分界线的连续，部分的D层，由于D层在时代上

7、晚层的数据更加吻合)，同时更加合以保证对面模型形态的控制，进于C层，因此在对D层与C层的分界理。而服务于步骤4)中的三维空间计线II进行提取时，则应将其延长并2三维地层建模算。对于断层以及地层的尖灭、穿向C层的上部稍许拓展。通过构建面模型可以得到地层插等位置需进行特殊处理，被断层2．3地层分界面模型插值计算分界面的三维展布，但由于钻孔数错断的地层分界线，在断层与地层对上述从地质剖面图中提取的据的稀疏性，单纯采用钻孔分层数的交界处要进行精细控制，