复杂地质构造三维地质体建模方法研究

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复杂地层结构模型三维重构与可视化方法研究

复杂地层结构模型三维重构与可视化方法研究
难 。也 就 是 说 , 可 靠 性 原 始 资 料 不 足 的情 况 下 , 在
模 软件等 。在 国 内 , 有许 多 研 究 机 构 开展 了广 也
泛 的研究 工作 , 天 津 大学 研 究 开 发 的水 利 水 电 如
工程 地质 建模分 析 软 件 系 统 , 国矿业 大 学 研 究 中 开发 的 G — o 3 VI Ge Mo D软 件系统 等 。这些 研究 主
( 都 理工 大学 信息 工 程 学 院 , 都 6 0 5 ) 成 成 10 9
[ 摘要]针 对工程建 筑、 水利水 电建设 以及地质 灾害 防治等工 程地 质学研究 中的空问结构分 析
与 信 息 可 视 化 问题 , 出 了 一种 基 于单 元块 体 的 空 间 自动 搜 索地 质 建 模 方 法 。 该 方 法 的 主 要 提 思 想 是 : 先 由地 质 专 家 充 分 利 用 工程 地 质 勘 探 的 资 料 , 结 合 自身 经 验 , 交 互 式环 境 中 完 首 并 在 成 2 /D剖面解释 ; D3 而后 系 统 自动完 成 地 质 结 构 单 元 块 体 搜 索 , 用 C G 集 合 运 算 并 根 据 地 运 S 质 单 元块 体 的 空 间拓 扑 结 构 实 现 复 杂 三 维地 质 模 型 的 构 建 。本 方 法 通 过 引入 地 质 单 元 体 的概 念 , 在 建 模 过 程 中 融合 地 质 专 家 的知 识 , 地 质 模 型 的 建 模 过 程 得 到 了简 化 , 高 了模 型 的 并 使 提
了 NUR S辅 助地 质 建 模 技 术 ; B 陈少 强 等 人 提
出 了“ 状 地 质 体 的 多 面 体 表 示 与交 互 编 辑 ” 块 方
法 和张 煜 等人提 出了基于 三棱 柱体 元 的三维 地

三维地质建模技术方法及实现步骤

三维地质建模技术方法及实现步骤
这些算法所产生的结果均是确定性的。 这些传统的插值算法,仅考虑到观测点与 待估点之间的距离,而没有考虑到空间位 置之间的相互关联,既地质规律所造成的 储层参数在空间上的相关性,应用效果不 尽人意。这个时期,开创了用数学方法解 决地质问题的先河。
3.2 地质建模的发展时期:克里金
(地质统计学克里金估值方法)
如地层压力、温度、饱和度、孔隙度等。
有时甚至稳定沉积体如三角洲前缘河口坝、席状砂的
渗透率分布也是可用的。
三、建立参数模型技术
确定性建模方法(Deterministic Modeling)
开发地震反演:
用地震属性(振幅、波阻抗等)与岩心(测井)孔 隙度建立关系,反演孔隙度。再用孔隙度推渗透率 ——已在普遍应用。只要应用时要对其不确定性程 度心中有数。
最重要的是新测井技术的发展和完善:
成像测井; 过套管测井; 随钻测井。
(二) 、建立层模型技术
目的:
建立储集体格架:把每口井中的每个地质单 元通过井间等时对比联接起来——把多个一维柱 状剖面构筑成三维地质体,建成储集体的空间格 架。
关键点:
正确地进行小单元的等时对比,即要实现单 个砂层的正确对比。可对比单元愈小,建立的储 集体格架愈细。对于陆相沉积难度更大。
随机建模方法。该方法应用了随机几何学中点过程理论。 点过程提供各种模型来研究点的不规则空间分布。这些点在空间上
的分布可以是完全独立的(如泊松点过程),也可以是相互关联的或排 斥的(如吉布斯点过程)。示性点过程则是一种特殊的点过程。
一个点过程,对其上赋予一个特征值(或称为一个属性、或示性) 时,就称为示性点过程。该方法在模拟地质体的空间分布是十分有用的, 它的基本思路就是根据点过程理论先产生这些物体的中心点在空间上的 分布,然后再将物体性质(如物体的几何形态、大小、方向等)标注于 各点上,即通过随机模拟产生这些空间点的属性,并与已知的条件信息 进行匹配。

三维地质建模技术存在的问题与具体运用

三维地质建模技术存在的问题与具体运用

三维地质建模技术存在的问题与具体运用三维地质建模技术是近年来在地质科学领域迅速发展的一种新技术,它通过建立三维模型,对地质体的形态、结构、物质组成等进行数字化描述,为地质研究提供了更加直观、精确和高效的方法。

然而,在实际应用中,三维地质建模技术也存在着一些问题和挑战。

**一、三维地质建模技术存在的问题**1. 数据获取困难:地质数据通常来源于各种不同的勘探手段,如地震、钻探、测井等,这些数据在空间和时间上往往存在不连续性,给建模带来了一定的难度。

2. 模型精度问题:由于地质体的复杂性和不确定性,三维地质模型的精度往往受到多种因素的影响,如数据质量、建模方法、计算精度等,导致模型精度难以保证。

3. 模型应用范围有限:目前,三维地质建模技术主要应用于石油、天然气、地热等能源领域,在其他领域的应用尚不广泛,需要进一步拓展应用范围。

4. 技术成本较高:三维地质建模技术需要依托高端计算机和软件,投资成本较高,且需要专业技术人员进行操作和维护,使用成本也相对较高。

**二、三维地质建模技术的具体运用**1. 石油天然气勘探:三维地质建模技术可以用于油藏描述和预测,提高石油天然气的开采效率。

通过建立三维模型,可以清晰地看到油藏的形态、构造、储层物性等特征,为油田开发提供重要的决策依据。

2. 地质灾害防治:三维地质建模技术可以用于滑坡、泥石流等地质灾害的预测和防治,为政府和相关部门提供科学依据,减少灾害损失。

3. 水资源管理:通过三维地质建模技术,可以了解地下水的分布、流动和储存情况,为水资源管理提供科学依据,提高水资源利用效率。

4. 环境监测与评价:三维地质建模技术可以用于环境监测和评价,了解环境污染物的分布和迁移情况,为环保部门提供科学依据,促进环境保护。

5. 矿产资源开发:通过三维地质建模技术,可以了解矿产资源的分布情况,为矿产资源开发提供科学依据,提高矿产资源开发效率。

综上所述,三维地质建模技术作为一种新兴的技术手段,在地质科学领域具有广泛的应用前景。

含复杂地质构造的三维煤层动态建模方法

含复杂地质构造的三维煤层动态建模方法

程值( 厚度 值 ) 随 空 间 距 离 而变 化 的规 律 , 以 空 间距
离 为 自变量 的变 差 函数 , 计 算 相 邻 地层 地 质 离 散 数
状 数据 修正 , 如采 煤 工 作 面 区域 煤 层 标 记 和 断 层 地
质 建模 。
3 煤 层 动 态 修 正
3 . 1 基 于 点 状 数 据 修 正
第 6期
修眷华等 : 含 复 杂地 质 构 造 的 三 维 煤 层 动 态建 模 方 法
2 0 1 5年 1 2月
态, 而地 质 离 散 点 只能 通 过 有 限 的钻 孑 L 与 石 门见 煤
点 数据 获取 , 在没 有 地质离 散 点 处 , 其 地 层 信 息 只能
通 过克 里金 差 值 方 法 计 算 , 故 而 地 层 数 据 是 存 在 一
比计算 修正 点影 响范 围 内地层 T I N网点 高 程 变化 值
地 层模 型是 基 于煤矿 井 田边 界 生 成规 则 平 面 格
网, 再 利用 离 散 地 质 数 据 通 过 空 间插 值 形 成 连 续 的 地层 G T P模 型 。地层 数据 的准 确性 完全依 赖 于地 层 地质 离散 点 数 据 量 的 大 小 和 其 空 间位 置 分 布 的 形

‘ ・
\ 亨 , J


图 3 G T P模 型 与八 象 限 搜 索 法 示 意 图
米修 正半 径 为一 百 米 ( 以将 地 层 修 正 影 响 限定 在
1 % 的坡 度 内 ) 的原 则 确 定 影 响范 围 , 再 根 据 距 离 反
2 三 维 煤 层 建 模 误 差 分 析
1 . 3 克里金 空间插 值构 建初 始地 层格 网

三维地质模型建模系统的研究与实现

三维地质模型建模系统的研究与实现

1 引 言
油 勘 探 开 发 数 据 的 处 理 是 制 订 油 气 开 发 方 案 、 测 油 气 颅
资 源 的 础 : 于 数 据 量 很 大 , 据 分 布 极 不 规 则 , 油 勘 探 开 山 数 石 发数 据 的 处 理 复 杂 度 高 、 算 量 大 , _ 高 分 析 的 准 确 性 和 运 为 『提 速 度 、 算 机 的 数 值 计 算 和 图 形 显 示 技 术 很 就 被 应 用 于 石 油 计 勘探 领域 : 足, 当前 , 于 早 期 地 质 构 造 简 单 、 于 开 发 的 油 山 易 气 田 的 勘 探 开 发 下 作 已接 近 尾 声 , 油 勘 探 丁 作 转 向 地 质 构 石 造 复 杂 、 藏 分 散 的 攻 关 阶 段 , 一 阶 段 勘 探 开 发 数 据 处 理 的 油 这 复 杂 度 比以 前 高 、 算 量 比 以 前 大 。 已有 的 国 内 外 各 种 类 型 的 运 软 件 系 统 不 能 够 很 好 地 通 用 于 新 的 生 产 I 往 往 导 致 数 据 的 大 , 量 积 累 和 无 法 直 接 理 解 , 而 无 法 进 一 步 开 发 导油 部 门 的 勘 从 探开 发 。 此 , 究 并 实 现 用 于 复 杂 地 质 体 勘 探 开 发 数 据 处 理 研
Ni e je Z u Da e Ch n Qi n u W ni h pi e mig ( c o lo n fcuig a d Me h nc lA tmain B in nv ri fA rn uis S h o f Ma ua tr n c a ia uo t . ej g U ies y o eo a t n o i t c a d As o a t s B in 0 3 n t n ui , e ig 10 8 ) r c j 0

三维地质建模及其可视化研究与实现

三维地质建模及其可视化研究与实现

摘要摘要本文针对三维地质建模及可视化研究发展现状,在系统分析当前各种建模方法,并综合计算机辅助设计、科学计算可视化、计算机图形学、地质学等学科理论的基础上,提出了表面、体元混合建模的方法,并根据该方法设计了一套可行的三维地质建模及可视化技术方案,开发实现了一套三维地质建模及其可视化软件系统。

本文首先分别以NURBS曲面拟合和二维Delaunay三角剖分方法为2条线索,使用表面建模法建立了三维地质构造模型:(1)研究了基于NURBS曲面的三维地质面重构方法,探讨了该方法的优劣及其应用场合。

(2)研究了基于交线识别及数据预处理的二维Delaunay三角形逐层剖分方法,有效的解决了二维剖分方法产生的层位与断层作用处的几何不一致与拓扑不一致的问题。

在使用表面建模法建立三维地质构造模型后,本文研究了三维Delaunay四面体剖分方法并将它应用到地质建模中:以四面体为体元建立空间四面体模型来表达地质体内部拓扑结构,并基于四面体模型,实现了构造模型、块体模型以及它们间的相互转换。

在以上建模方法研究和试验的基础上,本文以OpenGL为三维图形开发包,Motif作为用户界面开发工具,在Sun工作站的Solaris平台下,使用C/C++语言开发了‘套三维地质建模与可视化软件系统,并使用该系统对胜利油田的实际地质数据建立了一个三维地质模型的应用实例。

关键字:三维地质建模,可视化,Delaunay剖分,NURBS曲面拟合,OpenGLAbstracIAbstractAccordingtothedevelopmentof3-Dgeologicalmodelingtechnology,thisthesisanalyzessystemicallythematuregeologicalmodelingtechniquesinexistence,introducesthegeologicalmodelingtechniqueofsurface/body—cellintegrationonthetheoreticbasisofComputerAidedDesign,ComputerGraphics,VisualizationinScientificComputingandoilfielddepictiontechniques.Andinregardtothiskindofmodeling,thispaperdesignsacompletetechniquescheme,implementsthe3-Dgeologicalmodelingandvisualizationsoftwaresystem.Surfacemodelingasthetechnique,NURBSsurfaceapproximationand2-DDelaunayTriangulationasthetwodifferentmethods,3一Dgeologicstructuremodelingisbuiltflrstly:(1)ThemethodbasedonNURBStoconstructthe3-Dgeologicsurfaceisinvestigated,andthecharacteristicofthismethodisalsodiscussed.(2)Themethodof2-DDelaunayTriangulationbasedondatapretreatmentandgappointrecognitionisinvestigatedandappliedtoconstructthe3-Dgeologicsurface,andtheproblemthatthefaultagesurfacedoesn’tmatchthetiersurfacewherethefaultagesurfaceintersectsthetiersurfaceissolved.After3-Dgeologicstructuremodelingisbuilt,themethodof3-DDelaunayTetrahedronDissectionisinvestigatedandappliedinto3-Dgeologicalmodeling:Tetrahedronasthebodycell,TetrahedronModelingisbuiltandthetopologicalrelationshipsisreflected.BasedonTetrahedronModeling,GeologicStructureModeling、TetrahedronModelingandBodyModelingCallbetransformedeachother.Accordingtotheresearchmentionedabove,inviewofportabilityandscalability,theauthorusesstandardC++asprogramminglanguage.OpenGLas3-DgraphicslibarayandMotifasGUIdevelopingtooltoimplementtheThree—dimensionalGeologicalModelingandvisualizationsoftwaresystemonSunSolarisplatform,andbuildesa3-DgeologicmodelingwiththegeologicdataformShengliOilFieldasanexample.KeyWords:Three—dimensionalGeologicalModeling,VisualizationinScientificComputing,DelaunayTriangle,NURBSSurface,OpenGL声明本人郑重声明:本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,撰写成博士/硕士学位论文=!三缍地厦建撞丛墓互塑丝婴窥墨塞班=:。

复杂地层结构三维地质建模空间插值方法研究

复杂地层结构三维地质建模空间插值方法研究

DOI: 10.3969/J.ISSN.2097-3764.2024.01.016Vol. 19 No.01 March, 2024第 19 卷 第1期 2024 年 3 月/复杂地层结构三维地质建模空间插值方法研究郑杨,简季(成都理工大学地球科学学院,四川 成都 610059)摘 要:三维地质体对于自然资源勘探、环境保护、自然灾害风险评估等领域都具有重要意义。

在建模过程中,地质体的模型精度与插值算法有着直接关系。

为研究不同插值算法的适用情况,文章对云南陆良某污染场地进行浅层三维地质建模,分别选取反距离权重法和自然邻域法,利用钻孔数据插值建模,并对模型结果进行目视检验和误差对比分析。

研究结果表明:反距离权重法适用范围广,建模精度较高;相较于自然邻域法,反距离权重法更适用于地层结构复杂的三维地质建模,该方法对断层细节的描述更细致,模型更符合实际情况;而自然邻域法在断层明显的区域插值效果较差,不适用于地层结构复杂的情况。

关键词:三维地质模型;钻孔数据;反距离权重法;自然邻域法;精度验证Spatial interpolation methods for 3D geological modeling ofcomplex strata structuresZHENG Yang, JIAN Ji(School of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, Sichuan, China )Abstract: Three-dimensional (3D) geological bodies are of great significance in natural resources exploration, environmental protection, natural disaster risk assessment, and other fields. In the modeling process, the accuracy of geological body models is directly related to interpolation algorithms. T o study the applicability of different interpolation algorithms, this paper con-ducted shallow 3D geological modeling in a heavy metal pollution area in Luliang, Yunnan. The inverse distance weighting method and natural neighborhood method were selected to interpolate the drilling data in the study area. Visual inspection and error comparison were carried out of the model results. The results show that the inverse distance weighting method has a wider applicability range and higher modeling accuracy. Compared to the natural neighborhood method, the inverse dis-tance weighting method is more suitable for complex geological modeling with distinct stratigraphic structures, providing a more detailed description of fault details and a model that better reflects reality. On the other hand, the natural neighbor-hood method has poor interpolation performance in areas with distinct faults and is not suitable for complex stratigraphic structures.Keywords: 3D geological model; drill data; inverse distance weighting method; natural neighborhood method; accuracy verifica-tion收稿日期:2023-09-05;修回日期:2023-11-16第一作者简介:郑杨(1990- ),男,在读硕士研究生,研究方向:数字孪生与三维建模。

矿区三维地质建模方法研究及深部综合找矿预测

矿区三维地质建模方法研究及深部综合找矿预测

67找矿技术P rospecting technology矿区三维地质建模方法研究及深部综合找矿预测王霄霄(河北省地质矿产勘查开发局第一地质大队,河北 邯郸 056001)摘 要:本论文将从矿区三维地质建模方法、三维可视化与分析技术、地质信息集成与分析、模型与算法应用,以及深部矿产资源评价与优选等几个方面进行探讨。

通过对这些关键环节的详细分析和研究,旨在全面展示深部综合找矿预测的理论基础、方法体系以及应用前景,为矿业领域的科学研究和实际应用提供有益的参考和借鉴。

关键词:矿区;三维地质;找矿预测中图分类号:P628 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)17-0067-3Research on 3D Geological Modeling Methods and Deep Comprehensive Prospecting Prediction in Mining AreasWANG Xiao-xiao(The First Geological Brigade of the Geological and Mineral Exploration and Development Bureau of Hebei Province,Handan 056001,China)Abstract: This paper will explore several aspects of mining area 3D geological modeling methods, 3D visualization and analysis techniques, geological information integration and analysis, model and algorithm applications, and deep mineral resource evaluation and optimization. Through detailed analysis and research on these key links, the aim is to comprehensively demonstrate the theoretical basis, methodological system, and application prospects of deep comprehensive ore exploration prediction, providing beneficial references and references for scientific research and practical applications in the mining field.Keywords: mining area; 3D geology; Prospecting prediction收稿日期:2023-06作者简介:王霄霄,女,生于1992年,汉族,河北邯郸人,本科,学士学位,矿产地质工程师,研究方向:矿产地质勘查,三维地质建模,地质大数据。

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CAO o l ,MENG o we Gu —i n Ya — i
( .D s n& R s r ntueC t,Ma a g Gop 1 eg i e ac Istt oLd e h i g n ru ,Ma asa 4 0 0 A h i hn ;2 colo o p t nh n 2 3 0 , n u,C ia .Sh o f C m ue r
o o i o is mo ei g,s c s c n o r c re p n n e,t i g a d brnc i g,we e dic s e n d tis Co i i g lg c b d e d ln u h a o tu o r s o de c in n a hn l r s u s d i ea l. mb n n wi h c l a tr o u v n o turo ih e r r d rv t t t e s ae f co s frc r e a d c n o fweg t d o e ga e g a iy,t e c lu ai n o o t u o r s o d n e wa h h a c l t fc n o rc re p n e c s o
述 。以区域 面积 重合判断法为基础 , 结合加权 品位重心 曲线和轮廓线缩 放系数两个参数 , 部和整体 两个 层面解决 了轮廓 线的 从局
对应计 算问题。讨论 了复杂轮廓线下 的镶嵌和分支问题 , 并给 出了基于通过添加控制线和辅助分支 信息 的解决算 法。结合尖灭模 型构成了完整的实体 建模算法解决方案 。实验结果表明此方法具有很高的实用价值 。 关键词 : 三维地学建模 ;实体模 型 ; 可视化 ; 轮廓线 ; 数字矿 山
Ke r s 3 e s in e d l g o i d l g;vs aiai n;c n o r ii lmi e y wo d : g o ce c s mo ei ;s l mo ei D n d n iu l t z o o tu ;d g t n a
t i n n r n h n fc mpe o tu i e,ag rt m y a d n o to i ea d a xla y if r to fb a c i g he t i g a d b a c i g o o lx c n o rln l loi h b d i g c n r lln n u i r no main o r n h n — i mo ei g wa r p s d,a d a c mp e e s ld mo ei g me h d wa b an d b s d o h ic i g o tl e,wh c s d ln s p o o e n o lt oi d ln t o so t ie a e n t e p th n u i n i h wa p o e o b fpr cia au y t e e p rme tr s l. r v n t e o a tc lv l e b h x e i n e u t
中 图 分 类 号 : 68 P 2 文献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 2 3— 09 2 1 )3— 0 2— 4 0 5 6 9 (0 2 0 0 2 0
Re e r h o M o l g o m p e oo i d e sa c n 3 D dei fCo n lx Ge l gc Bo i s
第3 2卷冶 工 程
n I NG NI AND ETALLURGI M CAL ENGI NEERI NG
V0 . 2 № 3 13
J n 0 2 u e2 1
复 杂 地质 构 造 三维地 质 体 建模 方 法研 究①
曹国林 孟耀伟 ,
ma e b s d o h e i n o e l p ag r h ,tk n t g a n c l a t r i t o sd r t n A trt e d s u s n o d a e n t e r go v r lo i m a ig i e r la d l a co s n o c n i e ai . f ic si n a t n o f o e h o
(. 1 马钢集团 设计研究院有限责任公 司,安徽 马鞍山 23 0 ;2 许昌学院 计算机科学与技术学院 , 400 . 河南 许昌 4 10 ) 60 0

要 :阐述 了三维地质体建模的步骤及特点。分别 就轮廓线 对应 、 镶嵌 和分枝 等复杂 地质建 模 中的关 键性 问题进 行 了详 细论
Si c a dTcn l y X ca g U i r t, uh n 6 0 0, ea , hn ) c ne n eh o g , uh n n esy X c a g4 0 H n n C ia e o v i 1
Ab t a t f ra nr d c in o r c d r sa d fau e o d l g3 e l gc b d e ,s me k y p o l msi e s r c :A e n i t u t f o e u e n e t r fmo e i g oo i o is o e r b e 3 g — t o o p n D n D
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