复杂地质构造的拓扑构建方法研究
面向地质建模的三维体元拓扑数据模型研究
第27卷第5期2002年10月武汉大学学报・信息科学版G eomatics and Information Science of Wuhan UniversityVol.27No.5Oct.2002文章编号:1000-050X(2002)05-0467-06文献标识码:A 面向地质建模的三维体元拓扑数据模型研究侯恩科1 吴立新1(1 中国矿业大学北京校区测绘与土地科学系,北京市学院路丁11号,100083)摘 要:在对地质对象的基本特征和计算机三维地质建模的基本要求进行讨论的基础上,提出了面向对象的三维体元拓扑数据模型。
在该数据模型中,用面向对象的方法将地质对象抽象为点、线、面、体,体类又进一步划分为复合体、复杂体、简单体和体元四类。
对所有对象类设计了12种拓扑关系和相应的数据结构。
关键词:地质建模;数据模型;数据结构;3D GIS;数字矿山中图法分类号:P208;TD17 地质对象是一种三维空间对象,建立地质对象的三维模型在地质问题研究和资源勘探与开发中具有十分重要的意义。
三维地质模型的建立也是当前三维地理信息系统和数字矿山研究的一个重要方面。
目前,能够建立三维地质模型的软件有Vulcan、L YNX、Datamine、Surpac等。
这些软件在地质建模方面所采用的数据模型主要有基于体划分的三维栅格模型、线框模型、实体模型和基于表面划分的不规则三角网模型、格网模型等。
栅格模型的主要优点是便于栅格属性估值,缺点是不能精确表达地质体的形态。
线框模型通常能够较好地模拟地质体的边界,但不能表达地质体的内部属性。
实体模型是20世纪90年代发展起来的一种新的三维数据模型,其典型代表为三维体元模型[1]。
这种模型以任意形态的三维体元来划分地质体,体元不仅表示一个形体,而且也表示封闭的体积以及形体中的地质属性特征。
其缺点是缺乏实体之间、体元之间以及体元几何要素之间拓扑关系的表达,相邻边界需要重复数字化,空间查询和分析功能很弱,而且操作繁琐。
复杂地质构造三维地质体建模方法研究
（ ．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
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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
基于剖面的含拓扑三维地质建模技术
基于剖面的含拓扑三维地质建模技术
基于剖面的含拓扑三维地质建模技术应用行业：地质工程技术领域：地质科研、矿产资源勘探、工程地质勘察Ø主要内容及技术要点1.基本地质数据的组织方法地质数据是三维地质建模的基础，只有将地质数据在计算机中合理地组织和管理起来以后，才能进行三维地质建模。
因此，要根据基于剖面的含拓扑三维地质建模的需要，对常用的基本地质数据在计算机中的组织方法进行研究。
2.基于剖面的含拓扑三维地质建模的数据模型和数据结构数据模型是三维地质建模的关键，数据结构是数据模型的具体化，在系统软件实现上占有重要地位。
因此，要根据基于剖面的含拓扑三维地质建模的需要，研究提出一种新的数据模型，并对其对应的数据结构加以设计。
3.基于剖面的含拓扑三维地质建模方法有了合理的数据模型和数据结构，并不等于能够建立起三维地质模型和进行必要的空间分析。
因此，要对基于剖面的含拓扑三维地质建模的方法进行系统研究。
4.基于剖面的含拓扑三维地质建模系统的初步设计与开发开发出计算机软件是三维地质建模研究的最终目标，也是对数据模型、数据结构和建模方法的检验。
因此，要对基于剖面的含拓扑三维地质建模系统进行初步设计与开发。
Ø应用情况及前景成果中的原型软件还可独立应用于地质科研、矿产资源勘探、工程地质勘察、矿井地质和地质灾害评价等地质科研、生产领域，从而促进地质行业的信息化，降低地质工作者的作业强度，节省工作时间，提高工作效率。
信息化是当前我省乃至我国各行各业的重要发展目标。
本项目的预期成果作为一个地质信息化成果，对于实现当前利用信息技术改造传统地质、采矿行业的战略目标具有很大意义。
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。
复杂设计域超大规模高效等几何拓扑优化方法
复杂设计域超大规模高效等几何拓扑优化方法复杂设计域超大规模高效等几何拓扑优化方法是在工程设计和优化中的重要课题，尤其在航空航天、汽车、船舶等领域中具有重要的应用。
本文将介绍一些与复杂设计域超大规模高效等几何拓扑优化方法相关的参考内容。
首先，复杂设计域是指在设计过程中存在大量的自由度和约束条件，这使得优化过程更加复杂和困难。
针对复杂设计域的优化问题，一种常见的方法是采用基于拓扑优化的方法。
拓扑优化是一种在给定设计域中寻找最优拓扑结构的方法，其优点在于可以同时优化结构的形状和拓扑结构，从而实现更高效的设计。
在超大规模的设计域中，传统的优化方法往往会面临维度灾难的问题，导致计算复杂度急剧增加。
为了解决这一问题，研究人员提出了一些高效的优化算法，如基于人工智能的优化算法（如遗传算法、粒子群算法、人工神经网络等）以及基于深度学习的优化方法。
这些方法在超大规模设计域中具有很好的优化效果，能够显著提高优化的效率和精度。
另外，高效的几何拓扑优化方法是实现复杂设计域优化的关键。
在几何拓扑优化中，研究人员通常会考虑结构的拓扑形态、材料的分布、结构的连接方式等因素，以实现结构的轻量化、高强度和高刚度。
在这方面，有很多优化方法可以参考，如拓扑优化、材料优化、结构优化等。
这些方法能够有效地优化结构的几何形态，使其在满足设计要求的前提下尽可能减少材料的使用，从而降低结构的成本和重量。
总的来说，复杂设计域超大规模高效等几何拓扑优化方法是一个复杂而重要的课题，需要综合考虑设计域的复杂性、优化算法的效率以及几何拓扑优化的方法。
通过合理的选择优化算法和方法，可以实现复杂设计域的高效优化，为工程设计和优化提供重要的支持。
希望以上内容能够对您有所帮助。
基于含拓扑剖面的三维地质建模
讨论与结论
含拓扑剖面的三维地质建模相较于传统地质建模技术具有更高的精度和可靠性， 但也存在一些不足。例如，建立拓扑关系需要大量的人工操作，效率低下；同 时，地质信息的获取和处理也需要耗费大量时间和资源。因此，未来研究方向 应包括开发更高效的自动化算法和技术来减少人工操作和提高建模效率；同时， 也需要研究更准确的地质信息和地球物理勘探技术以获取更丰富的地质信息。
随着地理信息系统（GIS）和地质统计分析的不断发展，基于钻孔数据的三维 地质建模已成为滑坡研究的重要手段。本次演示主要探讨了基于钻孔数据的滑 坡三维地质建模方法及其在实际滑坡防治工作中的应用。
接下来是数据处理阶段，这一步骤包括数据清洗、整理、分类和归纳等。通过 对数据的处理，考古学家可以更好地理解和分析探方中的各类信息，为后续的 模型构建提供有力的支持。
最后是模型构建阶段，根据处理后的数据，考古学家可以构建出探方的三维模 型。该模型能够展示探方的形态、结构和内部特征等信息，方便考古学家进行 深入研究。此外，基于剖面的田野考古探方三维建模方法还具有以下优点：首 先，该方法可以提高考古研究的精度和准确性；其次，三维模型可以更好地展 示遗址的空间关系和格局，有助于理解古代人类的生活环境和活动方式；最后， 三维模型可以为数字化保护、管理和展示提供有力的支持。
研究方法：本次演示首先通过遥感技术和地球物理方法获剖面数据，利用专 业软件进行数据处理和分析。随后，采用体视化建模方法建立三维地质模型， 并利用图形和图像处理技术实现可视化。具体步骤如下：
1、数据采集：通过遥感技术和地球物理方法获取地质剖面数据，包括地形、 地层信息、岩石物理性质等。
2、数据处理：通过专业软件对采集的数据进行预处理和分析，提取有用的地 质信息，如地层界线、岩性分布等。
地下复杂构造的地球物理建模方法及装置
地下复杂构造的地球物理建模方法及装置地下复杂构造的地球物理建模方法及装置，说白了，就是我们想搞明白地下那些隐藏的宝贝和“秘密”都在哪儿，怎么在地底下找到它们，甚至是怎样避免踩雷。
这不，地下的构造就像一个迷宫，稍不留神，咱们可能就会在“迷失”的路上越走越远。
所以，这个地球物理建模的方法，嘿，能帮咱们好好“摸清”地底下的“套路”，让我们不至于在地球的深处摔个大跟头。
地下构造可不简单。
你想想，地下几十公里深的地方，什么矿产啊、油气啊，甚至是地下水的走向，咱们怎么知道呢？好家伙，光凭肉眼肯定看不见。
只能靠一些高科技的手段了。
这里就得用到地球物理的建模技术。
简单说，地球物理建模就是通过各种各样的工具和方法，把地下的情况给“虚拟”出来。
就像咱们用导航找路一样，地下也有自己的“路况”，不过这个路是看不见摸不着的。
这些技术工具可不简单。
比如，地震波就是一个好帮手。
地震波传到地下的时候，会被不同的地质层反射回来，地质层越不一样，反射的波就越不一样。
科学家们就通过分析这些波的回波，推测地下的岩石结构、矿藏分布，甚至连地层的压力和温度都能测得出来。
就像你去体检，医生会通过你的各项检查报告，了解你身体的状态。
地震波的工作方式差不多，就像给地下“做体检”。
光有地震波这一个工具还不够，咱们还得配合一些其他的设备来帮忙。
比如，重力场测量。
咱们地球表面是弯弯曲曲的，地壳的密度也是不均匀的，越是密实的地方，重力就越强；而那些空隙较大的地方，重力就比较小。
通过这种方式，咱们就可以估算出地下藏了啥。
就像你在沙滩上走，踩一脚软软的沙滩，跟踩到一块大石头的感觉完全不一样吧？再有，电磁波也是个大杀器。
地下有些矿物质能影响电磁波的传播，科学家们利用这一点，可以探测地下的结构。
电磁波的原理就和我们用手机信号差不多，信号强度一变，咱们就知道信号塔可能有问题，或者位置有偏差。
地下的情况也是这样，通过电磁波的变化，咱们能推测出地下矿藏的分布，甚至是水流的走向。
复杂地质体三维构造建模方法长大PPT教案
邵燕林
出生年月
1979.01
博士研究生 籍 贯
湖北 团风
高校教师 职 称
副教授
13886583806 E-mail syl@
数字油藏、沉积储层
履历
1998.09-2002.07，江汉石油学院本科毕业；
2002.09-2005.07，长江大学硕士毕业；
2005.07-至今，长江大学地球科学学院任教；
Body Based on GIS
ICALIP2010
EI20110713662678
4 3D Geological Modeling and Its Application under CEMS 2011
Complex
EI20113914362460
5 复杂地质特征下的构造建模——以辽河油田曙二区 石油天然气学报
野外露头观察 室内薄片研究
地震解释
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复杂地质构造的拓扑构建方法研究
三维地质构造模型是认识地下地层结构并开展地下油气资源勘
探的重要手段。
构造建模包括三个要素:几何要素、拓扑要素和属性
要素。
其中地质构造模型的拓扑反映了地质曲面之间的空间关系,对
构造模型的表达和控制起着至关重要的作用。
同时,复杂地质构造建
模向智能建模的方向发展,一个基础的科学问题是构造模型的计算机
认知问题。
其中,构造模型的拓扑认知是模型认知的关键。
现有对地
质构造模型拓扑的研究是将拓扑作为模型的基本属性从模型的合理
性和不确定性两个方面开展研究。
本文从构造模型拓扑的语义描述出发,建立构造拓扑认知的语义模型,并在此基础上进行复杂地质构造
的拓扑提取方法研究。
研究工作具有较大的理论意义和实际的应用价值。
针对复杂地质构造模型拓扑的计算机认知问题,本文从构造拓扑
的语义描述和构造拓扑的提取方法开展研究。
主要工作和贡献如下:1、提出了地质构造模型的语义描述和计算机表征方法。
从地质对象和地质对象之间的关系(构造拓扑)出发,建立构造模型计算机认知的语义
描述体系。
随后本文定义了一个多层次复杂异质语义网络作为地质语义描述的载体,其中节点是实体的抽象,弧是拓扑关系的抽象,其中同
一层的实体间用邻接关系连接,不同层的实体间用关联关系连接。
2、提出了构造模型语义网络的提取方法。
在构造模型语义描述的基础上,针对复杂地质构造拓扑网络的构建和提取问题,提出了构造模型的语
义网络提取方法。
其基本思想是从构造模型认知的过程出发,从宏观
的地质块到微观的特征点,自顶向下地建立构造模型的拓扑网络。
通
过采用实际工区的构造模型数据进行仿真,验证了方法的有效性。
3、实现了构造模型语义网络的可视化。
拓扑的表征模型实现了构造模型的逻辑描述,在此基础上,开展了拓扑网络的可视化研究。
其主要目的是通过可视化提高复杂地质构造模型的交互分析能力。
其关键问题是拓扑网络的布局问题,本文采用基于力引导算法的拓扑网络混合布局算法,充分展示了拓扑网络的层次和每个层次内各个实体节点的逻辑关系,取得了较好的可视化效果。
本文利用实际工区的地质数据,从构造拓扑的语义描述系统设计、构造模型语义网络的建立及语义网络的可视化三个方面开展研究,取得了一定的研究成果。