浅谈地矿资源中三维数字地质模型的研究与实现

毕明丽

（长春工程学院 吉林长春 130061）

随着计算机技术、计算机图形学和地理信息系统的快速发展，地质学中的三维数字地质模型的研究也逐渐趋于数字化、可视化及信息化。三维数字地质模型技术是数字矿山中的关键技术之一，是实现数字矿山开采生产的基础所在。文中通过对三维地质模型的简单介绍，提出了一种可视化的地质模型系统。

1 三维数字地质模型的介绍

三维数字地质模型是随着计算机、信息技术的发展及地球空间信息技术发展的基础上逐渐兴起的，它采用计算机技术，在三维空间的环境下，将空间信息管理、地质解释、空间分析和预测、地学统计、图形可视化等工具相结合，并将其应用于地质学研究中的一项技术。利用三维数字地质模型技术不仅可以实现对三维模型作任意的切面、剖面处理；将地层、矿体等三维模型详细的显示处理；可以对矿体进行体积、储量等方面的计算处理；同时该模型的兼容性及可扩展性较好。

2 三维数字地质模型的研究

由图1所示三维数字地质模型的系统结构图可以得出一套三维数字地质模型建立的系统主要包括基本的图形系统平台、数据管理系统及地质模型的建立、显示及查询系统。该系统主要用于处理矿产勘查过程中采集到的地震数据、测井数据，根据分析可到的有用数据信息，生成三维地质模型，得到各类地质图件，进而实现三维数字地质模型的可视化研究。

图1所示的三维数字地质模型系统以客户-服务器的工作方式在局域网中运行。在客户端运行三维地质模型软件，在服务器端运行需后台操作的数据库。该系统采用分层的模块结构，便于进行组织开发、移植及简单的修改。

3 三维数字地质模型系统的实现

基本的图形平台系统是整个三维数字地质模型系统建立的基础。在矿产资源的模型开发建立难度比较大、难以修改等缺点，加大了人机交互操作的工作量，所以基本图形平台系统要具有良好的可扩展性。当图形平台系统需要功能扩展时，只需按照消息处理模块的编写规范，向消息分派模块进行登记记录，而不需要变动其他的程序，进而为系统中其他的功能模块提供图形显示、图形修改方面的功能。同时由于该平台系统实现了与操作系统、硬件模块间的唯一连接，因此图形平台系统要具备可移植性的特点。当系统需要移植时，只需要对信息来源及基本功能这两个模块作修改，确保了整体三维数字地质模型系统的可移植性。同时在对系统的一些信息处理模块进行修改时，也不会引起其他信息模块对系统性能的影响。

在数据管理子系统中，将数据按工区分类进行管理，其主要包括用户输入的原始数据、系统生成的中间数据、最终的图件三类。用户输入的原始数据中包括测井的数据、地震数据以及层位表，是矿井勘探的基础所在。中间数据是在用户输入的原始数据的基础上形成的，主要包括剖面模型数据、断面模型数据、储层层面模型等，根据模型得到所需的图件，同时又可以实施信息查询。最终地质图件包含的种类比较多，不仅有断层断面的结构图，还包括小层面图、地层对比图等图件信息。

地质模型主要包括构架模型和储层模型两种架构。架构模型用于表征断层及地层的三维结构形态，储层模型则用于反映储层中物性参数的分布形态。众所周知，地理模型是一种三维的形貌构架，其表示方法也多种多样，本文采用网格来描述地质模型的构造面，其中采用网格对模型的三维面形态进行描述。

图2所示为玩味网格表示的地质模型，它可以分为两步进行：

1.首先根据断层及边界，确定断层的表示范围，形成平面三角网格；

2.在三角网格的各个节点处插入测井数据、地震数据，获得三维空间的网格地质模型。

图2 三角网格表示的地质模型

4 结语

总之，采用三维数字地质模型探索开矿环境中的三维地质形态，将矿产勘查由难化易，将地质结构、地质的形态通过三维模型描述出来，再现真实的地质环境，提高工作人员的研究效率。三维数字地质模型可视化技术在矿产开采资源勘查、矿山生产管理等中的应用，对提高生产效率及经济效益具有重要的指导意义，同时又是目前地学领域研究的前沿所在。

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