三维可视化平台建设在九嶷山地质找矿中的应用

魏元泵，肖 想，龚 飞，刘湘成，陈进京，尹 展

(1.湖南省核工业地质局303大队，湖南 长沙 410119；2.有色金属矿产地质调查中心 北京100012）

传统的平面工作平台空间能力有限，限制了研究人员想像力与创造力，三维可视化具有形象、直观、准确、动态、信息丰富等特点，让参与者能快速地融入其中，挖掘获取更多的信息，具有重要意义[1]。

1 三维可视化平台建设流程

通过 DEM 制作三维影像、三维航空放射数据、三维航磁数据，通过立体展示，放大空间信息，辅助综合研究。三维可视化操作流程见图 1。

图1 三维可视化研究流程图

2 DEM 数据生成与坡度提取

在地形图上由于数字化的等高线不适合用于模拟三维地形以及进行地形分析，因此，必须要把数字化等高线转为格网高程矩阵。

不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)地形模型是以三角形作为构成地形模型的基本单元，它直接利用原始采样点进行地形表面的重建，由连续的相互联结的三角网组成，在地理信息系统中有着广泛的应用。主要操作步骤如下：

步骤 1：三角网(TIN)表面建模。通过Arcgis软件ArcToolbox-＞3DAnalystTools-＞TIN Management-＞Create TIN工具完成。

步骤 2：三角网(TIN)转 DEM。通过Arcgis 软件ArcToolbox-＞3DAnalyst Tools-＞Conversion-＞From TIN-＞TIN to Raster工具完成。

坡度提取：

地面坡度是决定地表物质与能量再分配的关键地形因子，在三维可视化分析中，加入坡度因素，可以量化地形地貌特征，可以分析岩性分布特征，可以总结异常规律等，具有重要作用。

高程表面是一个连续值的表面，我们可以从这个表面提取出坡度、山体阴影等信息。在 ArcToolbox-＞3DAnalyst Tools-＞TIN Surface-＞Slope工具[2-4]。

3 三维场景创建

Arcgis三维场景创建主要有ArcGlobe与ArcScene，ArcGlobe的特点是在建立缓存后，对大范围影像图的实现效果比较好，而小范围的三维分析ArcScene应用更多。

ArcScene 创建三维场景主要原理是栅格（或矢量）数据从 DEM 中获取高程显示：依次添加 DEM、遥感影像、航放图件、航磁图件等；获取 DEM 高程；设置场景属性，为了突出三维效果，一般场景参数设置 2。

同时，三维场景下，通过改变模型旋转漫游的方法能实时实现多视角条件下对地形三维模型的观察；通过交互式变换视点的位置或设定视点运动路线能实现对三维模型的各角度观察。三维效果见图 2。

图2 九嶷山天鹅寨岩体航空放射性信息三维展示图

4 三维可视化分析

通过三维可视化显示，天鹅寨火山岩体地貌特征更为清晰，西边低、东边高，北边低、南边高；新构造活动更为显现，南北向山脊线、河流线，特别是影像中“几”字型凹陷盆地醒目，图3。

图3 九嶷山天鹅寨岩体地貌三维展示图

结合坡度三维显示，西边平坦区坡度范围在0°～15°；中部区域坡度有所增加，范围在5°～25°；东部区域坡度较大，主要集中在 20°～35°。总体上，工作区坡度值较大，显示地形切割深。

结合岩性影像分析，天鹅寨杂岩体坡度大，围岩坡度小；杂岩体边缘相坡度大，影像纹理粗糙；中间相坡度小，影像纹理平滑。

结合航空伽玛能谱总量等值线和航磁△T等值线分布情况，天鹅寨杂岩体值级均明显高于围岩值级，南边高山区值级高于北边凹陷盆地。大坡度区值级高于低坡度区。

5 结语

三维可视化形象、直观、准确地展示了遥感影像信息和集成信息，加深了对天鹅寨火山杂岩体各个层面的整体理解与认识，对在该区开展地质找矿工作起到准确建立成矿模型和找矿模型从而能精准布设勘查工程的作用，起到事半功倍的效果。