基于Voxler 的矿区三维信息显示方法

杨 超，李红超

（1.河北省地矿局第五地质大队，河北 唐山 063000；2.河北省地质环境监测院，河北 石家庄 050011）

随着对一个矿区调查的不断深入，物探、化探和地质方面的信息不断的积累，对该矿区的认识也应该由量变转化为质变。面对着丰富的信息和庞大的数据，往往会使得原来的一维曲线统计规律更加可信，二维剖面更加精细，但如果没有更有效便捷的手段，则无法将对这数据些认识上升到三维空间。Voxler 可为数据资料的三维可视化成图提供一条便捷的途径。

由于Voxler 操作界面友好、成图快捷、三维可视等优点，正逐渐受到广大学者注意。在金属探矿方面，王家俊和杨炳南[1]在探测矿区深部是否具有铅锌矿体时，利用Voxler 对数据进行三维建模和三维网格化，识别和区分孤立闭合假异常，达到了解不同高程的电性变化规律和异常体的空间展布特征的目的。王增科[2]利用Voxler 针对富家坞铜钼矿床钻探岩性数据进行数字化处理及快速成图分析，并提出了相应的解决方法。此外，Voxler 在其他领域也得到广泛应用，有学者利用其进行三维分析功能，实现了煤矿矿井中瞬变电磁超前探测异常解释三维可视化，提高了超前探测资料的解释精度，为矿井水害治理提供了保证[3，4]。在地质构造探测解释方面，利用Voxler 可将研究区内的数据进行三维插值，利用三维等值面形象的刻画地质体在三维空间上的电性差异，从而提高地质研究的精度[5，6]。

1 软件介绍与实例应用

1.1 Voxler 软件介绍

Voxler，与suffer 同源于Golden Software 公司。其功能强大，界面简单，易于掌握。Voxler 与suffer 对比有与suffer 类似的功能，可以进行二维的插值和剖面及平面的显示，但Voxler 增加了三维的插值功能，以及在3D 基础上的平移变换和运算叠加，对于插值后的三维数据体的显示方式就比二维的更加丰富了也更加直观了。

如图1～4，在处理物、化探数据处理时比较实用。首先三维空间的单点数据（图1）可以直接显示，如钻孔样品的化学元素分析，或者磁异常信息等，可以将每个数据点显示为可以调节大小的色阶颗粒。对单点数据进行插值，就能够获得三维网格数据体，三维网格数据可以进行切片和等值曲面的显示。最后综合显示图则能观察到数据在三维空间的分布特征。

1.2 实例应用

为了正好的验证及显示Voxler 在物、化探数据处理的的使用想过，本文将某地区地面磁法数据和钻孔信息进行了的3D 显示与分析某地区共有30 条90°测量剖面，测区形状为1.7 km×1.45 km。如图5 所示，该地区南部有较好的成矿异常带。

对每条剖面用武汉地质大学的magis 软件做了视磁化强度成像的反演，反演深度为800m，这样就获得了1.7 km×1.45 km×0.8 km 的立方视磁化强度数据体。在Voxler 界面下选择导入数据，文件格式为txt 文本格式即可，分为四列分别为X、Y、Z 坐标和D 视磁化强度值。接着对该数据的处理流程为：平移变换到标准位置—网格化—（生成等值曲面、切片），最后地表磁异常等值线、地形信息、地质剖面图以及测井等信息导入并镶嵌配准到该数据体上，使其更加直观。

如图6 所示视磁化强度进行了等值曲面、和切片显示，左侧为视磁化强度色阶单位为E-3A/m。并附上地表磁异常等值线，右侧为磁异常色阶单位为nT，地表磁异常等值线用线条显示以免造成遮挡。

东部异常区在图5中对应②、③号异常位置已经见矿，由图6可见西部异常区在地下有与东部类似的成矿结构，现对西部异常区设计了钻孔进一步调查，钻孔及地质剖面位置见图7，见矿情况见图8。

图8 中浅色为根据视磁化强度推测矿体，深色为地质人员根据钻孔编录推测矿体。两推测矿体产状差异较大，但位制吻合，ZK1 两侧仅设计钻孔未能施工，根据视磁化强度沿走向形态判断如果矿体为地质人员根据钻孔编录所推测产状，其沿倾向的延伸范围应在较小范围内。

如果仅结合图5 平面剖面图和图8 地质剖面图在二维上分析，解释人员可能获得以下较模糊的结论：该矿体近南北走向，且北部埋深较浅，南部较深，近直立，稍微向西倾，这些在图5平面剖面图上可以看出；该矿体成多条，且产状有变化，并非都呈近直立，底部埋深不超过300m，这些在图8 地质剖面图中可以看出。解释人员将这些结论组织在一起进行矿体的推断，这就要求解释人员对矿体进行空间的想象，兼顾水平方向的特征和垂直方向的特征，而特征较复杂的矿体使常解释人员顾此失彼产生迷惑。三维成像将这些特征集于一体清晰明朗便于解释人员的分析。图9 便将水平的磁测所转化的视磁化强度与测井资料结合在一起。

图9 可以看出：①矿体北部埋深浅向南埋深逐渐增加。②ZK1 打在视磁化强度为6 A/m 等值面泡体西侧，大多数矢量线指向泡体外侧，由此推测下一步重点调查区域应落在该钻孔东侧。③由钻孔的见矿深度可以看出mags 软件在视磁化强度反演中对矿体顶部反应较准确，而矿体底部有向基底拉伸的情况，而这一情况应为反演算法所致应视为普遍的。

2 结论

对三维数据的变换操作和成图渲染构成了Voxler 的3D 信息显示功能，与其他3D 辅助软件相比具有操作简单，流程清楚的特点。Voxler 能有效直观的将矿区内多种信息汇总在一起综合分析，并在多种信息的相互验证方面起到较好的辅助做用。

在对某矿区物探数据进行实例应用过程中发现，将水平信息与垂直信息基于一体便于分析矿体的特征，矿体北浅南深的分布情况十分清晰，钻孔打在矿体主体以西也较为明确。此外，视磁化强度的反演算法明显存在使矿体底部向基底拉伸的效应。