基于Surpac的矿区三维地质模型的构建

胡惠菱

(成都理工大学 四川 成都 610059)

一、建立矿体的方法

模拟矿体即为实体最直接的应用，Surpac软件提供了许多构建矿体的方法，使得建模的物体在视觉上形成了一种三维状态(Yue Rong Zhang,YongWang,Cheng De Li,2012)。连接实体模型不同的三角构建方法:合并法、剖面线法、以及相连段法等等(田小甫等，2012)。

(一)剖面线法

将个勘探线剖面图的勘探线提取出来，添加到同一一个三维操作空间;然后依据勘探线的走势在同-矿体的相邻勘探线之间建立起三角网，最后通过封闭矿体的两端来形成矿体。

(二)合并法

当创建的矿体为水平或扁平时使用该法。首先分别建立矿体上、下面模型，然后生成上下面的边界线，在上下边界之间构建三角网，最后合并上述三个文件形成矿体的实体。

(三)相连段法

主要在一系列矿体的轮廓线，辅助线之间连三角网，不一定是勘探线或者边界线。这种方法适用于各种复杂的情况，创建出各种复杂实体。

二、基于Surpac实体模型的构建

构建3DM一般可以分为以下四个步骤(池秀文等2009)：(1)提取绘制线串，对线串进行编辑，清理线串的图层；(2)通过连接线串，建立三角网；(3)DTM切割形成实体；(4)定义、编辑实体模型的属性。

在矿山的生产管理之中采场实体模型的构建是至关重要的环节，本文以重庆秀山县老田庄锰矿区采场为研究对象，以实测的CAD图为采场各个分层实体模型的主要原始资料。经过实际操作过程中的总结研究，建立老田庄锰矿区的各个分层实体模型。

(一)数据预处理

由于Surpac软件的数据显示问题，因此需要对收集到的原始地质资料进行预处理，转换成Surpac可识别的数据格式，进行线段的处理。具体步骤为：①采场分层提取剖面线；②格式转换；③线串的重编号；④对提取的线图层进行清理，当图层中含有重复段、重复点、较差点则难以形成正确的DTM文件，因此要分别进行检测删除；⑤分别对图层进行校正(x、y、z坐标分别对应到实际坐标值)，每个剖面取表面的两个钻孔点来进行校正，钻孔点的选取要在靠近剖面线的同时距离最大化。⑥提取单一地层线。

(二)构建DTM

经过数据预处理之后需要对处理好的线串文件进行进一步的编辑，构建实体模型，具体步骤如下：①由当前层创建DTM，由于自动创建DTM往往会存在较多的三角网验证问题，因此可以采取手动建立的方法创建DTM；②构建地质体盒子：其中盒内主要用于切割生成实体的范围，外盒则用于地层的扩展，生成满足内盒切割的全展布地层。构建内框矩形，由于建立的内盒需要将地层线全部框起来，因此需要考虑到地层线的剖面深度，进行线串的运算，调整内框上下线的高度，通过内框线建立三角网；构建出内盒地质体。同样的方法构建外框，外框应大于内框，构建完成之后分别将地层以外框为边界进行延申。③构建地层模型，将延申后的地层面与内盒拉到同一图层依次进行分割，保存切割模块。

(三)构建3DM

3DM的构建主要是对延申面进行切割，在这个过程中会出现内盒地质体不闭合的情况，此时应对三角网进行实体修补，采用实体修补工具，当验证错误为0时则三角网完成，3DM构建成功。

(四)模型的展示与剖切

通过对相应地层年代进行编号与配色，最终建立出秀山县老田庄锰矿区地层模型。

秀山县锰矿区地层模型图(3D视角)

秀山县锰矿区地层模型图剖面图

三、结论

本文分析和研究了如何在Surpac软件中建立秀山县老田庄锰矿区的三维地质模型。详细阐述了重庆市秀山县老田庄锰矿区矿体的三维实体模型构建的主要流程，主要成果如下:

(1)结合重庆市秀山县老田庄锰矿区的具体地质情况，构建了秀山县老田庄锰矿区的地层模型，对各地层分别进行编号和显示，有助于直观的观察各地层的分布情况，同时通过对各地层的不同颜色显示来展现出矿区岩层的走向和倾向等信息;

(2)对实体模型在Surpac的建立过程中遇到的问题列出了详细的解决过程，主要是三角网无效和出现的三角网不闭合等情况;

(3)建立的矿区实体模型可以进行任意轴线和角度的切割，通过切割可以对老田庄锰矿区进行一个剖面图的显示;

(4)模型按照三维地质建模的标准和地质建模的标准通过平面地质图来建立，具有一定的可靠度和精确度，可以对矿山的设计和管理提供一定的辅助。