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三维地质建模浅谈
来源: | 作者:北京华创汇翔科技有限公司 | 发布时间: 2022-07-11 | 855 次浏览 | 分享到:
近年来,三维地质建模已引起地质、采矿、岩土工程等诸多领域的日益重视
在三维建模技术出现以前,地质研究普遍采用平面图、剖面图及表格等二维地质资料形式来表达地下三维空间信息。相对于传统的二维地质数据表示方法,三维模型能够完整准确地表达复杂地质现象的边界条件及地质体内含的各种地质构造,直观地再现地质单元的空间展布及其相互关系,最大限度地提高地质分析的直观性和准确性

近年来三维地质建模已引起地质、采矿、岩土工程等诸多领域的日益重视,成为工程地质勘察的一种重要技术手段,在对地质资料的解译、地质数据的三维可视化方面显示出了独特的优势。

在三维建模技术出现以前,地质研究普遍采用平面图、剖面图及表格等二维地质资料形式来表达地下三维空间信息。相对于传统的二维地质数据表示方法三维模型能够完整准确地表达复杂地质现象的边界条件及地质体内含的各种地质构造直观地再现地质单元的空间展布及其相互关系最大限度地提高地质分析的直观性和准确性,三维地质建模虽然在勘察设计单位的应用项目越来越多,但是在建模过程中所暴露出来的技术瓶颈、工程应用的价值体现、工程人员对三维地质建模认识的一些误差等问题也随着而来。

归结起来 , 问题主要表现在以下几个方面 :

 

三维地质建模有什么用?

三维地质建模使得地质体的显示具有三维直观的效果,还对地质体具有计算分析功能,它是地学、数学、计算机等多领域相结合的新技术,它以地层、岩性、断层、节理等为研究对象,对这些对象的属性、状态、特征建立统一的三维数字化描述。三维地质建模对地质勘察提供有价值的参考资料,具有显著的经济与社会效益,主要体现在如下几个方面。

1、提高勘察成果的精度

因为在三维地质建模的环境下,从方案的设计到修改,从原始数据的录入到确认,从现场考察到实验判断,从技术人员的判断到专家系统的综合分析,整个过程都实施数字化管理模式,大大提高了地质资料的准确程度,提供了全面的工程地质成果,为进一步应用、分析地质资料提供方便。

2、节约工程勘察周期

三维地质建模的使用,可以把现场生产、实验室实验、数据分析并行交互进行,因此,可以节约数据分析的时间,进而节约工程勘察周期。

3、节省成本

使用三维地质建模实施地质勘探,可以将钻孔的数量进行优化,降低工程成本。此外,三维地质建模系统完成了大量的自动化、智能化、专家化的数据分析工作,可以将高级技术人员从低级繁琐的工作中解放出来,节约人力成本,减少运营成本。

 

地质体三维建模方法 尽管研究人员已经提出了许多的三维地质数据模型,以及相应的建模方法,但多是处于理论研究层面,没有充分考虑实际应用中的客观条件,依然存在前文提及到的种种不足。鉴于此,华创汇翔在综合考察多种建模方法的基础上,结合工程实践,研发了一款实用的工程地质三维建模系统。

华创三维地质系统AglosGeo

系统主要由地质数据的储存管理数据库和获取的地质数据解析还原三维图形端构成。

地质数据库按地层时代、岩(土)、地质构造、水纹地质等地学方式储存勘察数据,工程地质勘察按项目储存地质数据,在工程勘察中随着项目阶段的推进地质勘察数据也随着增加,因此华创三维地质系统AglosGeo可以在数据库中按项目阶段分阶段储存管理和集中管理。

华创三维地质系统AglosGeo图形端对各类勘查数据三维展示分析,利用数据库勘察数据建立覆盖层、夹层、透镜体、岩层、岩脉、断层、溶洞等不规则地质体。使用测绘的海量数据生成三维地面模型(DTM),勘探布置设计包括勘探线路布置、钻孔位置布置、平硐位置布置设计等。利用勘探的钻孔、平硐、出露地质点、历史勘探剖面、CAD地质图形数据、工程师推测的地层分界面点、地层分界面迹线和产状等数据建立地质年代层、岩性层、风化层、断层等地层分界面,创建地下水、卸荷界面。地质模型实时交互修改,在三维空间中、二维剖面或在数据库增、删、改勘查数据快速更新模型。

最终形成完整的三维地质体模型内容包括地质年代层、岩性层、风化、地质构造等所有地质内容。三维地质模型具有相关地质的物理属性和工程所需要的过程属性。在三维模型中可以定位查询属性保存输出,图形端可根据勘探数据和形成的三维地质模型出工程地质剖面图、钻孔柱状图、平切图等工程图纸。

结语

在虚拟的三维地质环境中,地质建模可以更为直观、清晰、准确,更有助于地质师深刻地认识和分析工程区地质体的形成、演变和发展;对于进一步揭示隐伏地质构造的几何形态,判断断层运动规律,弄清地层关系都有启发和帮助。

通过三维地质建模技术对地质环境进行三维模拟,实现地质体重构、模型显示、模型检测、模型分析等地质空间信息处理与应用,能够为地质资源调查与保护管理、地质灾害研究与预警、生态破坏恢复和环境污染防治等工作提供更加高效的反馈与指导建议。