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复杂断裂构造条件下城市地质三维建模方法研究 被引量：5
1
作者 李林 朱立峰 +2 位作者 李政国 李珂 李清 《西北地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期133-139,共7页
三维地质建模技术是城市地质应用中的一个前沿课题。三维模型的准确程度对于工程分析、判断和决策影响极大。常规的三维地质建模方法通过大量简化地质条件来降低建模的复杂度,却无法精确描述断层等复杂而特殊的地质现象。笔者以构造条... 三维地质建模技术是城市地质应用中的一个前沿课题。三维模型的准确程度对于工程分析、判断和决策影响极大。常规的三维地质建模方法通过大量简化地质条件来降低建模的复杂度,却无法精确描述断层等复杂而特殊的地质现象。笔者以构造条件复杂、断裂发育的沉积盆地为研究对象,对复杂断裂构造条件下城市地质三维建模中的关键技术和建模方法进行了探索性研究,形成了一套以地质构造框架为单元,以岩层出露线和岩层产状作为岩层的形态要素,钻孔数据作为层面的控制要素,形成一套由面成体的“构造镶嵌”地质建模的技术方法流程。关中盆地第四纪三维地质建模实例证明,该方法可以有效地提高复杂断裂条件下三维地质建模的效率与准确性,可为地质条件复杂地区的城市地质调查项目提供借鉴。 展开更多
关键词 三维地质建模 城市地质 复杂断裂构造 关中盆地
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三维地质建模及其在城市地下空间规划中的应用 被引量：4
2
作者 何晗晗 周圆心 +6 位作者 何静 韩中鹏 赵怡婷 刘晶 李超 韩子金 肖为 《地球学报》 北大核心 2025年第2期456-470,共15页
城市化进程使得城市建设用地的供需矛盾愈发尖锐,开发利用地下空间成为提高城市韧性、创建低碳城市的关键策略。地下空间的直接载体为地质环境,加之其自身的三维空间属性,使得三维地质建模对地下空间尤其是城市地下空间规划具有重要意... 城市化进程使得城市建设用地的供需矛盾愈发尖锐,开发利用地下空间成为提高城市韧性、创建低碳城市的关键策略。地下空间的直接载体为地质环境,加之其自身的三维空间属性,使得三维地质建模对地下空间尤其是城市地下空间规划具有重要意义。城市地下空间规划并非局限于二维层面,而是涵盖竖向深度与平面范围的三维管控,与三维地质的理念相通。尽管如此,现阶段三维地质建模在城市地下空间规划中的应用尚待明确。本次以北京城区某地为研究区,通过资料搜集、数据分析结合三维地质建模技术,利用1041个钻孔数据和34条标准化地层剖面,创建了研究区浅部三维地质模型。从三维地层结构、关键地质层和集成评价分区三个方面,探讨了三维地质建模在城市地下空间规划中的应用,综合模型与地质适宜性评价成果,从竖向深度和平面范围上为研究区地下空间规划提供了地质支撑,也为后续区域层面的北京城市地下空间规划提供参考。 展开更多
关键词 三维地质建模 城市地下空间规划 地质适宜性评价 三维地层结构 关键地质层
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DBSCAN-SMOTEENN-RF联合算法及在三维地质建模中的应用
3
作者 王桂林 陈晓玲 +1 位作者 岳佳豪 廖明勇 《地理与地理信息科学》 北大核心 2025年第3期19-26,共8页
三维地质模型可以有效表征地下地层分布和地质构造,但受限于工程钻孔数据的稀疏性、不规则性、不平衡性,单一的机器学习方法在地质建模中往往难以达到理想精度。针对工程钻孔数据的特性,该文提出一种基于DBSCAN-SMOTEENN-RF联合算法改... 三维地质模型可以有效表征地下地层分布和地质构造,但受限于工程钻孔数据的稀疏性、不规则性、不平衡性,单一的机器学习方法在地质建模中往往难以达到理想精度。针对工程钻孔数据的特性,该文提出一种基于DBSCAN-SMOTEENN-RF联合算法改进的机器学习三维建模方法。首先根据地质资料调整算法参数以优化数据,进而创建研究区栅格单元地质属性模型,并与单一随机森林(RF)模型进行预测对比,最后进行不同数据处理方法的建模结果分析。实证结果表明,DBSCAN-SMOTEENN-RF联合算法能有效消除数据不平衡现象并提升建模效果,在数据量有限或质量不均的情况下,与单一RF模型在三维地质建模中的精度相比,该算法准确率、召回率、F 1值和精确率分别提高8.38%、11.40%、10.12%、7.37%;在栅格单元地质属性模型的地层分布展示上,DBSCAN-SMOTEENN-RF模型的预测结果更符合勘察的地质情况。 展开更多
关键词 三维地质建模 机器学习 DBSCAN SMOTEENN 随机森林
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三维地质建模技术的最新进展和发展趋势 被引量：4
4
作者 陈麒玉 荀磊 +3 位作者 崔哲思 周瑞鸿 陈大颉 刘刚 《地质科技通报》 北大核心 2025年第3期373-387,共15页
三维地质建模是一种综合运用计算机技术、空间信息理论、科学可视化、数理统计等前沿技术方法,对地质现象及过程进行三维数字化描述、表征和重建的技术。其目的是为地球科学家及地质工作者提供一个集科学研究、辅助设计和决策支持为一... 三维地质建模是一种综合运用计算机技术、空间信息理论、科学可视化、数理统计等前沿技术方法,对地质现象及过程进行三维数字化描述、表征和重建的技术。其目的是为地球科学家及地质工作者提供一个集科学研究、辅助设计和决策支持为一体的可视化平台,以便更加深入地理解和利用隐藏在地质现象和过程背后的本质涵义和规律。基于野外地质数据构建研究区域的三维地质模型已经成为涉及基础地质调查、自然资源勘查开发、地质灾害预测评价等地质研究及调查工作的必备任务。深入探讨了三维地质建模的研究对象、数据源、空间数据模型,以及3个不同视角理解的三维地质建模方法,全面总结了三维地质建模技术的最新进展。提供了三维地质建模技术在矿产预测、地质灾害预警、城市地下空间规划、油气藏储层表征等领域的实践案例。最后结合当前研究现状给出了三维地质建模及相关技术的未来发展趋势。 展开更多
关键词 三维地质建模 空间数据模型 数据驱动与模型驱动 显式建模与隐式建模 地质统计模拟 智能地质建模
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基于三维地质建模和DFN的露天矿边坡稳定性评价 被引量：1
5
作者 陈永吉 鄢廷可 刘聪 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第4期181-191,共11页
针对传统数值模拟方法在处理离散岩体和节理方面的不足,依据利用无人机测绘技术及三维地质建模技术的发展,提出一种基于离散元数值分析的露天矿边坡稳定性评价方法。首先利用无人机测地技术获取数字高程模型和数字正射影像数据,然后运... 针对传统数值模拟方法在处理离散岩体和节理方面的不足,依据利用无人机测绘技术及三维地质建模技术的发展,提出一种基于离散元数值分析的露天矿边坡稳定性评价方法。首先利用无人机测地技术获取数字高程模型和数字正射影像数据,然后运用三维地质建模技术构建矿区概化模型,并结合离散裂隙网络,对结构面发育的坡体进行三维建模,最后采用FLAC^(3D)和3DEC软件对边坡稳定性进行计算。结果表明:(1)对复杂地形采用真三维建模并基于离散裂隙网络进行节理化更符合实际工程;采用无人机及三维地质建模技术可有效评价大范围露天矿区的稳定性。(2)构建内蒙古某露天矿区的概化模型,计算得到矿区开挖后竖向回弹量5~7 cm,边坡水平位移不超过3 cm,矿区边坡稳定;考虑节理的离散元数值分析计算所得稳定性系数为1.504,比传统数值模拟获得的稳定系数2.758显著减小,计算结果更符合实际。 展开更多
关键词 稳定性评价 三维地质建模 数值模拟 FLAC^(3D) 3DEC 离散裂隙网络
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基于Petrel三维地质建模的单元容积法优化及应用--以准噶尔盆地石西油田地热资源评价为例
6
作者 李冲达 管全中 +3 位作者 芦慧 张超 黄荣华 张浩竹 《地球学报》 北大核心 2025年第2期483-492,共10页
单元容积法是地热资源评价的常用方法,通常是在二维平面上刻画参数,将各单元参数计算后累加总量,对于范围过大且不规则的研究区,计算精度降低且计算繁复。因此,本研究基于石西油田丰富的地质资料,利用地温参数模拟成孔隙度,建立Petrel... 单元容积法是地热资源评价的常用方法,通常是在二维平面上刻画参数,将各单元参数计算后累加总量,对于范围过大且不规则的研究区,计算精度降低且计算繁复。因此,本研究基于石西油田丰富的地质资料,利用地温参数模拟成孔隙度,建立Petrel属性模型(即地温场模型)对单元容积法进行优化,实现相关参数三维上的精细刻画,自动得出温差与体积的乘积,直接用于后续计算。优化的单元容积法计算的研究区10 km以浅地热资源量为2521.58×10^(18) J,对比基于COMSOL Multiphysics模型的热储法的计算结果低12.57%,优化的单元容积法突出了热储温度的不均匀性和体积估算的准确性,提高了计算效率和计算精度;基于地温模型分析了现今地温场的分布特征和主控因素,优选出研究区A、B两口井及周边区域为有利区。本研究明确了石西油田地热资源潜力及分布规律,为研究区合理利用地热资源提供科学依据。 展开更多
关键词 准噶尔盆地 石西油田 地热资源 Petrel三维地质建模 单元容积法优化 有利区
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矿山三维地质建模研究进展:原理、方法与应用 被引量：4
7
作者 张村 贾胜 +1 位作者 华埜 宋启 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期222-238,共17页
矿山三维地质建模通过直观呈现地下地质结构,有助于提升矿业开发的精准性和效率,减少风险并优化资源利用。笔者归纳了现有三维地质建模技术的原理和方法,总结了三维地质建模技术在矿业开发领域的应用现状,探讨了当前三维地质建模技术面... 矿山三维地质建模通过直观呈现地下地质结构,有助于提升矿业开发的精准性和效率,减少风险并优化资源利用。笔者归纳了现有三维地质建模技术的原理和方法,总结了三维地质建模技术在矿业开发领域的应用现状,探讨了当前三维地质建模技术面临的挑战与未来的发展趋势。三维地质建模是利用计算机三维图形技术将散布的勘探数据整合为反映地质构造及属性变化的数字化模型。这些模型可分为面模型、体模型和混合模型,同时根据用途和数据来源,又可细分为静态模型(构造模型、地层模型、属性模型)和动态模型。建模过程包括数据获取、处理和模型构建,涉及地质勘探数据、遥感数据和工程数据等多种数据来源,并通过多种插值方法弥补数据不足,国内外已经开发出多种建模软件。在矿山三维地质建模应用方面,三维建模的应用集中于矿产资源开发、采矿工程设计和矿山安全生产,通过建立准确的三维模型,提升对地下结构的认识,实现资源量计算的智能化与动态管理。三维通风模拟与可视化技术能够优化通风方案,节约成本,三维地质建模技术与自动化设备和传感技术结合,可以实现矿区实时监控、精确定位和动态调整。在矿山灾害监测中,三维地质建模技术能够进行矿山灾害的分级评价,并结合数值仿真为矿山灾害的预防和风险规避提供有效支持,保障工作人员的安全。当前三维地质建模技术存在数据处理效率低、自动化程度不足等问题,未来应结合人工智能,推动三维地质建模技术向智能化、自动化方向发展。 展开更多
关键词 矿业开发 三维地质建模 资源预测 开采设计 灾害预警 人工智能
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面向精度优化的SVR-OK三维地质插值建模方法——以深圳市地铁14号线为例
8
作者 李栋 张子溢 +3 位作者 付功云 魏子贤 董凤翔 房倩 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第11期2155-2167,共13页
为精准刻画三维地质体模型内部空间分布特性,深入探究其复杂结构与物质赋存规律,以超前地质信息力学参数可视化解译为目的,提出一种基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法与支持向量回归(support vector regression,SVR... 为精准刻画三维地质体模型内部空间分布特性,深入探究其复杂结构与物质赋存规律,以超前地质信息力学参数可视化解译为目的,提出一种基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法与支持向量回归(support vector regression,SVR)的普通克里金插值法(ordinary Kriging,OK),并使用一种半均匀网格三维地质建模方法。首先,根据钻孔数据,结合岩性描述、深度信息以及取样位置对三维地质建模区域进行地层划分;然后,针对地质层面的钻孔稀疏数据,采用普通克里金插值法实现空间属性的最优无偏估计,同时利用支持向量回归模型对高程残差进行校正,并通过粒子群优化算法实现参数优化;最后,通过三维地质建模算法建立超前地质解译区域内的三维复杂地质体模型。采用该方法可以有效表征地层互层、尖灭等特殊地质现象,满足超前地质信息力学参数解译后内部属性信息三维映射精度的要求。 展开更多
关键词 地铁 三维地质建模 克里金插值 支持向量回归 特殊地质 粒子群优化算法 Blender可视化平台
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基于地层尖灭的城市地下空间三维地质建模方法及应用——以广西北海市为例
9
作者 张永旺 庞世龙 +3 位作者 花卫华 张文 段剑超 宿紫莹 《地质通报》 北大核心 2025年第6期1174-1186,共13页
【研究目的】城市地下空间的开发利用是当前城市建设的重要组成部分,而三维地质模型是评价地下空间开发利用难度的基础工作之一。针对现有三维地质建模方法中地层分区范围不准确的问题,从模型精度的影响因素出发,设计了一种基于影响因... 【研究目的】城市地下空间的开发利用是当前城市建设的重要组成部分,而三维地质模型是评价地下空间开发利用难度的基础工作之一。针对现有三维地质建模方法中地层分区范围不准确的问题,从模型精度的影响因素出发,设计了一种基于影响因素的地层尖灭位置合理计算方法。【研究方法】该方法通过考虑地层厚度、钻孔间距、地层埋深、单孔控制范围等因素,在追踪地层分区时确定尖灭位置,由此构建出精度更高的地层曲面。【研究结果】以广西北海市为研究区,利用该区域的钻孔、剖面等实际地质数据,首先建立了统一的地层层序并生成了地层.分区约束,随后成功构建了北海市精细化的三维地质结构模型。通过钻孔数据回代验证和剖面对比分析对模型质量进行了评价,并与传统建模方法进行了对比。对比分析显示,该方法构建的模型在关键区域的地层形态与实际钻孔揭露情况吻合度更高,地层接触关系处理更为合理。【结论】提出的基于影响因素的地层尖灭位置计算方法,能够有效提高三维地质模型的精度,尤其在处理含复杂地层(如尖灭、不整合接触等)的地质结构时表现出明显优势。与传统建模方法相比,该方法构建的模型与实际地质情况更为吻合,为解决复杂地质条件下的三维地质建模问题提供了一种新的、更可靠的解决思路,对城市地下空间精细化开发利用具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 城市地下空间 三维地质建模 统一地层层序 地层尖灭 地层分区 模型质量评价 城市地质调查工程 广西
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三维地质智能建模研究进展 被引量：2
10
作者 叶舒婉 侯卫生 +3 位作者 杨玠 汪海城 白芸 王永志 《地学前缘》 北大核心 2025年第4期182-198,共17页
高精度的三维地质建模是数字孪生技术快速发展的重要基础,为资源预测、工程规划和灾害防治等领域提供了关键支撑。传统三维地质建模方法多依靠人工交互,难以满足复杂地质环境下对精细结构表达和实时更新的需求。为突破这些局限,近年来... 高精度的三维地质建模是数字孪生技术快速发展的重要基础,为资源预测、工程规划和灾害防治等领域提供了关键支撑。传统三维地质建模方法多依靠人工交互,难以满足复杂地质环境下对精细结构表达和实时更新的需求。为突破这些局限,近年来引入的机器学习与深度学习为地质建模提供了新的智能化解决方案,有效提升了模型的自动化程度和复杂结构的表达能力。本文系统回顾了三维地质建模的发展历程,总结了半智能化、机器学习和深度学习三个发展阶段的技术特征;深入剖析了深度学习与不确定性分析、迁移学习、主成分分析及多点地质统计学等方法的融合方法。同时,针对现有方法在数据稀疏处理、计算复杂性、模型可解释性和实时更新能力方面存在的不足,提出未来的研究趋势与发展方向,包括多模态数据融合、地质知识嵌入、轻量化模型优化、不确定性量化和人工智能大语言模型等。随着智能化建模技术的不断进步,三维地质模型的精度、可靠性和适应性将持续提升,进一步推动地质领域的数字孪生技术应用与工程实践发展。 展开更多
关键词 三维地质建模 数字孪生 深度学习 机器学习
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电力工程三维地质建模及协同设计应用研究进展
11
作者 涂新斌 王彦兵 +2 位作者 陈庆伟 赵磊磊 崔振东 《工程地质学报》 北大核心 2025年第4期1510-1521,共12页
随着国家电网公司在电力工程系统的信息化、智能化水平不断提升,电力工程设计理念逐渐由传统的二维设计转向三维数字化设计。三维地质建模及协同设计技术在电力工程中的应用日趋广泛,对三维建模、可视化技术及各专业协同设计的要求逐渐... 随着国家电网公司在电力工程系统的信息化、智能化水平不断提升,电力工程设计理念逐渐由传统的二维设计转向三维数字化设计。三维地质建模及协同设计技术在电力工程中的应用日趋广泛,对三维建模、可视化技术及各专业协同设计的要求逐渐升高。本文基于文献调研与分析,系统梳理了电力工程三维建模中的数据模型、插值拟合方法、实现过程、软件平台等研究现状,重点梳理了电力工程三维地质建模与可视化技术成果,并探讨了电力岩土工程三维地质建模技术在协同设计中的应用方面的研究进展和发展趋势。针对目前电力工程领域三维地质建模技术研发与应用中存在的问题,结合电力岩土工程特点,提出了相应建议:在今后的研究过程中应关注电力工程的多尺度特征、注重多源数据的获取和应用。同时,应当加强与水文地质模型的结合,应用机器学习与大数据等相关先进技术,提高协同设计应用水平。本文研究成果将有益于推动电力工程行业三维地质建模技术及其协同化设计应用。 展开更多
关键词 电力工程 岩土工程 三维地质建模 可视化 协同设计
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油田三维地质多级建模策略与方法——以渤海湾盆地整装孤岛油田为例 被引量：2
12
作者 束青林 王亚楠 +4 位作者 韩智颖 姚秀田 夏建 陈雨茂 李伟忠 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第5期779-787,794,共10页
三维地质建模应用于油田勘探开发的各个阶段,解决不同的问题时,对建模的规模、精度及要求也不同。分区块地质建模在井位部署、开发调整分析上可以起到一定的指导作用,但是各独立区块模型没有统一的标准,不能实现由小模型到大模型的拼接... 三维地质建模应用于油田勘探开发的各个阶段,解决不同的问题时,对建模的规模、精度及要求也不同。分区块地质建模在井位部署、开发调整分析上可以起到一定的指导作用,但是各独立区块模型没有统一的标准,不能实现由小模型到大模型的拼接,制约了油田的整体勘探开发及规划工作。为了更好发挥地质建模在油田勘探开发全生命周期的精准作用,研究以渤海湾盆地整装孤岛油田为例,提出了油田—区块—储层单砂体构型的多级建模策略。使用具有自主知识产权的Direct、M^(3)地质建模软件,应用地质约束的地质统计学及嵌入式储层构型建模方法,实现了从大到小、整体到局部、笼统到精细。分层级刻画了油田的构造沉积演化特征、储层内部构型及油藏空间展布,建成了中国首例油田级亿万网格节点的三维地质大模型及分级模型,为深化地质认识、油藏开发潜力评价、整体开发调整提高采收率提供了有利的手段。多级三维地质建模技术既为技术人员提供了多学科一体化的交流平台,又为油田勘探开发提供了方向,是油田数字化管理的有力抓手,更是数字化、智能化油田发展的必然趋势。 展开更多
关键词 油田级 区块级 储层构型级 三维地质建模 策略与方法
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塔里木盆地顺北1号断裂带奥陶系碳酸盐岩储层结构表征及三维地质建模 被引量：14
13
作者 陈叔阳 何云峰 +3 位作者 王立鑫 尚浩杰 杨昕睿 尹艳树 《岩性油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期124-135,共12页
综合利用地震、测井、岩心以及动态生产资料,对塔里木盆地顺北1号断裂带断控型碳酸盐岩储集体的内部结构进行了层级划分;基于层级划分,通过地震资料属性提取与转换、深度学习、基于目标示性点过程模拟以及离散裂缝网络模拟(DFN)等方法... 综合利用地震、测井、岩心以及动态生产资料,对塔里木盆地顺北1号断裂带断控型碳酸盐岩储集体的内部结构进行了层级划分;基于层级划分,通过地震资料属性提取与转换、深度学习、基于目标示性点过程模拟以及离散裂缝网络模拟(DFN)等方法建立了三维地质模型,并以模型进行油气储量和油藏数值模拟,将拟合结果与实际生产数据进行对比。研究结果表明:(1)顺北1号断裂带奥陶系断控型储层按层级由大到小分为走滑断裂影响带、断控体、类洞穴、类洞穴内簇充填和裂缝带共5个层级。(2)走滑断裂影响带受应力差异影响具有分段性,可细分为挤压段、拉分段和平移段;断控体在拉分段发育断裂交会型、单支走滑型,在平移段发育双断裂交错型和两断裂交会型,在挤压段发育双断裂扭曲型和双断裂交会型,共有6种平面组合样式;类洞穴在地震剖面上呈串珠状反射特征;类洞穴内部分为栅体与栅间(基岩),其中栅体又可进一步分为簇(角砾带)、簇间(裂缝带),整体表现为栅状结构,簇的物性更好;裂缝带为类洞穴的主要储集空间,在簇内部比簇间更发育,在一间房组比鹰山组更发育,一间房组和鹰山组均以发育高角度裂缝为主,在两者连接处则以发育水平缝为主。(3)地质模型预测的油气储量与地质分析储量误差为1.75%,模型模拟的生产井地层压力及累产液结果与生产动态吻合度较高,拟合误差小于10%。 展开更多
关键词 走滑断裂带 断控体 类洞穴 碳酸盐岩储层 三维地质建模 深度学习 奥陶系 顺北1号断裂带 塔里木盆地
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复杂脉状矿体精细化三维建模方法探讨 被引量：1
14
作者 李宏达 吴志春 +6 位作者 柏瑞 董冲 马粉玲 李华亮 贾飞 李斌 祝一丹 《地质科技通报》 北大核心 2025年第4期379-390,共12页
利用三维建模技术模拟地质体的三维形态,能够有效揭示地质体的空间分布特征。与隐式建模方法相比较,显式建模方法在小尺度的地质结构特征上刻画更加精准,然而对于形态复杂脉状矿体等地质体的大比例尺精细化三维建模,还存在建模速度慢、... 利用三维建模技术模拟地质体的三维形态,能够有效揭示地质体的空间分布特征。与隐式建模方法相比较,显式建模方法在小尺度的地质结构特征上刻画更加精准,然而对于形态复杂脉状矿体等地质体的大比例尺精细化三维建模,还存在建模速度慢、难度大、精度偏低等问题亟待解决。针对部分复杂脉状矿体,综合运用加密约束点、构建矿体劈分线、分段式建模、矿体缝合等技术,系统开展了分枝分岔复合矿体、存在无矿天窗矿体、含夹石矿体、断层切穿矿体4种复杂脉状矿体的显式三维建模方法研究,实现了复杂脉状矿体的高精度快速三维建模,对稀有、贵金属等复杂脉状矿体的精细化三维建模、矿产资源量估算、矿产资源开发利用方案制定等具有重要意义。 展开更多
关键词 三维地质建模 复杂脉状矿体 精细化三维建模 显式建模方法
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山东蒙阴金刚石矿床地质大数据三维建模与成矿预测 被引量：3
15
作者 陈建平 周冠云 +1 位作者 褚志远 赵婕 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期802-820,共19页
大数据时代的到来,需要我们在大数据思维指导下进行三维地质建模工作。笔者以山东蒙阴西峪金刚石矿作为为研究对象,基于大数据发现技术与大数据挖掘技术实现了传统三维地质建模工作和信息技术的深度融合,结合可视化表达等技术方法充分... 大数据时代的到来,需要我们在大数据思维指导下进行三维地质建模工作。笔者以山东蒙阴西峪金刚石矿作为为研究对象,基于大数据发现技术与大数据挖掘技术实现了传统三维地质建模工作和信息技术的深度融合,结合可视化表达等技术方法充分提取了文本数据中西峪金刚石矿的成因模式信息与地球物理勘探标准信息;并在此指导下完成了地球物理信息的解译工作,以期降低地球物理信息多解性对三维地质建模干扰,提高三维地质建模的准确性。最后,结合对成因模式与地球物理勘探标准的深入认识,文章实现了蒙阴金刚石深部含矿性分析,并初步圈定了成矿远景区。 展开更多
关键词 大数据发现 大数据挖掘 三维地质建模 蒙阴西峪金刚石矿
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基于PSO-Kriging算法的三维地质建模技术研究 被引量：2
16
作者 丁自伟 刘江 +2 位作者 王小勇 常毛毛 廖敬龙 《煤炭工程》 北大核心 2024年第10期82-89,共8页
三维地质模型的构建对于理解和预测地下结构至关重要。地质钻孔数据能够反映岩体空间分布和地质构造特征,本研究以小保当一号煤矿11盘区内的23个地质钻孔数据为基础,采用添加虚拟地层的方法解决了地层缺失与地层重复现象,构建共计27层... 三维地质模型的构建对于理解和预测地下结构至关重要。地质钻孔数据能够反映岩体空间分布和地质构造特征,本研究以小保当一号煤矿11盘区内的23个地质钻孔数据为基础,采用添加虚拟地层的方法解决了地层缺失与地层重复现象,构建共计27层地层的三维地质模型以及二维剖面模型。此外,针对传统的克里金方法在处理复杂地质数据参数选择困难的问题,采用粒子群算法对传统克里金插值方法中的块金值(C 0)、偏基台值(C)和变程(a)三个关键参数进行寻优,从而克服普通克里金插值参数选择的主观性和不确定性,采用实际验证法选取了研究区内四个钻孔来对比插值结果,结果表明经过PSO优化的Kriging算法在X3-1、X3-2、K3-4、K3-5四个钻孔的RMSE值分别降低至1.184、1.267、1.606、1.560,相比于Kriging的RMSE平均降低了31%,且PSO-Kriging算法在四个钻孔处对2-2煤层的插值结果与实际值相比较误差分别为1.00 m、0.01 m、0.11 m和0.03 m,比Kriging插值结果更接近实际值,表明了所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 克里金插值 粒子群算法 三维地质建模 地质统计学 空间插值
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基于高精度三维地震反射的水下隧道地质建模 被引量：1
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作者 李凯 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期6-12,共7页
研究目的:工程地质模型的构建主要依赖大量钻孔资料和地质测绘成果,而由点状信息构建的三维地质模型易出现数据分布不均匀、盲区大的特点,水域桥隧工程勘察工作以二维线状勘探为主,严重依赖钻探,存在成本高、周期长、作业风险大等问题,... 研究目的:工程地质模型的构建主要依赖大量钻孔资料和地质测绘成果,而由点状信息构建的三维地质模型易出现数据分布不均匀、盲区大的特点,水域桥隧工程勘察工作以二维线状勘探为主,严重依赖钻探,存在成本高、周期长、作业风险大等问题,难以满足精细化、快速、高效地质建模需求。本文以甬舟铁路金塘海底隧道工程为依托,采用水域三维高精度地震反射波法对宁波端潜山发育区进行探测,充分利用地震反射地层解释、构造分析成果结合钻探数据通过井约束地质建模技术精确构建工区三维构造、属性地质模型,应用三维可视化技术实现工程实体与地质模型的融合分析,把复杂的地质构造与工程实体的空间关系表达出来,精确、立体地分析隧道洞身与地层、构造的接触情况,有效解决水域交通工程地质建模存在制约的问题。研究结论:(1)高精度三维地震反射勘探可以有效查明隧址区水底、第四系地层、下伏基岩(潜山)与不良地质构造(构造、破碎带)空间分布信息,为水域交通工程线状地质勘察提供了一种新思路;(2)三维地震反射勘探可以有效解决水域交通工程地质建模基础数据不充分、空间分布不均匀以及数据盲区问题,通过井约束地质建模技术可以有效提高建模精度,构建完整的水下空间地质模型,精确模拟地层、构造的形态、位置和空间接触关系,获得工区地层、构造和属性地质模型;(3)通过工程结构模型与精细三维地质模型融合分析,可以把复杂的地质构造与工程实体的空间关系通过三维可视化技术准确展示出来,直观分析隧道洞身岩土地质条件,为线路平纵断面设计方案优化、BIM设计、施工运维、风险决策提供可靠的依据和有力保障;(4)本研究结论可为水域工程勘察与地质建模提供参考。 展开更多
关键词 海底隧道 水域三维地震反射 地震解释 三维地质建模 隧道地质模型
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基于维诺图的三维钻孔建模算法
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作者 胡昕洋 王鹏飞 +3 位作者 曾琼 蒋鹏 辛士庆 屠长河 《图学学报》 北大核心 2025年第3期676-685,共10页
由三维地质建模方法得到的地质模型在各类工程领域中扮演着不可或缺的角色。现有的建模方法通常通过空间数据插值来划分地下不同岩性的区域,但此类方法在保持拓扑一致性方面存在挑战,限制了三维模型的可靠性和实用性。为了构造地质区域... 由三维地质建模方法得到的地质模型在各类工程领域中扮演着不可或缺的角色。现有的建模方法通常通过空间数据插值来划分地下不同岩性的区域,但此类方法在保持拓扑一致性方面存在挑战,限制了三维模型的可靠性和实用性。为了构造地质区域中的不连续结构,提出了一种基于维诺图方法自动生成三维地层界面模型的方法。首先将钻井数据离散成一系列散点,建立维诺图并提取出不同岩性区域的分界面,然后通过对分界面上的顶点建立线性系统并求解,来得到分界面的变形结果。此外,引入了空间变形控制算法,使得模型在表现地质层断层、褶皱等复杂构造特征时更为精确,从而提升了三维模型在实际应用中的表现能力。该方法解决了传统建模方法对于复杂地质构造会出现的建模拓扑错误问题,且具有较高的自动化程度和较强的鲁棒性。尤其在面对不规则数据集时,表现出了优异的适应性,极大减少了模型调整所需的人工干预。在实际工程数据上的实验表明,所建立的模型具有较好的地质合理性,并可重建出其他方法难以建模出的非流形结构。 展开更多
关键词 三维地质建模 钻孔 维诺图 网格变形算法 线性系统求解
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基于三维地质建模技术的煤矿隐蔽致灾因素透明化研究 被引量：17
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作者 王嘉伟 王海军 +4 位作者 吴汉宁 吴艳 韩珂 程鑫 董敏涛 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第3期71-81,121,共12页
隐蔽致灾因素是制约煤矿智能开采建设的关键问题,而三维地质建模是实现隐蔽致灾因素透明化的主要技术手段。目前煤矿三维地质建模技术以几何建模为主、属性建模为辅,缺少针对隐蔽致灾因素的灾害属性建模。针对上述问题,以陕北某煤矿作... 隐蔽致灾因素是制约煤矿智能开采建设的关键问题,而三维地质建模是实现隐蔽致灾因素透明化的主要技术手段。目前煤矿三维地质建模技术以几何建模为主、属性建模为辅,缺少针对隐蔽致灾因素的灾害属性建模。针对上述问题,以陕北某煤矿作为研究对象,对煤层厚度、顶底板构造起伏、积水区、浅埋煤层地形地貌等隐蔽致灾因素进行三维地质建模。首先,完成对地质资料、物探、钻探等成果的数字化工作,建立煤矿地质数据库。其次,利用DepthInsight建模软件从全矿井和工作面2个尺度开展建模工作,即以钻孔分层数据作为地层控制点,通过煤层及地表等高线、虚拟钻孔等数据联合控制地层层序,并处理初始层面模型中的穿层异常,构建地层面模型和地质体模型,再运用数字高程模型对工作面进行地表模型构建。然后,采用岩体建模构建采空区、积水区模型并标注温度、气体等信息,利用工作面回采测量数据构建回采实测模型。最后,创建截断网格模型,通过序贯高斯模拟生成含水层渗透率、富水系数模型,实现区内水文隐蔽致灾因素透明化显示。基于三维地质模型,从地层、煤层及工作面、采空区及其积水区、水文属性多角度分析隐蔽致灾因素的分布及影响。研究成果可为煤矿隐蔽致灾因素的精准治理提供靶区,助力煤矿智能开采建设。 展开更多
关键词 煤矿三维地质建模 隐蔽致灾因素 地质透明化 几何建模 属性建模
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三维地质建模技术与方法综述 被引量：23
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作者 郭福钟 郑博文 +4 位作者 祁生文 李航 朱焕春 岳云艳 谢焕忠 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期1143-1153,共11页
三维地质建模是起源于工业领域计算机图形学引用到地学领域形成的三维数字化技术,地质体轮廓不规则性、特性的空间不均匀性、已知数据的稀疏性和认识过程的反复性决定了三维地质建模对图形几何算法和渲染技术的特殊要求,也决定了与其他... 三维地质建模是起源于工业领域计算机图形学引用到地学领域形成的三维数字化技术,地质体轮廓不规则性、特性的空间不均匀性、已知数据的稀疏性和认识过程的反复性决定了三维地质建模对图形几何算法和渲染技术的特殊要求,也决定了与其他领域三维技术如GIS和BIM之间存在的基础性差别。针对我国基础建设领域工程地质三维地质建模技术类型繁多、良莠不齐的现实,本文系统性地阐述了三维地质建模的基础理论与核心技术、建模方法、应用功能实现与展望:(1)三维地质建模以离散数学理论为基础,插值算法是其中最关键的核心技术,文中介绍和对比分析了离散光滑(DSI)和克里金两种插值方法,从原理和应用的角度论证了DSI具有更好的适应性;(2)显式和隐式建模方法是核心技术针对不同场景形成的三维地质建模的通用方法,在工程地质领域分别适合于勘探为主和物探为主的情形,文中结合应用案例阐述了各自的特点;(3)应用功能是显式和隐式建模方法针对不同特点的地质体的应用方式,其中的通用型功能针对地层和构造等所有地学领域都涉及的地质体,定制化功能则针对行业关心的特定地质体(如水电行业的深切河谷岸坡卸荷带)且以提高建模效率为主要目的。本文通过对三维地质建模技术的阶段性总结,为未来发展提供有价值的技术指引,并将为三维工程地质体结构的透明化表征提供重要的技术支撑。 展开更多
关键词 工程地质 三维地质建模 插值算法 显式建模方法 隐式建模方法
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