地層三維建模及面模型插值方法對(duì)比研究

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1、第25卷第3期安徽地質(zhì)、，01．25No．32015年9月GeologyofAnhuiSeptember2015文章編號(hào)：1005-5157(2ol5)03-0182—5地層三維建模曩藤模型撬俸方法對(duì)比研究張明明，李曉暉，袁峰，胡訓(xùn)宇，王興會(huì)(合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽合肥230009)摘要：通過面模型進(jìn)行實(shí)體建模是構(gòu)建三維地層模型的有效方法之一，為了更好的選取面模型插值方法，本文對(duì)距離冪次反比方法、克里格插值方法以及離散光滑插值方法進(jìn)行了對(duì)比研究。實(shí)例結(jié)果顯示，離散光滑插值方法既可以保持插值區(qū)面的光滑，又能與原始數(shù)據(jù)最大程度的擬合，較其他兩種插值方法對(duì)于表現(xiàn)局部的非連續(xù)空間

2、特征具有更大優(yōu)勢。同時(shí)本文通過將離散光滑插值方法與地質(zhì)剖面信息相結(jié)合，通過面模型與三維實(shí)體模型之間的空間運(yùn)算來獲得傾入、尖滅等地層之間的空間關(guān)系，并結(jié)合地層的年代信息，建立了一套可以減少人為干預(yù)，提高建模精度和合理性的三維地層建模流程。實(shí)踐證明，該流程能較好應(yīng)用于安徽省鐘姑礦田白象山礦區(qū)的地層三維建模工作。關(guān)鍵詞：三維地層模型；面模型；離散光滑插值法；地質(zhì)剖面中圖分類號(hào)：P628．3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A0引言層模型構(gòu)建方法存在著插值擬合方1．1距離冪次反比插值法地層三維建模是地質(zhì)體三維建法選擇不明確、建模復(fù)雜度高等問距離冪次反比法是根據(jù)離散點(diǎn)模的重要組成部分，已被廣泛應(yīng)用題，嚴(yán)重影響了地層三

3、維建模工作數(shù)據(jù)對(duì)柵格格網(wǎng)進(jìn)行插值的最常見于構(gòu)造分析【l】、巖土工程[2]、力學(xué)的高效進(jìn)行。因此，本文在前人研方法，它根據(jù)周圍若干已知點(diǎn)與待模擬[3，成礦模擬[5】、成礦預(yù)測踟究的基礎(chǔ)上，對(duì)用于構(gòu)建地層面模估點(diǎn)的距離為權(quán)重進(jìn)行滑動(dòng)加權(quán)平等領(lǐng)域。由于地層的復(fù)雜性和多變型的多種插值方法進(jìn)行對(duì)比分析，均估計(jì){Franke，1982≠≠1361}。計(jì)算性，針對(duì)地層三維建模的研究一直并對(duì)基于面模型的地層三維建模方過程較為簡便，其公式如下：是三維地質(zhì)建模的熱點(diǎn)問題之一。法進(jìn)行整合研究，提出更加適用于通過面模型進(jìn)行實(shí)體建模是構(gòu)建三三維地層建模方法和流程，提高了z()=∑z()木(1)維地層模型的有效方

4、法之一[9】，也三維地層建模的速度以及合理性。是GOCAD，SURPAC等三維地質(zhì)1面模型插值方法上式中：z(。)為待估點(diǎn)，軟件地層建模的主要方法。鉆孔分面模型插值是根據(jù)已有地層分)為待估點(diǎn)周圍已知點(diǎn)的數(shù)值。層數(shù)據(jù)是面模型構(gòu)建的原始數(shù)據(jù)，層數(shù)據(jù)的高程以及空間結(jié)構(gòu)等信為各已知點(diǎn)的權(quán)重，權(quán)重可通過但由于鉆孔的分布稀疏和不均勻分息，通過數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行內(nèi)插或外以下公式求得：布，常導(dǎo)致單純采用鉆孔分層數(shù)據(jù)推，獲取更加精細(xì)的地層分界面模進(jìn)行的三維地層建模無法滿足建模型的過程。常用的插值方法包括距：(2)精度和合理性的需要【1“]。對(duì)此，離冪次反比法、克里格插值法以及不同學(xué)者采用了不同的建模方法來離散

5、光滑插值法等。不同的插值方i=0逼近真實(shí)的地層空間結(jié)構(gòu)，包括融法具有不同的數(shù)學(xué)分析過程，能夠式中：為待估點(diǎn)與已知點(diǎn)之合剖面圖知識(shí)[1以及虛擬鉆孔阻等從一致的原始數(shù)據(jù)中挖掘出不同的間的距離，尼為冪指數(shù)。方法；同時(shí)，為了對(duì)面模型進(jìn)行精信息，進(jìn)而得到不同的插值結(jié)果。1．2克里格插值插值法細(xì)化建模，多種數(shù)學(xué)插值方法被應(yīng)各種插值方法具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)克里格插值法同樣基于滑動(dòng)加用于對(duì)分層數(shù)據(jù)的擬合和估計(jì)[】用范圍，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇權(quán)平均方法，但其并不完全以距離“，13]。然而，目前基于面模型的地應(yīng)用。作為計(jì)算權(quán)重的依據(jù)，而是充分度收稿15t期：2015—05—22基金項(xiàng)目：本文得到國家自然科

6、學(xué)基金(41402287安徽省公益性地質(zhì)工作項(xiàng)目(2009—13合肥工業(yè)大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目(xj201323)資助。作者簡介：張明明(1981一)，女，副教授，博士，主要從事三維GIS地學(xué)建模方面的工作。E—mail：mm81_0@126．com。184安徽地質(zhì)l(B)，圖1(C)的離散光滑插分層。部傾入c層，則在提取地層分界線I值方法能夠很好的對(duì)斷層導(dǎo)致的地2．2地質(zhì)剖面圖分層信息提取時(shí)，對(duì)于A層侵人的位置應(yīng)按趨勢層的不連續(xù)特征進(jìn)行擬合，得到的地質(zhì)剖面圖的分層信息提取過連通；對(duì)于只分布于研究區(qū)內(nèi)一小插值結(jié)果更為精確(與已知地層分程應(yīng)盡量保證地層分界線的連續(xù)，部分的D層，由于D層在時(shí)代上

7、晚層的數(shù)據(jù)更加吻合)，同時(shí)更加合以保證對(duì)面模型形態(tài)的控制，進(jìn)于C層，因此在對(duì)D層與C層的分界理。而服務(wù)于步驟4)中的三維空間計(jì)線II進(jìn)行提取時(shí)，則應(yīng)將其延長并2三維地層建模算。對(duì)于斷層以及地層的尖滅、穿向C層的上部稍許拓展。通過構(gòu)建面模型可以得到地層插等位置需進(jìn)行特殊處理，被斷層2．3地層分界面模型插值計(jì)算分界面的三維展布，但由于鉆孔數(shù)錯(cuò)斷的地層分界線，在斷層與地層對(duì)上述從地質(zhì)剖面圖中提取的據(jù)的稀疏性，單純采用鉆孔分層數(shù)的交界處要進(jìn)行精細(xì)控制，