基于剖面的三维地质建模研究

基于剖面的三维地质建模研究 成果主要是在国家自然科学基金项目和陕西省教育厅科研计划专项项目支持下取得的。

三维地质信息系统是地矿工作信息化的核心，也是近年来数学地质和三维地理信息系统领域的一个重要发展方向。其研发对于基础地质研究、资源勘探与开发和岩土工程地质勘察等具有十分重要的意义。

缺乏地质对象之间拓扑关系的表达以及相应的空间查询和空间分析功能是当前三维地质信息系统研究中急需解决的几个关键问题。

该成果提出一个全新的、面向对象的基于剖面的含拓扑的三维数据模型，即“三维体元拓扑数据模型”；提出一个基于单纯复形维度扩展和分离数的4I拓扑关系模型，对地质对象及其间拓扑关系进行了语义描述和形式描述，从数学角度严密的定义了数据模型的构模元素及其所表达的地质对象。

基于新的数据模型进行了三维地质模型构建方法研究，包括拓扑关系自动构建、构模元素的对应问题与连接问题、三维点捕获与交互编辑方法及复杂地质对象的精细化模型构建等关键问题。

进行了三维地质模型动态更新方法研究，包括点数据、线数据、面数据与体数据的增删改及其地质模型的动态更新，特别是体元的消亡、合并和分解等难题。

进行了地质对象的空间查询和空间分析方法研究，实现了图属互查和部分空间分析功能。

提出了利用三维地质模拟与数值模拟的耦合来简化复杂数值前处理的思路，并研究了三维地质模拟和岩石破裂失稳过程分析(KFPA2D)及三维数值模拟(FLAC3D)耦合的具体模式和方法。这种耦合系统不仅使数值模拟的前处理得到简化，而且拓宽了三维地质模拟的应用领域。

自主研发了“基于剖面三维地质模型构建”的实验系统，并以实例验证了含拓扑的三维地质模型的构建技术、空间查询与空间分析以及与三维数值模拟的耦合等功能模块。

该项研究不但丰富了三维地质建模相关理论方法，而且为研制我国自主知识产权的三维地质模拟信息系统提供了理论方法支撑。

2010年获陕西高等学校科学技术奖二等奖。

“基于剖面的三维地质建模研究”成果主要是在国家自然科学基金项目和陕西省教育厅科研计划专项项目支持下取得的。三维地质信息系统是地矿工作信息化的核心，也是近年来数学地质和三维地理信息系统领域的一个重要发展方向，其研发对于基础地质研究、资源勘探与开发和岩土工程地质勘察等具有十分重要的意义。缺乏地质对象之间拓扑关系的表达以及相应的空间查询和空间分析功能是当前三维地质信息系统研究中急需解决的几个关键问题。该成果提出一个全新的、面向对象的基于剖面的含拓扑的三维数据模型，即“三维体元拓扑数据模型”；提出一个基于单纯复形维度扩展和分离数的4I拓扑关系模型，对地质对象及其间拓扑关系进行了语义描述和形式描述，从数学角度严密的定义了数据模型的构模元素及其所表达的地质对象；基于新的数据模型进行了三维地质模型构建方法研究，包括拓扑关系自动构建、构模元素的对应问题与连接问题、三维点捕获与交互编辑方法及复杂地质对象的精细化模型构建等关键问题；进行了三维地质模型动态更新方法研究，包括点数据、线数据、面数据与体数据的增删改及其地质模型的动态更新，特别是体元的消亡、合并和分解等难题；进行了地质对象的空间查询和空间分析方法研究，实现了图属互查和部分空间分析功能；提出了利用三维地质模拟与数值模拟的耦合来简化复杂数值前处理的思路，并研究了三维地质模拟和岩石破裂失稳过程分析(KFPA2D)及三维数值模拟(FLAC3D)耦合的具体模式和方法，这种耦合系统不仅使数值模拟的前处理得到简化，而且拓宽了三维地质模拟的应用领域。自主研发了“基于剖面三维地质模型构建”的实验系统，并以实例验证了含拓扑的三维地质模型的构建技术、空间查询与空间分析以及与三维数值模拟的耦合等功能模块。该项研究不但丰富了三维地质建模相关理论方法，而且为研制我国自主知识产权的三维地质模拟信息系统提供了理论方法支撑。2010年获陕西高等学校科学技术奖二等奖。