摘要： 在三维地质建模中，通过在建模区域内添加一定数量的虚拟钻孔点，以改善模 型网格生成的质量，它是改善模型精度的重要技术手段。现有对虚拟钻孔确定与实现方法 进行的分析，主要是通过手工添加的方式，人为主观因素影响较大，自动化程度低，耗时、 费力，本文提出了一种基于 GIS 的虚拟钻孔确定及实现方法。以钻孔数据和地质剖面图为 数据源，综合运用 GIS 的数据预处理、空间分析、可视化建模功能，实现了虚拟钻孔的自 动创建，并进行了地质建模对比实验，实验过程和结果表明，该方法具有一定的实用性和 可操作性。91091

毕业论文 关键词： 三维地质建模； GIS；钻孔数据；虚拟钻孔； 空间分析

Abstract：In 3D geological modeling, it is an important technical means to improve the accuracy of the model by adding a certain number of virtual drilling holes in the modeling area to improve the quality of mesh generation。 The existing virtual borehole determination and implementation of methods of analysis, mainly through the manual adding way, subjective factors influence, the low degree of automation, time-consuming and laborious, this paper presents a definition of virtual borehole and implementation method based on GIS。 With drilling data and geological profile as the data source, using GIS data preprocessing, spatial analysis, visualization modeling function, realizes the automatic creation of virtual borehole, and the geological modeling experiment process and experiment results show that this method has certain practicability and maneuverability。

Keywords： 3D modeling; GIS; borehole data; virtual borehole; spatial analysis

目 录

1 前 言 4

2 原理与方法 4

2。1 基本原理 4

2。2 生成 TIN 和三角网 5

2。3 Voronoi 图 6

2。3 叠加分析 6

2。4 具体实现 7

3 数据获取与处理 7

4 虚拟钻孔的实现 9

4。1 2D 虚拟钻孔点的生成 9

4。2 3D 虚拟钻孔线的生成 10

5 建模应用 12

结 论 14

参 考 文 献 15

致 谢 17

1  前 言

近些年来，三维地质建模一直是矿山、地质、测绘和 GIS 等领域研究的热点。三 维地质建模，就是运用现代空间信息理论研究地质体及其环境的信息处理、数据组织、 空间建模及数字表达，并运用科学可视化技术进行真三维再现和可视化交互的科学技 术［1］。与传统二维地质剖面图相比，它能更真实、更直观、更清晰、更有立体感地展 示地下岩层的空间结构和分布情况，在地学研究和工程实践中都具有应用价值。现在 三维建模实践面临诸多问题，其中，如何改进和提高模型质量是建模的关键。目前， 普遍利用钻孔数据直接构建地质模型，网格质量较差，生成的模型表面粗糙，而采用 插值的方法会导致地层分界面交错，模型结果的不确定性增加。目前，在建模中引入 虚拟钻孔，能够弥补传统的建模方法和工作流程的不足，是增加对模型的控制以改进 模型精度的必要手段［2-5］，而且这对实际情况下的地质分析和工程决策等方面都起到 了积极的指导作用。但如何确定虚拟钻孔的位置仍然亟待解决，因此，非常有必要对 其分布规律和布设方案进行深入研究。通过对现有有关虚拟钻孔的文献进行分析，虚拟钻孔通常位于地质构造的边界（如断层）和补充勘探的位置，而已有研究主要通过手工添加虚拟钻孔，自动化程度 较低［6-7］。本文提一种基于 GIS 的虚拟钻孔确定及实现方法，组合 GIS 的空间分析和 可视化建模自动创建和生成虚拟钻孔，不仅为三维地质体建模提供了一种新的技术方 法，而且在数据处理的效率上具有明显的优势，容易满足实际应用的需求。下面对其 原理、方法和具体实现进行详细介绍。