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《南京师范大学》 2019年
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知识驱动的三维地质建模方法

王凯亮  
【摘要】:三维地质建模在城市规划、工程建设、油气储藏、数字矿山等诸多领域具有十分重要的研究意义与应用价值。目前,数据驱动的建模方法已有多种,但是该建模方法在实际应用中因过分依赖建模数据而受到诸多限制。为此,本文基于地貌特征,研究了地貌特征约束的基岩面建模方法;基于地层叠置原理,研究了基于叠置原理的三维地层建模方法;根据单斜岩层均向一个方向倾斜且产状基本一致这一几何特征,研究了知识驱动的单斜构造三维建模方法。本文研究的知识驱动的建模方法,在一定程度上降低了对数据的依赖,为数据稀疏的基岩区域建模提供了一种新思路。论文的主要研究结论和成果如下:(1)地貌特征约束的基岩面建模方法。根据现代地貌特征能在一定程度上反映出基岩面埋深情况这一地貌学知识,在划分不同地貌类型单元的基础上,研究了不同地貌类型单元的基岩埋深估算方法,实现了基岩面建模。实验表明,该方法在一定程度上提高了钻孔稀疏区域的基岩面建模精度。(2)基于叠置原理的三维地层建模方法。基于地层叠置原理,建立了基于叠置原理的地层信息计算方法;根据基岩面对地层层面的约束,建立了基于基岩面约束的地层边界处理方法,在此基础上,实现了三维地层模型的构建。实验表明,该方法构建的三维地层模型,比单纯依赖钻孔数据和空间插值方法构建的模型更加精确和完整,模型中地层的范围更接近地层实际范围。(3)知识驱动的单斜构造三维建模方法。基于单斜岩层均向一个方向倾斜且产状基本一致这一几何特征,通过划分单斜岩层层面界线线段,进行岩层产状推演,确定了单斜岩层的边界界线和边界平面,并基于Morphing技术生成了岩层层面插值点,在此基础上,实现了单斜构造三维地质模型的构建。实验表明,该方法能够在单斜岩层几何特征的约束下,基于数字地形地质图构建出较为精确的单斜构造三维地质模型,具有一定的可行性和实用性。(4)知识驱动的三维地质建模成果。根据南京3629个工程地质钻孔和基础地质图等数据,构建了南京基岩面模型;根据南京仙林某区的70个工程钻孔和DEM等数据,构建了该区域约45平方公里的三维地层模型,该模型更为精确和完整,模型中的地层形态更接近真实地层形态;根据南京紫金山数字地形地质图数据,构建了南京紫金山单斜构造三维地质模型,该模型在一定程度上反映出了紫金山的单斜构造情况。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:P628

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