三维栅格地质建模及其空间分析方法研究

【摘要】：三维地质建模是当前三维地理信息系统和虚拟矿山技术中的热点研究课题。本文主要研究了三维栅格地质建模方法和基于栅格数据模型的空间分析方法,提出了三维栅格数据模型和基于剖面含拓扑矢量数据模型的集成方法,开发出了基于三维栅格数据模型的地质建模实验系统。 1.根据对地质体特征的分析,概括总结了地质体的概念模型,并对地质数据的分类、数据的获取以及数据的存储方法进行了分析研究,阐述了三维地质建模的关键问题。 2.根据对栅格模型基本原理的分析研究,提出了基于栅格的地质模型生成方法,即以格网层面几何模型或基于剖面含拓扑三维矢量几何模型为约束边界,在其内充填三维栅格模型,并设计出了基于三维栅格模型的数据结构。 3.研究了基于剖面含拓扑矢量三维地质建模的数据模型和数据结构,在此基础上提出了三维栅格模型和基于剖面含拓扑三维矢量数据模型的集成思想和集成方法,并设计出了集成数据模型。 4.研究了基于三维栅格模型的空间分析和空间插值方法,特别探讨了三维栅格建模中应用距离权重法内插地层层面未知栅格数据和应用普通克里金法内插地质体内未知三维栅格空间属性的方法,提出了基于栅格的地层层面曲面面积、投影面积、地质体剖面面积和体积等的计算方法。 5.设计出了三维栅格地质建模实验系统框架结构,并运用 VC++6.0、OpenGL 图形库、Access 数据库等开发语言和工具,开发出了基于单机平台的三维栅格地质建模实验系统,对三维栅格数据模型、数据结构、建模方法以及部分空间分析算法进行了验证。