北京三維地質建模
分類：服務范圍 發(fā)布時間：2024-01-14 瀏覽量：7425
一、內容概述
隨著世界各國對資源需求日益上升以及對地質環(huán)境問題的日益重視，各國研究機構都將提高資源保障能力、緩解環(huán)境壓力的目光逐步轉向了地球深部，這就需要對地下空間有更詳細、更好地了解。正是這種社會需求的不斷增長，以及地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)字制圖、數(shù)據(jù)存儲和分析、可視化技術上顯著的技術進步，直接促使了從傳統(tǒng)的二維向三維地質填圖（也稱為三維地質建模）的過渡成為必然。
三維地質圖是傳統(tǒng)的二維地質圖向三維的延伸。這些地圖可以描繪三維空間內地下層疊地層的深度、厚度和物質性質。輸出的結果是通過地質解譯，以及嚴格應用原始數(shù)據(jù)、地質知識和統(tǒng)計方法而創(chuàng)建的完全屬性化和數(shù)字化的三維模型。
二維和三維輸出結果都采用了相似的地質構造單元分類，并針對特定用途和相關機構的需要，按照一定的比例尺和分辨率加以呈現(xiàn)。三維填圖完成的三維地質模型可以為需要解決地球科學問題的客戶提供信息，因為：①完成的三維地質圖，可以以可理解的格式、用多種地圖視圖解釋和描繪復雜的地質情況；②當有新信息可用時，可以制作和更新各種衍生或解譯圖；③針對地球資源信息的特定需求，根據(jù)客戶需要進行發(fā)布和定制（Berg et al.，2011）。
二、應用范圍及應用實例
目前，美國地質調查局的科學家使用三維/四維工具來進行以下工作：①可視化和解釋地質信息；②驗證數(shù)據(jù)；③驗證他們的解譯和模型。三維地質填圖的例子包括對面向資源評價的地下空間描述，如美國中部的含水層描述，以及作為過程模型的輸入?yún)?shù)，如美國西部的地震。同時，USGS希望通過開發(fā)新的三維/四維工具和框架，以及通過對現(xiàn)有技術的提高和更有效的利用，擴大其三維/四維處理能力來監(jiān)測、解譯和分發(fā)自然資源信息。
加拿大地質調查局已經將三維地質填圖融入了各項工作。然而，地下水研究對于三維地質填圖的需求還沒有從傳統(tǒng)的地質調查上完全轉變過來。盆地分析的概念是加拿大地質調查局開展三維地質填圖的基礎。在此框架下，工作重點放在了數(shù)據(jù)收集和了解盆地的地質歷史。盆地分析在地下水研究項目中已經作為一種常見的三維研究方法。后續(xù)在GIS軟件中的數(shù)據(jù)處理、插值、可視化仍然酌情根據(jù)地理和地質的復雜性、研究目標和需求而定。
英國地質調查局的三維地質模型名為LithoFrame。它代表了地質圖從二維擴展到三維（表1）。LithoFrame概念的核心是不同分辨率的模型彼此對應，形成從一般的全國模型到詳細的現(xiàn)場模型的無縫過渡。
表1 LithoFrame分辨率的主要特點
注：LithoFrame比例尺：1M為1∶100萬；250為1∶25萬；50為1∶5萬；10為1∶1萬。
法國地質調查局的三維建模主要涉及3個領域：公共服務、國際合作項目以及與許多合作伙伴和客戶合作開展的科研活動：
1）公共服務：歐盟、法語 、地區(qū)政府和城鎮(zhèn)機關；
2）國際項目：私營公司和外國政府；
3）研究：實驗室和合作大學。
法國地質調查局的三維建?；顒拥闹饕獞妙I域是地質調查、含水層的保護和管理、城市地質、地震風險評價、土木工程、碳捕獲和存儲研究、地熱潛力、礦產資源開采和采后評價。
國外地質調查機構用于創(chuàng)建三維地質圖和模型最常用的軟件套件包括ArcGIS、Gocad、EarthVision、三維GeoModeller，GSI3 D、Multilayer-GDM和Isatis。這些軟件中，GSI3 D、三維GeoModeller和Multilayer-GDM由地質調查機構自行開發(fā)，并根據(jù)其機構對地質填圖和建模的需求進行定制。許多其他軟件包也用在地質調查機構的部分建模工作流程中，其中包括GIS、統(tǒng)計學分析、地震深度轉換、可視化和屬性建模的軟件。
