地质剖面图
地质剖面图范文第1篇
【?P键词】组件式GIS；水文地质剖面图；自动生成
【Keywords】component GIS； hydrogeological profile； automatic generation
【中图分类号】P208 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）05-0141-02
1 引言
地下水是深埋于地下，按水层性质主要可分为孔隙水、裂隙水以及岩溶水，是不能够被人以实力直接观察到的物质，因此需要人类通过水文地质勘查工作来发现并寻找其客观的运用规律及影响其生成、流动的条件等问题，然而在过去的勘察工作中，受勘察条件的限制，在勘察点的布置位置、布置数量都难以满足勘察要求，通常是基于勘察人员的主观经验进行判断，不够准确，因此造成对水文地质条件的认识，形成水文地质勘查信息的盲区，进而对后续地质工作的开展造成影响。
2 水文地质剖面图自动生成的必要性
水文地质剖面图是水文地质工作者对区域水文地质进行正确评价和认知的关键内容，它关系着地下水源的规划设计及相关的建设工程和地下水的生态环境保护工作。它是地下水层结构及地层沉积规律的直观展示。但在传统的水文地质剖面图形成的工作当中主要是基于工作人员手工绘制完成的，这个过程十分烦琐，需要消耗工作人员大量的精力和时间，且手工绘制的剖面图在后续的查找和复看时，难以快速地翻阅并对相关的数值进行对比，这就严重地影响了水文地质勘查工作的工作效率。通过水文地质剖面图的自动生成，可以满足地质工作者自动化办公的需求，提升整体的工作效率，并对勘查工作的质量提升有明显帮助[1]。
3 组件式GIS系统概述
3.1 组件式GIS的基本概念
GIS是地理信息系统的简称，它是一种重要的空间信息系统，通过计算机软件实现对地理信息的数据采集、储存、运算、分析等多种功能，为人们进行地理地质研究提供了重要的数据信息。其随着科学技术的发展已经产生了新的变化。组件式GIS就是GIS经历了多次发展和变革的产物，它代表了GIS的发展方向，为GIS的应用提供了一种全新的开发工具。组件式GIS是一个组件对象的平台，它通过特定的一组通信接口，提供可以跨语言的组件式的GIS，这种组件就是GIS组件，它既可以实现内部组件的交互，也可以实现与同一计算机的其他组件的交互，同时可以进一步进行跨计算机的组件交互。
组件式GIS是解决系统集成的理想方案。组件式GIS的一大标志特点就是组件之间的各司其职，GIS组件只负责GIS的工作，不会交叉性地去做其他组件的工作。这种特点可以方便我们对该组件设定符合需求的特定功能，如数据表现、剖面线的生成等分别做成组件后，和GIS组件结合实现专业系统的分析。GIS组件与计算机其他组件的交互工作是通过计算机可视化语言来建立的框架系统实现的，并在框架下实现有序运转，这包括我们熟知的VB，C++ Builder，PowerBuilder等。GIS组件可以与无数的计算机组件进行协调配合工作，形成一个极其庞大的集成系统，借由GIS的可延展性，我们可以根据实际需要来选取控件，实现对数据信息的可选择性操控，降低了用户开发多个组件系统的经济负担。
3.2 组件式GIS在水文地质剖面图自动生成方面的作用
3.2.1 实现水文地质信息的快速获取和动态应用
传统的手工绘制剖面图的方式是通过对区域性的水文地质条件、地下水的分布情况，并根据地质专家的经验组织完成的绘制，其在准确性方面存在一定的偏差。随着科学技术的发展，人们也逐渐开始使用一些计算机软件来辅助进行水文地质剖面图的绘制，比如Excel、CAD等，但是在操作起来十分不方便，且无法实现对地质数据的重复利用，只能通过人工去一遍遍重复添加，另外，此类型的计算机软件没有图形的空间分析功能，这不仅没有减少工作量，反而使工作进一步烦琐起来。而GIS系统可以对数据实现动态的处理，将可重复利用的信息快速有效地集合到一起，实现对数据的及时响应和实时分析，可以方便勘察人员快速地获取所需的数据和计算结果[2]。
3.2.2 实现水文地质信息的全面可视化研究
组件式GIS可以实现水文地质信息的可视化研究。通过GIS的可视化技术，并结合水文地质剖面图的绘制规则与知识，根据已取得的地质数据，可以准确地将地层的分布、水源的分布进行可视化处理。在剖面图的生成过程中，工作人员可以进行人为的干预，根据实际情况进行相应的调整，通过人机的有效交互，实现水文地质剖面图的低误差绘制。在绘制完成后，还可以进行进一步的修正和补充，以确保获得更为真实有效的结果。另外，操作人员还可以在剖面图中添加一些具有利用价值和参考价值的信息，构成一个信息含量丰富的水文地质剖面图，从而实现对地下水分布、变化规律的全面可视化研究。
4 组件式GIS在水文地质剖面图自动生成上的具体应用
根据不同的地层性质，地下水文的研究可以分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。笔者主要就孔隙水中组件式GIS的水文地质剖面图自动生成进行探讨。
基于组件式GIS的剖面图绘制是在对各种复杂地层包括透镜体、薄夹层、地层尖灭等空间分布规律进行分析的基础上，同时遵循第四系地层的沉积规律完成的全自动或者半自动剖面图生成。在绘制水文地质剖面图的过程中主要应用的是组件式GIS的高程模型。首先形成一个具有可定义结构点的三维数据组，这个数据组可定义的数据包括参与构建剖面的钻孔数、地层的层数及相邻层数的代码，这个三维数据组主要是用于存放每个钻孔、每个地层的高程数据，并且通过一个可与数据库连接的ADO空间来实现有关数据的读取与输入，然后根据每一地层的代码判断相应地层的顶底界高程，进而赋值形成相应的数据组。同时，将每个钻孔的千米网坐标赋值给相应的变量，针对地层不连续现象，通过自动识别地层不连续的类型，调用相应的规则与知识，并利用GIS组件点、线集的绘图功能，完成剖面线的轮廓构建。在此基础上，根据地层界线的实际情况，可以对剖面线进行修改、光滑曲线，利用GIS组件拓扑分析功能对剖面线进行拓扑分析，形成剖面的拓扑多边形，同时完成对剖面的岩性纹理填充，最终形成相应的水文地质剖面图。这种利用高程模型的绘制方式，可以处理不同地形的水文地质剖面图，可以十分方便地绘制出任意方向和长度的地形剖面，是目前十分先进的水文剖面绘制方式[3]。
但在实际的应用中，我们要注意人为因素对剖面图自动生成的干预。实际的地理因素很可能会改变地下水的具体流向和构成，操作人员一定要通过专家的意见与自身的经验与计算机实际的生成结果相结合，尽可能地绘制出符合实际情况的地下水文地质剖面图，形成一种自动与半自动相结合的工作模式。
地质剖面图范文第2篇
[关键词]小断层 剖面解释 构造非均质 地震成像
[中图分类号]F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-127-3
1小断层的定义及刻画难度
在油田勘探后期或开发阶段， 解释和弄清微小断层的分布对落实可采储量、产能建设、油藏管理和油藏挖潜等具有极为重要的意义[ 2]。一般来说， 较大的断层可以通过盆地范围内应力场分析[5，6]， 变形机理分析以及了解工区范围的构造样式， 从地震剖面特征、相干属性体或沿层相干属性得到很好的解释[1，3]。但是受地震资料分辨率的影响， 对于微小断层， 采用前述方法进行解释非常困难，尤其是对于断距
那么在生产实践中，我们该如何定义小断层呢？一般来讲，结合处理过的地震剖面，我们定义小断层时，无非要从两个方面入手：一是无论断层的断距还是断层的延伸长度上，其规模都比较小[4]；二是在常规的地震勘探资料中，利用常规的技术手段和识别标准很难发现其存在[13～15]。因此，可以这样来定义小断层：小断层是指垂直断距小于5m的断层，在3400m/s左右速度的地层中，这样的断层上下盘同相轴落差小于3ms，也就是剖面上的同相轴表现为很小的扭动[7～12]。由此可知，利用常规的方法识别这样的断层相当困难。
2常规方法识别小断层时的常见问题
（1）岩性变化和断层均可以造成同相轴的扭动，剖面A（图1）是5m断层模型的正演剖面，剖面B（图2）是5m岩性模型的正演剖面，剖面C（图3）是3m断层模型正演剖面，剖面D（图4）是3m岩性模型正演剖面，由A、B、C、D可以看出，在断距越小，断层和岩性的变化造成的扭动差异很小，所以刻画小断层难。
（2）处理不当会引起一些小断层假象，给小断层判断带来困难。剖面E和剖面F是同一条剖面两次处理的结果，剖面E是试验区处理的Crossline1700剖面，而剖面F是本次最终处理的同一条线的结果，由这两次结果比较可以看出在断层的下盘940ms处（红色标注处），试验处理时有一个扭动，而本次处理剖面上没有，这可能是处理时，断点绕身收敛得不够造成的结果，对比解释时有可能会认为是小断层，这是小断层的假象。
（3）小断层用常规的相干体技术、边棱检测技术和倾角图技术很难刻画。G剖面是5T36-36—5T36-38连井对比解释剖面，由这两个井的地层对比判断在5T36-38井PⅠ07被断缺5.6m地层，剖面上有微弱的扭动（图6），但利用倾角图及其常规的断层识别技术很难识别出它的存在（图7）。同样H剖面是过5T19-21—5T18-21连井对比解释剖面，葡Ⅰ顶断缺2.6m地层，这是一个名副其实的小断层，在地震剖面上同相轴的错动几乎看不出来（图8），这个断点是东边一条断层延伸到该井点处的结果，但利用边棱检测技术，在平面图上检测不到该断点（图9）。
（4）岩性差异变化会造成剖面的错动变化，容易被误认为是断层的变化。I剖面是5T10-20—5T10-23的连井地震剖面，在5T10-22右侧有连续的扭动，看起来很象断层（图10），但经反演剖面认识，它是剖面岩性在该处发生频繁错动变化所引起，不是断层的结果（图11）。
3构造非均质成像技术刻画小断层
构造非均质成像技术是美国GeoReservoir公司在针对碳酸盐岩裂缝刻画时发展起来的一套技术系列，它是专门利用数据体几何属性来反映地质体纵横向构造非均质性的技术。利用这项技术可以生成多种几何属性体，同时对不同的地质研究目标可以通过不同的几何属性体进行合成，从而突出需要的地质特征，利用这些属性特征比较容易刻画小断层及微裂缝。图12是用构造非均质成像得到的一些属性剖面（试验区）。图中黑色线状特征为断裂及小断层的反映。
方位角+地层倾角+相似性特征剖面，它的特点是在空间上突出地层产状的变化，展示地层的不同倾角与断层的关系。
地层倾角+相似性+最大曲率剖面，这种属性体对突出微构造及小断层最有效，它在刻画小断层时立体感更强。对小断层及微裂缝的刻画能力最强。
地层倾角剖面是利用地层的产状（倾角变化）来反映断层的属性体，断面往往倾角较大，在断层的两侧地层相对断层面而言倾角较小，因此在断面发育带形成一条线状的高倾角带，借此判断断层，如果断面较缓、断距较小时均不能很好的与两侧地层倾角区分开来，这时刻画不出断层特征。
相似性剖面，也即相干体剖面，它是利用地震道波形的相似性变化反映断层，对于断距较大的断层，两边地层变化较大，地震反射特征变化较大，因此在断层处表现出线状不相干的特征，这样可以用来判断断层，当断距较小，波形的变化不明显时，它刻画小断层也困难。
最大曲率是计算每个样点内构造面的几何曲率变化的数据体，相当倾角的二阶导数，因此能更细致地反应微构造及地层的不连续变化，用来反映裂缝及微断裂特征。本次结合试验区，我们做了以上几种属性体的处理，分别用来指导了本区的小断层刻画。
图13是不同时期解释出来的T1-1顶面构造图，由图可以看出，采用构造非均质成像解释后得到的构造图断层多，断面窄，断层刻画非常精细。在图的中间部位断层变化明显，试验区用井资料勾绘的构造图上有两个断点，5T5-29钻遇该断点，解释方向东掉，5T2-28钻遇一个断点，解释为西掉。在2004年的三维解释中只解释了5T5-29处断点，掉向与试验区解释的方向相反。5T2-28处断点未能解释出来。经过本次应用构造非均质成像技术后，发现原试验区认识的断点都存在，但两者掉向一致，均为西掉，这两个断点来自一个断层。这可以从构造非均质成像属性切片上解释出来（图14），由图14可以看出，常规的相干体技术及边棱检测技术不能清晰地反映该断层，而构造非均质成像的属性图上无论是葡萄花顶面的切片上还是在其底部的切片上都非常清晰地呈现一条线性不相似的特征，这两张属性（地层倾角+相似性+最大曲率）切片中，葡Ⅰ组顶面的切片上，5T3-29—5T4-29属性的差异性不明显，而其葡Ⅰ底的相同属性切片显示非常清楚，这是由于该层自下而上逐渐消失，因此下部断距明显，上部不明显。这种变化可以由地震剖面得到证实。图15，是过这条断层不同部位的三条剖面，最北边a剖面过5T2-28井，钻井揭示断距2.6m，中间b剖面没有钻井钻到，由图可以看出，在解释断层的位置上确实上下有轻微的扭动，但比a剖面小，因此断距小于2.6m，c剖面过5T5-29井，钻井揭示断距为5.6m，剖面断距的显示明显比上面两条剖面大，但这三条剖面均反映的是西掉正断层特征，是一条断层的不同部位表现。通过构造非均质成像技术，结合剖面逐条分析可以准确确定断层的空间断面形态及其展布，断层的搭接关系。应用该项技术，可以更精细更准确地刻画小断层、断层甚至裂缝的空间特征（图16）。
4小结
本次应用GeoReservoirTM构造非均质成像技术在试验区共识别断层35条，其中断距>200m的24条，比原来增加13条，新识别断距200m的12条，新识别延伸
由此可见，运用构造非均质成像技术， 在松辽盆地某试验区内识别出了常规地震数据体和相干数据体上难以识别的小断层， 取得了十分理想的应用效果。众所周知， 国内各油气田单位对规模较大的断层已认识得十分清楚，小断层识别已成为精细油藏评价中不可或缺的重要环节。该技术在小断层的识别方面可以发挥重要作用。
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地质剖面图范文第3篇
地球重力场信息在地球构造研究、国土资源调查、矿产勘探以及国民经济等领域中发挥着重大作用．重力的正问题与反问题是解释重力资料的核心研究内容，其中前者主要研究不同形状、产状和场源密度等场源体或地质体所引起的重力异常特征及分布等，其计算过程为正演计算；后者主要根据重力异常的分布来计算地质体或场源体的密度分布，其计算过程为反演计算［1］．目标地质体的重力建模建立了地质体的剩余密度值与地面重力异常值的关系，既可利用重力正演公式计算地质体所引起的重力异常，也可以应用于求解重力反问题．因此，重力建模是重力正反演问题的关键环节，建模方法的优劣则直接影响到重力正反演的计算精度．随着对重磁资料解释的深入研究、重力测量精度的提高及计算机的快速发展，重力正反演研究由过去的二维逐步发展为三维．对于三维连续密度变化的目标体，目前最常用的建模方法是块体方法，即将目标地质体剖分为规则的构造单元如长方体，计算所有单元产生的异常并叠加便得到目标地质体所产生的异常值．楼海等［2］给出了基于矩形网格模型的三维连续密度分布目标地质体的重力解析公式，并在实际应用中得到较好的结果，但当地质形状比较复杂时，其计算结果并不理想，如果加密构造单元，则又会增加计算量及存储空间．盛国平［3］采用水平截面法对非规则几何形状的目标体进行分割，并假设每一个质面层的密度值为常数，给出了较严密的数学解析表达式．张岭等［4］针对截面为任意形状的二度体问题，利用二维Delaunay剖分方法，将截面分割成若干三角形，二度体被分解成若干三棱柱的组合来计算二度体的重力异常值，这种方法表达了二维的连续密度变化，但仅限制于二度体的重力计算问题．对于任意形状和变密度的三度体，现有重力建模方法均存在不足，为此，本文提出基于3DDelaunay剖分算法的重力建模方法．采用3DDelaunay剖分算法将三维目标地质体分解为若干变密度四面体体元，推导基于四面体体元的重力正演公式；比较分析常规块体方法和本文方法应用于重力正演的计算效果，并采用共轭梯度法加密度约束条件对非规则形状变密度的地质体进行反演计算，验证本文重力建模方法的正确性和有效性．
23DDelaunay剖分的重力建模
2．1地质体的3D建模地质体的3D建模步骤为：首先根据地质体的三维坐标信息及物性信息等相关资料将目标地质体离散化为空间离散点；其次，采用合理的建模算法组织空间离散点，比如传统重力建模时采用的块体方法，地学领域2D、2．5D及3DDelaunay剖分方法等；最后将所有体元结构（例如四面体、三棱柱体、六面体和长方体等）组合起来，根据体元顶点属性特征采用颜色或纹理对模型进行可视化．对于规则形状的地质体建模，采用传统块体方法即可对地质体进行快速建模，并真实逼近模型结构及地质体的物性特征，但是对于非规则形状变密度地质体的建模，如褶皱、断层等，传统建模方法则会改变地质体的结构、密度分布和其他物性特征，所以本文引进3DDelaunay剖分方法来逼近真实的地质体．3DDelaunay剖分算法由二维Delaunay三角剖分算法演化而来，1908年G．Voronoi为了限定二维平面离散点的有效作用范围，首先定义了二维平面上的Voronoi图，1934年由B．Delaunay将Voronoi图演化出了更易于分析应用的Delaunay三角网．Voronoi图和Delaunay三角网为目前普遍接受和广泛采用的分析研究区域离散数据的有力工具，已应用到石油勘探、地质、矿业、城市规划和环境监测等领域［5］．Lewis［6］实现了3DDelaunay网生成算法，Chen［7］对边界恢复算法进行改进，陈晓勇［8］、李清泉［9］等研究了四面体格网结构（TEN）模型的生成算法．3DDelaunay剖分算法的剖分结果为四面体体元，四个顶点为空间离散点，包含坐标信息和物性特征．四面体格网数据模型是二维三角形网（TriangulatedIrregularNetwork，TIN）数据结构在三维空间上的扩展，与之相应的数据结构为四面体格网结构（TEN）．TEN模型以3DDelaunay三角剖分为基础，将目标空间用紧密排列但不重叠的非规则四面体的组合来表示．3DDelaunay四面体应具有如下特点［10－11］：①生成的四面体之间无重叠部分；②所形成的四面体组合可以覆盖整个目标体的三维空间；③四面体的外接球不包含空间离散点集中除该四面体四个顶点外的任一点．这些性质保证了组成四面体的三角形近似等边或等角，及四面体体元的组合更逼近真实的目标地质体．为了比较常规块体方法及3DDelaunay剖分算法对重力建模的影响，本文设计了两个目标地质体．目标体Ⅰ为连续密度变化的矩形体，上顶面埋深为1km，范围为10km×10km×1km（长×宽×高），八个角点的剩余密度值依次为100、300、300、500、0、200、200和400kg／m3，如图1a所示；目标体Ⅱ为倾斜台阶组合模型体，八个角点的剩余密度值与目标体Ⅰ相同，具体参数参见图1b．对于目标体Ⅰ的建模，首先将目标体离散化为若干空间点位，再分别采用常规块体剖分方法与四面体剖分方法对这些离散点位建模．在x、y和z方向取分块数为3×3×3，空间点数为4×4×4，对目标体Ⅰ的剖分结果见图2．比较图2和图1a可知：两种方法的建模结果均能准确表达地质体，理论上得到的重力正演计算结果应该相差不大．采用传统块体方法对目标体Ⅱ的建模结果见图3a．当采用3DDelaunay剖分算法对目标体Ⅱ建模时，如果直接利用空间离散点进行3DDelaunay四面体构网，则会出现“跨越”现象，即左右倾斜台阶会出现错位TEN结构，所以本文首先采用2DDelaunay算法建立左右倾斜台阶接触面的TIN数据结构，作为组合模型的特征面，然后进行整体3DDelaunay四面体构网，其建模结果如图3b所示．从图3b可以看出，具有约束的3DDelaunay算法可以避免“跨越”现象，从而得到合理的三维Delaunay模型．比较图3和图1b可知：块体方法的建模结果与真实地质体有一定的差异，而3DDelaunay剖分算法的建模结果能更好地逼近真实地质体，因此理论上两种方法的重力正演计算结果应该存在较大差异；块体方法的建模结果与分块数密切相关，而3DDelaunay剖分算法受分块数的影响较小，随着图3a分块数的增加，块体方法的建模结果将逐渐逼近目标体的形状及密度分布，但计算量也将大幅度增加．
2．2重力计算模型四面体体元为3DDelaunay剖分算法的基本结构单元，非规则形状变密度地质体对地面点产生的重力异常为所有四面体体元产生的重力异常之和．任意一个四面体体元（见图4）对地面点P产生的重力异常为式中，ξ＝x－xP，η＝y－yP，ζ＝z－zP，ρ表示在四面体内任意点Q（x，y，z）的剩余密度，由四个顶点的剩余密度值线性插值得到，满足关系式：ρξ，η，ζ＝λ1＋λ2ξ＋λ3η＋λ4ζ，（2）式中，λ1、λ2、λ3和λ4表示四面体体元四个顶点的剩余密度值．对于任意形状的四面体，利用式（1）计算地面点的重力异常值，不易得到x、y和z三个方向的积分域，因此也不利于重力异常的计算．本文借鉴文献［3］提出的水平截面法，首先将四面体切分为若干个水平面层，计算每一层所产生的重力异常，然后叠加得到一个四面体所引起的重力异常值．与文献［3］的不同之处在于：四面体四个顶点的密度是不同的，其每一个面层也是变密度的．图5为变密度的水平截面被划分为若干个三角形的示意图．如图5所示，P′为地面计算点P在目标地质体的一个面层上的投影，则面层ABC被分为n个三角形，以ΔP′BC为例，计算一个三角形对P点产生的（1）当线段平行于x轴（η＝A0）时，I2与I3的组成项变为I22＝0，I33＝lnξi＋1＋ξ2i＋1＋A2槡0＋Z2ξi＋ξ2i＋A2槡0＋Z2；当线段平行于y轴（ξ＝B0）时，I2与I3的组成项变为I22＝－lnηi＋1＋η2i＋1＋B20槡＋Z2ηi＋η2i＋B20槡＋Z2，I33＝0．（2）P′、B和C三点在一条直线上，即mi＝0，则ΔgP′BC＝0；（3）根据格林公式求解I2与I3时，定义逆时针为正，要求I1、I4与I2、I3一致，即mi＞0或pi＞0时表示顺时针，系数W＝－1，S＝－1．采用公式（6）、（7）、（8）和（9）计算出系数阵［I］后，即可计算一个三角形质面对地面P点产生的重力异常，按逆时针方向计算组成一个截面的n个三角形对P点产生的异常，将其叠加即为水平截面对地面P点产生的重力异常．假设四面体被分为了m层水平截面，vi、vi＋1和vi＋2分别为相应埋深Zi、Zi＋1和Zi＋2的水平截面所产生的重力异常值，则一个四面体对地面P点产生的重力异常为综上所述，最终可建立目标体M个剩余密度值［m］与N个地面重力异常［Δg］的关系式，即
3算例分析
3．1目标体Ⅰ的正演计算分别采用常规块体剖分方法和3DDelaunay剖分方法对目标体Ⅰ建模，并计算了位于目标体Ⅰ正上方范围为10km×10km×3km的空间格网点的重力异常，常规块体方法的正演计算公式可以参见文献［2］，两种方法的计算结果如图6所示．从图6c可以看出：两种方法的计算结果相差较小，最大差值为4．12×10－7m／s2．对目标体Ⅰ设计分块数为2—6时，分别采用常规块体剖分方法和3DDelaunay剖分方法对其建模，正演计算了位于目标体Ⅰ正上方1km处100个格网点的重力异常，其差值的比较结果如表1所示．从表1可以看出：随着分块数的增加，两种方法的计算结果并无明显差异，最大差值在0．04×10－5m／s2以内，均方误差在0．029×10－5m／s2以内．因此，对于规则形状且连续密度变化的目标体，采用常规块体剖分方法和3DDelaunay剖分方法均能获得较好的重力正演结果．
3．2目标体Ⅱ的正演计算分别采用常规块体剖分方法和3DDelaunay剖分方法对目标体Ⅱ建模，计算了与3．1节相同区域的重力异常，计算结果如图7所示．从图7c可以看出：对于非规则形状变密度的目标体Ⅱ，两种方法的计算结果差异较大，其差值在（0．12～9．36）×10－6m／s2范围之内，主要差异体现在双倾斜台阶组合模型体的公共斜平面上，其原因是常规块体方法改变了目标体的几何结构和物性特征，对地质体的建模不够准确．类似于目标体Ⅰ，对目标体Ⅱ设计分块数为2—6，分别采用常规块体方法和3DDelaunay剖分方法对目标体建模并计算其产生的重力异常，两种方法的比较结果见表2．结果表明：随着分块数的增加，常规块体剖分方法对目标体Ⅱ的建模逐渐逼近真实地质体，使得两者计算结果的差值逐渐减小．从表1和表2可以看出：平均值与均方误差量级相当，说明常规块体方法和3DDelaunay剖分方法之间存在明显的系统误差，并且系统误差随着分块数的增加而减小．这主要是目标体的建模误差和式（10）中划分层数m的取值所导致．根据文献［1］和［3］，m的取值应根据研究区域及其地质条件来确定，本文m的取值为1000．
3．3目标体Ⅱ的反演计算3DDelaunay剖分算法不仅可以应用于地质体的重力正演计算，也可以应用于地质体的三维物性反演．针对地球物理的反演问题，Buckus和Gilbert［12－13］最早对连续线性问题做了深入研究；Li和Oldenburg［14－15］引入深度加权函数，克服了三维反演结果的“趋附”现象；Braile等［16］将光滑度引入到正则化反演；在重磁反演求解大型线性方程组时，为了不降低计算效率及消耗过多计算机资源，Pilkington［17－18］采用共轭梯度法进行三维反演．本文基于3DDelaunay剖分算法，采用共轭梯度法［19－23］加密度约束条件对目标体Ⅱ进行三维物性反演．地质体剩余密度值与地面重力异常值之间的线性关系式（11）往往是欠定的，不易得到真实物性反演结果，为此本文增加了密度约束条件m．定义目标函数的表达式为这里d为观测值，m为实例模型结点剩余密度值，G为该线性方程组的系数阵，d、m与G分别对应于式（11）的Δg、m与I′，ma和mb分别表示密度约束的下界和上界，在本算例的数值分别为100kg／m3500kg／m3．采用最小二乘法求解式（13）时，其矩阵求逆时间较长，而且有可能出现病态方程，因此本文利用共轭梯度法求解．假定该区域的地质条件已知，背景密度为0kg／m3，以3．2节基于本文方法正演计算的重力异常作为地面观测值，总共86个地面重力异常值，其等值线图见图8a；采用86个地面重力异常值反演目标体Ⅱ的128个剩余密度值，其反演结果见图8d；利用密度反演结果计算得到的重力异常见图8b；图8c为图8a和图8b的重力异常之差，用于评价三维密度反演效果．图8d的结果表明，采用共轭梯度法加密度约束条件得到的反演结果非常接近于真实目标地质体Ⅱ的密度分布；从图8c可以看出：利用反演密度值计算的重力异常（见图8b）与模拟重力异常（见图8a相差很小，其量级为10－13m／s2．以上结果初步验证了本文的重力建模方法和三维密度反演方法的正确性和有效性．
地质剖面图范文第4篇
关键词：理正勘察软件; 程序化;工作效率; 成果准确性
Abstract: the engineering geological mapping from drilling to finishing in the industry, until the report released results, is a continuous process. Now exploration industry technical personnel levels not neat, engineering time limit for tight, formed the work link between, the working efficiency is low, the results the decline in the quality, increase the project investment. Geological survey is the foundation, and the geological data is the basis of survey results. Skilled and sequencing of application software is Daniel survey, do well in the industry field management, distribution and professional software applications between link cohesion and cooperate, save time, so as to improve the work efficiency and the engineering investigation of the accuracy of the investigation achievements.
Keywords: Richard is survey software; Programming; Work efficiency; Results accuracy
中图分类号：TP311.5文献标识码：A 文章编号：
近几年，基建项目增多，建设速度的加快，给设计各个部门都带来了不小的压力。工程地质勘察作为基础工作也是如此。普遍工作方式都是工程地质钻孔平面图制作、放孔、原始资料录入、成图、统计、成果文件，不论在工作环节上还是人员上，某些环节相对脱节，工作的先后程序相对混乱。技术人员没有充分利用软件的自有功能，不但因为简单的问题浪费大量的时间而且增大了技术人员工作量。如果对于一个独立工程，钻孔数量成百上千，地质条件复杂多变，这种工作方式显得非常吃力。本人通过工作实践，总结出一套连续且高效的工作方法，借助理正勘察软件8.1版为例，论述如何提高工勘技术人员的内业工作效率。
一、 采集钻孔信息
工作中由于钻孔数量多，钻孔位置坐标的手工输入更加繁琐，且容易输入出错。利用理正工程地质勘察软件本身功能，可以大大提高工作效率。
建设单位或设计单位提供拟建建筑物平面图后，按照相关规范或勘察作业指导书要求，利用理正勘察8.1版CAD在电子建筑物平面图标注钻孔（类型、编号、深度等）位置，供外业放孔使用。
首先，设置建筑物平面图CAD单位，最好以m为单位，便于后边工程地质剖面生成后显示单位为米。新建理正项目，数检通过。进入理正CAD，打开电子建筑物平面布置图。操作理正平面图——底图初始化——布置勘探点——点击钻孔位置，输入钻孔编号、类型、设计深度。（如图）将所有钻孔标注在建筑物平面图后保存（d\\lizheng\\output\\项目编号\\pmt）。平面图数据入库，在理正CAD命令中输入 Z，回车。进入理正勘探点数据表，刷新，表中将自动生成钻孔相关信息（钻孔编号、钻孔类型、钻孔坐标、深度、地下水位）。将之转化为EXCEL格式后，钻孔坐标可供野外放孔使用。
标注剖线：在理正CAD平面图中，操作平面---布置剖线---选择某一剖线上钻孔---输入剖线编号，CAD中自动标注剖线。平面图数据入库，在理正CAD命令中输入P，回车。刷新，剖面表中将自动生成剖线相关信息（剖线编号、剖线上钻孔）。
钻孔信息的自动化采集大大地节省了手动输入时间，减小了手动输入错误几率，提高了技术人员的工作效率。需要注意的是：不对钻孔平面布置图进行最终的局部调整和完善，不能随意进行“explode”命令操作。
二、 草剖面绘制
现在项目要求工期紧，没有经验的技术人员在“工期”压迫下为了完成任务，现场完成一个钻孔原始记录，他就赶紧录入。场地大，钻孔多，钻机工作顺序相对分散，地质单元划分不能形成一个粗略的概念，为今后的地质报告编制工作带来不利。
要做到“运筹帷幄，以静制动”，就是参与现场钻探过程粗略了解地层结构类型，不急于输钻孔记录，而是根据钻孔相近原则绘制草剖面。草剖面的绘制在钻探过程中进行，根据部分钻探结果不断了解地层结构特点，以同比例在同一张纸上绘出同一栋楼钻孔剖面图，并在旁边标注：岩性、厚度、状态、颜色、包含物。随着外业钻探结束和室内试验结果的出炉，对地层进行信息修正和完善。根据地层结构特征的日益明朗，在草剖面上勾勒出拟定主亚层号。主亚层的定名原则遵循“沉积韵律”“上细下粗”原则。临近外业结束，开始进行原始记录的软件录入工作，此时，带有拟定主亚层编号的录入。需要注意的问题是：草剖面绘制一定采用铅笔进行，方便中间过程的修改，保持断面的整洁、清晰度。
三、 地质信息录入
地质信息的录入包括钻孔数据的录入和室内土工试验数据的录入。对于常规钻孔地质信息录入包括三方面：基本数据、原位测试、室内试验。根据草剖面的拟定地层划分，输入主亚层编号和状态及特征描述。特征描述内容是最重要的信息，要求简洁明了，杜绝繁琐。完善统一描述内容，尤其包含物、状态的描述对于工程地质来说尤为重要，可以为设计地质参数、施工机械及工艺选择提供重要信息。室内土工试验数据有的试验室未能转化和理正接口数据，采用EXCEL格式提供。工程师在试验技术要求中注明，试验室提供的土工试验成果电子表格数据不含函数。经过调整理正勘察软件试验项目和电子表格试验项目统一对应，应用理正勘察软件的“追加粘贴”功能对试验数据进行导入。大大提高数据录入的效率和准确度。
四、 数理统计
物理力学指标数理统计是一个不断调整剖面和数据重新统计交互过程。试验指标数理统计在满足样本大于6个的基础上，结合实际情况，进行不断的统计调整层号和不合格数据的剔除。
在工程地质勘察统计工作中，不单单是将最高或者最低指标数据机械剔除，还应在剖面结构基础上分析地质成因、取样代表性，综合分析，对钻孔原始记录不断分析和研读，从中获取信息，配合统计工作。例如：某高层项目1-1剖面上⑤层多数钻孔为粉土，只有中间某一钻孔该层土样数据显示为粉质粘土。按照理论应该将该地层从此断开，另为一层或者亚层，但是，这种可能性很小。那么我们就要分析该土样的Ip值和原始记录的现场描述，尽量使统计符合自然地层，经翻阅地质原始描述，最终将Ip=10.8的粉质粘土层定为是粉土⑤层，地层符合自然规律，且地质统计参数没有超出范围。
根据地质成因、地质年代、纵横剖面的综合分析某项“特殊数据指标”，在符合自然规律的前提下，试着将其层号进行调整，成为上层或下层。最终定为统计结果最符合要求的那层。
五、 文字说明
文字说明是整个项目工程地质勘察报告的灵魂，它是基于前几项工作的统计、描述，而对整个项目场地的地质信息进行计算和综述，为地基处理、基础及结构设计提供较为可靠的地质参数。
六、 小结
地质剖面图范文第5篇
一、实习目的与任务
1、实习目的：
通过野外实习，使我们巩固，充实《资源环境地学基础》或《普通地质学》、《构造地质学》、《矿物岩石学》、《古生物地层学》、《测量学》、《水文地质学》等基础地质学的理论教学内容，加深对课程相关内容的理解，学会典型地质现象的观察、描述、综合分析的基本方法;培养学生独立思考、综合分析和解决问题的基本技能，以及团结互助、吃苦耐劳的精神。
2、实习任务：
(1)通过巢北凤凰山地区自然露头和人工揭露的地质点进行系统的观测，收集各种地表地质信息等有关资料，研究地表地质规律，包括地层划分和层序、岩性组合及岩相特征、地质构造及构造变动、岩浆活动以及有用矿产的赋存规律等。
(2)绘制相应的地质图件，如综合地层柱状图、地质剖面图、地形地质图、构造纲要图等。
(3)编写文字报告。对测区内的地层层序的沉积环境的变迁、古生物的演化、构造形态组合及变动历史作综合分析研究。
二、实习要求
1.掌握实习区内地层层序、岩性岩相、厚度、标志层、接触关系以及地质体的变化规律，对测区内的地层层序的沉积环境变迁、古生物演化、构造形态组合及变动历史作综合分析和研究。
2.掌握实习区内各类岩石、古生物化石的野外观察、鉴定、描述和命名方法。
3.掌握各种野外地质现象(如地层接触关系、褶皱构造、断裂构造、典型沉积特征、各种地质作用现象等)观察、描述、记录和分析的方法。
4.掌握实测地质剖面和野外地质填图的步骤、方法和要求。
5.掌握编制地形地质图、地质剖面图、综合地层柱状图等主要地质图件的方法、格式和要求。
6.学会在地质观察、编图基础上进行综合分析，掌握地质报告编写的要求和方法。
三、工作方法
每个阶段进行之前，都要上课对本阶段的要求以及方法进行介绍。
第一阶段：由老师带队进行踏勘，分别到麒麟山东南麓以及麒麟山和凤凰山交汇处、7410工厂及甘露寺一线、马家山、平顶山、姚家山、和177高地等地，共计5天。
第二阶段：分组进行实测地层剖面(包括绘制地层剖面图、编写地层剖面说明书)，共计5天。
第三阶段：地质测量填图，共计5天。
四、成果
(1)、区域地质调查报告1份;
(2)、实测地层剖面图3张;
(4)、1：10000地形地质图1张;
(5)、1：10000构造纲要图1张;
(6)、1/2千综合地层柱状图1张;
地质剖面图范文第6篇
关键词：电测深法；电剖面法；电阻率
中图分类号：O348.2
1 电测深法
电剖面法是保持极距固定，沿剖面逐点移动来观测视电阻率的横向变化。而电测深法是在地表某点令测量电极不动，按规定不断加大供电极距，从而研究地表某点下方电性的垂向变化。由于供电极距加大，增大了供电电流在地下的分布范围，实际上相当于加大了勘探深度。因此通过分析电测深视电阻曲线可了解测点下沿垂向地质情况的变化。综合各条测线的测量结果，通过定性和定量解释，便可获得每条测线下方地电断面的结构与分布。对比分析不同测线地电断面的异常变化规律，便可以了解地下地质情况的变化。因此，在电测深法中，正确的工作布置和解释可以获得比电剖面法更为丰富和准确的地质信息。长期以来，不论在地下水资源调查和工程环境勘察等方面，还是在地质填图和矿产普查中，电测深法都得到了广泛的应用，并获得了大量的资料和丰富的地质成果。
2 电测深曲线的类型及其特征
2.1电测深电极装置及结果
在电测深法的实际工作中，我们通常采用对称四极装置。见图1。即供电电极小和测量电极MN均对称于测点布设，每改变一次供电极距，便可按下式计算该极距的视电阻率，即：ρs=K・ΔUMN/IK=π・AM・AN/MN 式中 K为电极装置系数。这样，每一测点的测量
结果便可绘出一条电测深曲线。考虑到电测深的极距变化范围较大的特点，通常我们将该曲线绘在模数为6.25cm 的双对数坐标纸上，纵坐标表示视电阻率ρs，横坐标表示极距AB/2 如图1。显然，该曲线反映了某一测点不同深度电性的变化情况。
在电法勘探中，我们通常把按电性不同所划分的地质断面称为地电断面。一般在研究和分析电测深曲线类型及其变化规律的基础上，结合地质资料便可初步了解地电断面的结构及其分布状况。一般认为电测深法有利于解决具有电性差异、但产状近于水平的地质问题。但从大量实践结果来看，对于许多非水平产状的地质问题如断层、溶洞等，进行电测深工作后，也都在不同程度上获得了一定的地质效果。和电剖面法一样，电测深法也可以根据地质任务和施工条件的不同而采用不同的电极装置类型，不同的电极装置具有不同的勘探能力。在水文工程及环境地质调查中，除广泛采用对称四极测深外，还经常采用三极测深、环形测深及五极纵轴测深等。
2.2 地电断面及曲线类型
电测深曲线类型取决于地电断面中电性层的数目及其分布，此处，我们只讨论水平层状地电断面及其所构成的电测深曲线类型1）二层曲线。二层结构的地电断面是指：第一层的厚度h1，电阻率ρ1；第二层的电阻率ρ2，其厚度较大，以致可以视为无限大。显然，二层地电断面按其电性关系可以分成两种曲线类型：一种是μ12=ρ2/ρ1>1 的情况，我们称为 G 型曲线；另一种是 μ12=ρ2/ρ1
线类型。H 型：ρ1>ρ2
3 电测深的资料解释
3.1 电阻率参数。测区电性参数的研究是电测深资料解释的基础，应贯穿于电测深工作的始终，准确而客观的参数资料会给测深资料的解释带来很大方便。电参数测定既可在野外岩石露头上进行小极距的原位测试，也可在空内进行标本测定。当测区内有已知钻孔资料时，最好进行孔旁测深。由于电阻率的真实性直接影响着电测深曲线解释的准确程度，因此，当获得更可靠的电性资料后，一般应对测深曲线进行重复解释。
3.2 电测深资料的定性解释。电测深资料的定性解释是获得测区内地质一地电结构的重要阶段，它可以提供区内电性层的分布、地电断面和地质断面的关系以及测区地质构造的初步概念。电测深曲线的定性解释主要是根据反映测区电性变化的各种定性图件来进行的。1） 电测深曲线类型图。电测深曲线类型图一般是在相应比例尺的平面图或yl面图上标出测点的位置，然后在测点旁用小比例尺绘出该点的电测深曲线或标出该点曲线类型的符号。2）等视电阻率断面图。等视电阻率断面图（ρs 等值线断面图）是电测深定性解释图件中最重要的一种，其绘制方法，首先在相应比例尺的实际地形剖面上标出测点的位置，然后在测点下方按对数比例尺或算术比例尺点出相应的电极距，并在这些电极距旁标上所测电阻率值，最后按一定的电阻率间隔勾绘ρs 等值线。从这种图上可以看出基岩起伏、构造变化以及不同深度电性层沿测线方向的变化。3） 视电阻率剖面图和平面等值线图。电测深法在测区内的每一个测点上都进行了多种极距的视电阻率测量，如果就其中的一条测线来说，我们也可以把上述资料看成是多极距的电剖面法测量结果。因此，根据解释的需要，我们也可以把某些极距的测量结果整理成视电阻率剖面图或平面等值线图。显然，由测深资料所绘制的上述图件应当与相同极距的对称四极剖面法的测量结果相同，或者说它就是复合四极剖面图或平面图。所以，就这一点来说，电测深法较电剖面法提供了更为丰富的关于地层结构的实际资料。
3.3电测深曲线的定量解释
对电测深资料经过上述定性分析之后，关于区内地层结构及其与曲线类型的关系已有了初步了解。在此基础上，如果同时取得了中间层参数Pa 的话，便可开始对测深曲线进行定量解释。定量解释的主要目的是确定区内各电性层的埋深、厚度及共电阻率。显然，对于水平层状地电断面且电性层数目有限的情况，定量解释才可能取得比较满意的结果。在地电结构复杂且曲线受到严重畸变的地区，一般只作定性解释，定量解释的结果只有参考意义。当对各条剖面的电测深曲线进行定量解释后，便可绘出相应的地电断面图，如果对地电断面图中各电性层能够赋予相应的地质内容，那么，便可进而获得推断的地质剖面图。对比分析各条剖面图的变化，便可得到整个工区地层的分布及构造的特征。
4 结束语
电测深的资料解释一般包括定性解释和定量解释两个阶段，定性解释可以给出测区内电性层的分布及其与地质构造的关系；定量解释则可获得电性层的埋深及厚度。二者的正确运用和紧密结合方能作出符合客观实际的地质结论。
地质剖面图范文第7篇
【关键词】煤矿；瓦斯地质图；编制方法
1、瓦斯地质图的编制的内容
瓦斯地质图是综合反映瓦斯赋存分布规律及其地质条件、瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯突出点分布及瓦斯突出预测参数等瓦斯、地质诸因素的基础图件。不同种类、内容、范围的瓦斯地质图件，选用的比例尺、反映问题的深度、广度和精度也有差别。矿区矿井的瓦斯地质图的内容如下。
1.1瓦斯地质综合柱状图
瓦斯地质综合柱状图是在煤系综合柱状图或地层柱状图的基础上，叠加瓦斯内容后编制，反映某一块段、井田或矿区的煤系瓦斯地质状况。
1.2瓦斯地质剖面图
瓦斯地质剖面图是以地质剖面图为基础，叠加瓦斯内容后而编制的。按剖切范围的大小，进行划分。突出点剖面图是反映突出点局部范围的具体特征的图件；矿井、矿区瓦斯地质剖面图是反映沿某一方向剖面线上瓦斯地质特征的图件，此图要尽可能反映剖面线及邻近的瓦斯资料，如突出点位置、突出带范围等，并附以剖面线上瓦斯参数的变化曲线。
1.3瓦斯地质平面图
瓦斯地质平面图的范围一般是一个井田、矿区甚至更大、更小的区域。综合性瓦斯地质平面图如下：
（1）矿井瓦斯地质图。它一般选用矿井可采煤层底板等高线图作为编制底图，比例尺选用1：2000～1：5000。开采多煤层的矿井，要分煤层编制；开采急倾斜煤层的矿井，要以煤层立面投影图为底图。不管平面图还是立面图，都要表示瓦斯、地质等内容。
（2）矿区瓦斯地质图。它通常以矿区主采煤层底板等高线图为底图，比例尺选用1：10000～1：50000。主要内容与矿井瓦斯地质图相似，而范围过大，也有一些不同的要求，如矿区的各个矿井要根据不同瓦斯等级分别进行区划；对基建矿井或待开发的井田，要进行瓦斯等级和突出危险性的预测；如果不同井田变质程度有差别，要根据煤质牌号或高、中、低变质带来圈定范围；适当删减一些地质因素，增大等值线的差值等。矿区和矿井瓦斯地质平面图要配有相应比例尺的瓦斯地质剖面图、瓦斯地质综合柱状图与其配套。
1.4其他有关图件
其他有关图件一般有各种单项分析平面图、剖面图，各种等值线图和相关图等。
1.5瓦斯地质图在防突工作中的作用
（1）利用瓦斯地质图进行区域和工作面突出危险性预测。按瓦斯、地质诸因素分析，加上实测的瓦斯参数，要直接对某一区域或工作面的突出危险性进行预测，确定管理等级。
（2）利用瓦斯地质图进行瓦斯地质综合分析，并对某区域或某一工作面进行突出危险性预测。
（3）瓦斯地质图为制定防突技术措施提供可靠的依据。
2、瓦斯地质图的编制方法
2.1系统整理瓦斯地质历史资料
按所编瓦斯地质图件的种类和各自要求的内容，对有关的瓦斯和地质方面的资料分别进行收集归纳、系统整理和统计分析。
（1）瓦斯资料的整理
大部分生产矿井的瓦斯历史资料、原始记录表格等残缺不全，给编图造成一定的困难。在图上要客观反映瓦斯面貌，就必须进行大量的整理和分析。
一是收集整理编图范围内各钻孔的实测煤层瓦斯含量资料，分别列表登记，并填在平面图上。
二是要系统整理矿井瓦斯涌出资料。收集历史瓦斯鉴定资料、矿井瓦斯日报表和通风月报表，按月平均瓦斯涌出量建立台账，并收集矿井交换图和产量报表配合使用。参照地质填图的方法，把多种瓦斯资料填绘在采掘工程平面图上，矿井中实测的各种瓦斯参数的自然因素影响，还有受采掘工程部位、测定地点等人为因素的影响。在图纸上反映的是因其地质条件改变造成的瓦斯涌出量的变化。所以，在选用瓦斯资料时必须进行筛选，排除人为因素的干扰，逐点进行精细分析再决定取舍，不然会给编图带来麻烦。
三是整理矿井历年的突出资料，如突出点编号、坐标、突出的类型、强度、瓦斯量、孔洞特征、突出点地质特征、突出原因等。要逐点填写卡片并列表登记，按坐标展绘。此外，还必须对瓦斯喷出点、集中涌出点、煤层瓦斯压力等测试资料进行收集整理，并归纳列表。不同瓦斯资料都要在核实后使用。
瓦斯资料的填绘，要坚持从近到远的要求，先填写近几年的资料，再按顺序往前推。对年代久远而遗失和缺少记载的瓦斯资料，要邀请熟悉本地情况的人员座谈回忆，或按照邻近矿区的地质资料进行内差估算，把残缺部分的数据适当作以弥补，为编图提供参考数据。
（2）地质资料的整理
要根据影响瓦斯形成和保存的地质条件和控制煤与瓦斯突出的地质因素进行分项整理。一般有煤系特征，煤层围岩岩性及变化，区域地质构造和井田地质构造，煤层层数、厚度及变化，煤的变质程度、煤岩层产状及其变化，煤质和煤体结构等。基建矿井和设计新矿井以整理勘探资料为主；生产矿井要从整理建井和生产地质资料人手。在列表整理以后还要进行统计分析，将各项地质因素转换成多种地质参数，供编图时使用。各项原始资料整理好后要进行具体审查。充实完备的资料是编图的条件。
2.2进行瓦斯地质的综合分析
瓦斯赋存和突出的地质影响因素较多，要在整理资料的条件下，综合分析是非常重要的内容，也是编图的关键所在。
综合分析应定性分析与瓦斯赋存和突出分布有关的不同地质因素，从这些地质因素中筛选出起主导作用的因素，并在图上予以重点标志。在分析瓦斯与地质之间的关系时应从单项因素入手，逐步联系、按项叠加，使认识水平不断提高、深化。
2.3选择合理的编图方法
瓦斯地质编图通常采用地质编图的基本原理和方法，还必须把瓦斯资料和地质资料有机结合起来。编图步骤是：整理资料、综合分析、展绘第一性资料点、分项勾绘各种等值线、进行瓦斯区划和地质区划，并划分瓦斯地质单元。
在连绘各项瓦斯参数等值线时，应考虑该参数已确认的一些规律，还要注意地质条件变化对它的影响。
3、编制瓦斯地质图要注意的几个问题
3.1瓦斯地质图是一种综合图、系列图
它既不是单纯的瓦斯图，也不是单纯的地质图，也不是二者简单的叠加。必须综合考虑瓦斯、地质各种因素的相互影响和制约关系，把两者有机地结合。瓦斯地质图是一套系列图，除平面图外还要有剖面图和柱状图与它配套。从范围、内容和形式上均要进行系列编制。
3.2瓦斯地质图必须有统一要求
为了方便资料的分析和使用，对图件的种类、主要内容、图例等要有统一的要求。因其地质条件的特殊性，对统一要求的内容不一定按一个格式罗列，要结合各矿区的瓦斯地质特征，突出主体内容。
地质剖面图范文第8篇
关键词：3DMine；三维地质建模；地质信息
中图分类号：O343文献标识码：A 文章编号：
3D modeling study of Xiao Qinling gold mine based on 3DMine
Jiao Xuejun1,2Zhu Jing1,2
(1Henan Engineering Research Center for Information Technology in Geological Prospecting,2Henan General Institute of Surveying and Mapping of Geology,
Henan Zhengzhou 450006 )
Abstract: Based on the domestic mining engineering software 3DMine, establishing XiaoQinLing Mountains ChengCun village gold mine zone 3D model. According to drilling, trenching, tunnels and other exploration data, establishing geological database, using the surface model and solid model of combination built mine rock, ore, tunnel and surface model, realization of the mine ground three-dimensional visualization management.
Keyword: 3DMine; 3D geology modeling; geology information
0引言
传统地质信息的表达方式主要有两种[1]，一种是采用平面图和剖面图来表达，将三维地质环境中的地质现象投影到某一平面（XY平面、XZ平面或YZ平面）上进行表达；另一种是采用透视和轴测投影原理，对三维地质环境中的地质现象进行透视制图，或是将它们投影到两个以上的平面上进行组合表达，以增强三维视觉效果，提高人们对目标体的三维理解。这两种方式都存在着空间信息的损失和失真问题，而且制图过程繁杂，信息更新困难。三维地质建模针对这些存在的缺陷，借助于计算机和科学计算可视化技术，直接从三维空间的角度去理解和表达地质体和地质环境。
三维地质建模[2]，是运用计算机技术，在三维环境中，将空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来，用于地质分析的技术。
本次研究利用的三维地质建模软件是3DMine，3DMine广泛应用于地质、测量、采矿和生产管理等方面，实现了二维和三维界面技术的完美整合[3,4]。本研究借助3DMine实现矿体、岩层、巷道等多种地下地质元素建模，为三维地质信息化提供数据基础。
1 矿区地质概况
本研究的示范矿区位于小秦岭北坡。行政区划上隶属于灵宝市程村乡管辖，有村级公路相连，至灵宝城区41km，有柏油公路相通，灵宝市向西至西安，向东至洛阳，有铁路、公路及高速公路相通，交通便利。（见交通位置图1）。
图1 交通位置图
2 矿山建模技术路线
为了有效的利用与管理地质矿产资料，本次研究提出三维重构方法，本项目的技术路线如下：
（1）确立三维矿山建模方法流程
将国内外三维GIS和三维地质模型的长期研究成果进行归纳、分析和总结，将其从理论上系统化，并根据我省西部矿山特征及矿山勘查管理的需求，本项目决定采取线框模型与3D栅格模型相结合的建模方式构建地层模型、矿体模型及坑道模型，为实现矿山的三维可视化做好技术准备。
（2）选择示范区，对现有成果与资料进行归纳分类，建立矿山资源数据库
选择典型示范区，搜集矿山数据资料，包括钻孔数据、坑道数据、探槽数据、地质地形数据、区域地质数据、地质勘探剖面数据，对这些数据进行分类整理，构建以原始地质资料和勘探成果数据为核心内容的矿山资源数据库，为三维矿山建模做好基础数据准备。
（3）建立三维矿山模型库
选择三维矿山建模软件，采取选定的三维建模方法，对示范矿山进行地表、地层、矿体、坑道的建模，为实现三维矿山可视化建立模型库。
（3）开发三维矿山管理系统
基于三维信息管理平台，建立示范矿山的三维矿山管理系统，实现三维矿山的可视化，并实现矿山三维漫游、三维量测、剖面分析、实体与块体分析等功能。
3 地质数据库的建立
搜集了示范矿区相关资料，包括区域地质图1幅（图2）、地形地质图1幅、勘探线剖面图8幅（图3）、钻孔柱资料14幅、坑道素描图4幅（图4）、探槽素描图21幅（图5），遥感影像图1幅。
图2 区域地质图图3 勘探线剖面图
图4 坑道素描图 图5 探槽素描图
4 三维模型的构建
基于剖面的矿山三维重构是利用剖面上大量的点、线信息表达各个层面，进而来构建三维地质体的建模方法。剖面上的点、线信息属于某特定地层、断层、矿体边界[5]。此方法的建模步骤（图6）总体上分为三部分：剖面信息预处理、空间知识库的建立、矿山三维重构。
图6建模步骤
按照上述工作流程，在已有研究成果的基础上，本项目要进行以下几方面的工作：①对现有剖面到三维空间剖面转换方法进行改进，进行剖面误差评价。②对钻孔、坑道、探槽数据处理入库，并进行误差校正，提取各个地层的顶底板坐标，进行距离幂次网格加密，由三维网格点生成DTM，提取DTM边界。③对剖面与DTM边界进行空间不一致性探测与处理。④三维模型库建立与矿山三维重构。
矿山三维模型构建过程：
基础数据资料整理
选择标准的空间参考，对搜集到的地质数据资料进行坐标变化与属性整合，建立统一于中央经线为111度的3度带高斯-克吕格投影系的地质数据库（图7）。
图7基础数据资料
勘探线剖面生成
选择钻孔的开口、探槽壁等空间位置点，对勘探线平面图进行坐标转化，生成三维立体剖面线，为矿体生成提供数据基础（图8）。
图8 生成勘探线剖面
根据剖面生成矿体模型
图9 根据剖面生成矿体模型
对生成的三维剖面线进行三角片线间与线内连接，生成三维矿体模型（图9 ）。
利用顶底板面连三角网，生成岩层实体
图10 生成岩层实体
利用钻孔数据库提取各岩层顶、底板坐标，并对其进行网格加密，然后生成各岩层顶、底板，提取边线，最后连接生成各个岩层模型实体[6]（图10）。
5 块体模型与品位计算
3DMine软件引入块体模型概念是在空间上，在一定的范围内，确定一定尺寸的空间块体，相对应的块体都有一个质心点，在质心点上可以存储所有属性；同时，引进次级模块的概念，保证矿体边缘的块体尽可能地与矿体界线（曲面）相一致，从而得到准确的报告值。与地质统计学相结合，是应用数学方法对品位分布进行估值，是块体模型的重要特点之一。由于品位分布是在资源中受地质因素控制而明显存在的，从而形成一定约束条件下的品位模型。 在资源储量估算中，利用块体模型可以准确地进行资源量和品级报告。
距离幂次反比法[7]的一般步骤为：
1.以被估单元块中心为圆心、以影响半径R做圆，确定影响范围（三维状态下，圆变为球）；
2.计算落入影响范围内每一样品与被估单元块中心的距离；
3.利用下式计算单元块的品位Xb ：
（公式1）
其中，xi为落入影响范围的第i个样品的品位；di为第i个样品到单元块中心的距离。
本次实验的原始报告中矿体体重为1405.60kg，其中，（332）矿石量13.61×104t，金金属量386.17kg；（333）矿石量31.73×104t，金金属量1019.43kg。
通过矿体模型计算得到金金属量为1600 kg，误差在12%左右（图11）。
图11 矿体品味
6 结论
1）通过研究与示范区实践，掌握了地质元素的建模方法与流程，即采用钻孔数据为主的地质数据，建立以三角片为基础的面状模型与四面体为基础的体模型相结合的方法来体现地质体的外观形状与内在属性信息；
2）通过矿区、岩层、矿体、巷道的三维地质建模，实现了三维地质可视化，并对地质勘探与采矿起到一定的指导作用。
参考文献：
[1] 吴立新,史文中.Christopher Gold.3D GIS与3D GMS中的空间构模技术[J].地理与地理信息科学,2003,19(1):5-11.
[2] 王明华.工程岩体三维地质建模与可视化研究[A].武汉:中国科学院武汉岩土力学研究所,2003.
[3] 孙璐,戴晓江.建立矿山三维模型中3DMine矿业软件的应用[J].中国非金属矿工业导刊,2011,87(1):60-61.
[4] 刘云,盖俊鹏,刘颖.利用3DMine软件建立矿山地质三维模型[J].矿业工程,2009,7(5):58-59.
[5] 陈爱民.基于剖面的矿山三维重构方法研究[D].长沙:中南大学,2008(5),40-43.
[6] 陈爱民,汤仲安,李光强等.基于钻孔数据的矿山三维建模[J].测绘工程,2009(4),18(2):19-21.