基于浅海相土体结构特征的三维地质建模#谢桂，陈玉华，李朋针，孙艳芳**（中国矿业大学资源与地球科学学院，徐州221116）510152025摘要：受内外界环境的影响，作为地质体一部分的浅海相土体有其特殊的结构特征。为了从整体上表达和再现浅海相土体结构，需对其三维模型的建立进行研究。提出了将克里金插值方法与GOCAD建模软件相结合以及采用GOCAD中的Surface对象代替StructuralModeling功能创建面模型，再基于面模型建立三维地质模型的方法。以某工程为例，建立了该地区的三维地质模型，通过对不同方法建立的实例模型的对比分析，指出该方法所建的模型精度较高，能够比较真实地反映浅海相土体结构特征。关键词：浅海相土体；克里金插值；GOCAD；三维地质建模中图分类号：P628.3；TP3993DGeologicalModelingBasedonStructureCharacteristicsofShallowMarineFaciesSoilXIEGui,CHENYuhua,LIPengzhen,SUNYanfang(SchoolofResourceandEarthSciences,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221116)Abstract:Withtheinfluenceofinternalandexternalenvironment,asapartofthegeologicalbody,shallowmarinefaciessoilhasitsspecialstructurecharacteristics.Toexpressandreproducethestructurecharacteristicsofshallowmarinefaciessoilentirely,thebuildingprocessingofits3Dmodelneedstobestudied.Amethod,combiningKriginginterpolationmethodwithGOCADmodelingsoftware,usingSurfaceobjectinsteadofStructuralModelinginGOCADtocreatesurfacemodelwhichthe3Dgeologicalmodeliscreatedbasedonisputforward.The3Dgeologicalmodelofaprojectproducedbythemethodhasahigheraccuracythanthemodelscreatedbyothermethods,andcantrulyreflectthestructuralfeaturesofshallowmarinefaciessoil.Keywords:shallowmarinefaciessoil;Kriginginterpolation;GOCADsoftware;3Dgeologicalmodeling300引言建立地质三维模型是从整体上揭示地质空间变化规律、解释和分析地质内部结构特征的有效手段。目前，已有很多比较成熟的商业化软件被广泛应用于三维地质建模，如GOCAD、Mieromine、Surpae、Mierolynx、GeoSec3D、Gemcom、GeoDepth等。作为地质、石油、采3540矿、物探等行业的标准三维地学模型软件GOCAD更是受到广大地学者的青睐[1-5]。但GOCAD也有局限性，仅用少数钻孔数据所建的面模型局部会出现棱角突出或过度平滑现象，不能很好的展现地质体真实特征。因此，基于浅海相土体结构特征，将克里金插值与GOCAD的离散平滑内插（DiscreteSmoothInterpolation，简称DSI）方法相结合，应用其Surface对象代替StructuralModeling功能建立某实际工程中的各地层面模型，基于所建面模型建立了三维地质模型。基金项目：国家自然科学基金资助（41202236）；国家科技重大专项资助（2011ZX05039-004，2011ZX05034-05）作者简介：谢桂（1987—），女，在读硕士研究生，应用地理信息系统通信联系人：陈玉华（1978-），男，副教授，数字地质、虚拟现实、软件开发.chenyuhua122@163.com-1-xi(i1,2,...,n)上的，取估计量Z*iii，它是n个数值的线性组合。根据克里金方Z量，则E[ZiZ(x)]0，即差最小的条件极值问题。用拉格朗日乘数法，构造一个新的函数FE-2(1浅海相土体结构特征浅海一般指波基面以下至水深200米的地带，岩性多为淤泥和粉砂等土体结构。浅海相土体的空间分布具有复杂性、模糊性与不确定性等特征，如同一地层在某些地区厚度较大，而在有的地区厚度较小，甚至出现尖灭现象。同一地区纵向上地层的物理、化学、力学性质455055也大不相同。土体不论在纵剖面上还是横剖面上都不稳定，变化较大。除了这些随机性外，浅海相土体空间属性还存在空间相关性的特征，空间位置上越相近的区域具有相似属性值的可能性越大，而距离越远的区域其属性值的相似性可能越小，在一定区域内地层一般是连续分布的，其属性特征在空间上呈随距离和方向渐变的趋势。三维地质模型的建立就是对地质体的结构特征及属性进行模拟，而这种数据模拟是否真实、准确的再现了地下地质岩体的特征，关键在于空间...