基于钻孔数据重构沉积地层系统三维实体模型

摘要

三维实体模型对实际的地质分析与工程设计极为有用,沉积地层系统三维构模的难点主要集中于对缺失地层地质成因的判定以及缺失边界的界定上。由于缺乏完善的缺失地层处理机制,现有的构模技术难以精确重构复杂地层界面的空间几何形态,制约了计算机模拟结果的真实性和实用性。为了重构缺失地层引起的不连续地质界面,提出了一种基于钻孔数据的沉积地层系统三维实体模型生成技术“钻孔-层面-实体法”。该技术首先使用二分拓扑结构将钻孔数据离散化为一系列散点,并基于这些散点插值拟合出各个地层顶、底界面的初始高程,自动推算出缺失地层的地质成因;然后按照不同的地质成因,自动对缺失地层及其控制界面进行交切处理、高程调整与一致性处理;最后生成用三维块体或三棱柱体元充填的三维实体模型。“钻孔-层面-实体法”克服了先前技术方法的局限,具有自动性高、适应性强的优点。上海城建工程中的两个研究实例证明了其建模结果自然、合理,非常接近于实际地层分布情况。另外,该技术在实现的过程中,巧妙的将控制地层空间几何形态的地质原理转化为计算机能够识别、编程的构模规则,这对进一步研究复杂地质体三维构模技术具有重要的借鉴意义。