基于产状数据的地层曲面模拟

摘要

随着计算机图形技术的飞速发展和线性地质统计学理论的不断完善，地质工程师越来越希望将三维地质可视化系统应用在地质软件中，其中三维地层曲面模拟是三维地质建模的重要组成部分，它在很大程度上方便了地质工程师们对地层进行建模、数据分析和信息管理。目前，在三维地层建模的过程中要依靠大量的钻井数据、地震数据，这些数据大多难以获取，为了能够减少地质勘察的工作量和勘测成本，提高地质勘察的工作效率，本文使用一种基于地层产状数据（三维坐标、倾向、倾角）的地层建模方法，主要是利用实际勘测到的产状数据建模，最终将产状按照地层分界线分类，对同一分界线上的产状值进行产状推演，将推演后得到的数据进行三维地层曲面建模。主要研究内容如下：
　　首先介绍了线性地质统计学理论的依据、基本概念、插值算法的分类。针对地层曲面插值算法特点和数据类型，给出了普通Kriging算法及变差函数的求解过程，考虑到实际勘测的产状数据的数量有限，本文利用产状推演的方法，以产状点的三维坐标、倾向、倾角，推导产状点的临近点三维坐标，将推演出的三维坐标与产状点相结合，利用普通Kriging插值算法进行三维地层曲面的模拟。同时为了能够描述地层的走向线，本文利用三次样条插值算法，以产状点的二维坐标为控制点，以各点走向的正切值为边界条件，在二维平面上构造产状的走向线。实现了三维地层曲面的绘制，以及地质分界线的拟合，为地质勘察工作的三维可视化提供了保证。
　　本文的数据来源为中国地质调查局西藏班公湖-怒江成矿带地质矿产调查计划项目的勘测数据，以VisualC++6.0，opengl开放图形库为开发工具，结合产状推演的方法，研制开发了一个地层曲面三维可视化系统，该系统实现了区域地层数据管理、二维走向线模拟、三维地层建模、地层曲面可视化，地层数据交互编辑等功能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究意义

1．4 研究内容与技术路线

第2章 Kriging插值算法理论

2．1 传统统计学的局限性

2．2 线性地质统计学的优点

2．3 变差函数结构分析

2．3．1 变差函数定义

2．3．2 交变差函数的定义与性质

2．3．3 变差函数的作用

2．3．4 交变差函数模型

2．3．5 套合结构

2．4 普通克里金(Kriging)算法

2．4．1 无偏条件

2．4．2 最优性条件

2．4．3 Kriging方程组方差函数的矩阵表示方法

2．4．4 Kriging算法说明

2．4．5 Kriging插值算法的优势

第3章 地层产状推演

3．1 地层产状

3．1．1 产状表示方法

3．1．2 地层分类及厚度

3．2 地层产状推演

3．3 产状数据

3．3．1 原始数据

3．3．2 基本数据结构

3．4 地层分界线模拟

3．4．1 三次样条插值算法

3．4．2 建立地层分界线模型

3．5 地层曲面建模

第4章 三维地层建模系统实现

4．1 系统需求分析

4．1．1 功能需求

4．1．2 设计原则

4．2 系统总体设计

4．3 系统功能介绍

4．3．1 系统功能

4．3．2 功能实现及演示

总结与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果