三維地層模型的建立

夏艷華

摘 要： 三維地層信息系統針對地層信息的特點，以工程地質、水文地質、土木工程、環境工程和巖土力學、土力學等理論為基礎，基于三維地理信息系統之上，利用面向對象技術、圖形圖像學、多媒體技術、人工智能與專家系統等信息技術的最新成果，實現地層信息共享，支持科學決策，是具有自主版權的集成軟件系統。

關鍵詞： 三維地層建模 三維地層信息 連續性

三維地層模型是建立在以巖性為要素的單一體劃分的基礎之上的。采集到的數據樣本主要是各巖層、土層的分界點，這些采樣點具有有限、離散、稀疏、不規則等特點。三維地層模型借鑒已有二維空間數學建模的理論和實踐經驗，采用多層規則DEM建模，即首先按規則DEM的方法與思路，對每個巖層、土層，根據這些分界點分別進行插值或擬合，然后根據巖層、土層的屬性，對多層規則DEM進行交叉劃分處理，形成空間中嚴格按照巖性為要素進行劃分的三維地層模型的骨架結構。在此基礎上，引入地下空間中的特殊地質體、人工構筑物等點、線、面、體對象，完成對三維地下空間的完整描述，形成三維整體地層模型，最后建立局域拓撲模型。

由于地質現象的復雜性，地質曲面在形態上極其錯綜復雜，不能用簡單的數學表達式表示，難以用嚴格的解析方法處理，只能用近似的數學曲面逼近擬合地質曲面。根據已知點的實測值推求采樣空白區的元素含量的空間插值運算，實質上就是這樣一個過程，從已知樣點的實測數據出發，選用特定的數學曲面最大限度擬合逼近實際地學曲面。……