可視化技術及其在地質勘探中的應用淺析

尹濤

摘 要：隨著計算機的發展，可視化技術逐漸發展并被廣泛應用到多個領域。在醫學、金融、建筑、通信、商業、自然科學、工程技術等各個領域可視化技術均起到了非常重要的作用，名字服務和資源檢索技術、異構硬件的集成技術是可視化技術的關鍵技術。本研究對可視化技術從其內涵、特點、發展應用等方面闡述了它的普及性及重要性，并對其在地質勘探中的應用進行了探討。

關鍵詞：可視化技術；地質勘探；應用

可視化技術起源于20世紀80年代末并在世界各地迅速發展，隨著它的廣泛應用，可視化技術大大地提高了地質勘探的效率，通過可視化技術不僅可以準確的獲得礦藏的分布，還可以計算出開采的最佳時間，這樣也提高了開采礦藏的質量。可視化技術通過計算機完成圖形和數據之間的轉換，以更加直觀的方式展現給人們，不僅精確而且容易理解。在這個信息量巨大，社會發展極快的現代社會，可視化技術無疑是推動社會進步的重要科學技術，可視化技術準確、快捷、科學、直觀的特點，是被社會廣泛應用的重要原因。

1 可視化技術的概述

1.1 可視化技術的概念。人類社會在經歷三次工業革命后，從18世紀60年代開始的第一次工業革命，人類開始進入蒸汽時代；到19世紀下半葉第二次工業革命，人類進入電氣時代；直至第二次世界大戰后的第三次工業革命。人們對科學技術的需求逐步提高，對生產效率、生產質量的要求也更加嚴格，然而，大量的信息資源以及精確的數據要求卻遠遠超過了人腦的能力。伴隨著計算機的產生，可視化技術也逐步發展起來，簡單來講，可視化技術就是借助計算機對數據進行科學嚴謹的分析，得出準確的結果，之后通過圖像處理技術，將復雜難懂的數據、結論轉化成直觀的圖像，幫助人們更好、更精確的理解和利用數據信息。可視化的過程就是建模和渲染的過程，建模就是將數據通過計算機建立起一個虛擬準確的模型，渲染就是將建立起來的數據模型通過圖像處理技術轉化成圖像、動畫，更容易讓人理解和應用數據。可視化技術涉及的領域廣泛，在世界迅速發展成為潮流技術。

1.2 可視化技術的特點。可視化技術不僅擅長運用圖像和曲線，還采用二維、三維以及動畫的方式來呈現數據信息，可視化技術這多維的屬性是其最突出的特點。可視化技術是一種利用計算機的技術，伴隨著互聯網時代的到來，交互性成為可視化技術的又一大特點。信息交流方便快捷，數據傳輸及時簡便，通過圖像、動畫等對數據進行更加直觀方便的比較分析，強大的可視性等等，這些特點使可視化技術成為推動社會進步的重要科學技術。

1.3 可視化技術的發展。最早在20世紀80年代，計算機就已經開始被應用到數據的計算和分析上，但基于當時計算機技術還不是很發達，儲存量小、硬件及軟件設備落后、計算不嚴密、反應速度緩慢，因此大部分還需要依靠人腦來計算分析，運用計算機操作的部分也需要長時間的等待，另外基于當時的圖像處理技術還不像現如今這么發達，因此通過計算機分析處理后的數據只能以二維圖像的方式展現出來，展現形式單一而且簡單，甚至大部分是無法通過計算機完成的。隨著科學技術的不斷進步，計算機技術也在迅速發展，硬件、軟件的不斷更新，功能越來越全面，信息儲存量的逐步增多。互聯網全球化的發展使可視化技術環境交互性逐漸增強，另外計算機智能化系統的逐步發展，使得計算機對數據的分析和處理更加智能化，圖像的處理技術也越來越發達，輸出的圖像更加多維直觀，也越來越多的被應用到各個領域。

1.4 可視化技術的應用。自從可視化技術發展成熟起來后，越來也多的領域都采用了可視化技術。建筑、醫學、產品設計、游戲開發、水利水電工程建設、電力控制、地質勘探等領域都大量的應用可視化技術，借助它海量的數據、科學的分析、嚴謹的計算以及直觀的結果來滿足人們生產生活的需要。尤其是在地質勘探開發中，可視化技術起到了不可代替的作用。

2 可視化技術在地質勘探中的應用

2.1 傳統的地質勘探。在可視化技術還沒有發展起來之前，地質勘探工作難度大、耗時長、效率低。傳統的地質勘探方法是由勘探人員先采集樣本，之后由相關的專家和學者對樣本進行科學嚴謹的研究和分析，依據專家的分析結果和實踐經驗，對樣本采集地是否蘊藏人類所需的資源以及資源的種類和數量作出結論，確定后在樣本采集地開始鉆井工作，鉆井的同時收集樣本，再由專家進行進一步的具體分析。傳統的地質勘探不僅復雜麻煩，而且耗時耗力，人腦分析的數據不僅不精確、時間長，而且易出錯，分析的數據量也有限，這樣就常常由于分析失誤或數據不詳細導致嚴重的經濟損失。在早些年代，人們對資源的需求量還不像現代社會如此之大，這種傳統的地質勘探方法還勉強可以滿足人們日常生活的需要，但是隨著大量工業工廠的興起，采用傳統的地質勘探方法顯然已無法滿足人們對資源、能源的需求。可視化技術的發展很好的解決了這一難題，直觀的圖像不僅精確而且簡潔，大大地提高了我國地質勘探的效率和質量。

2.2 可視化技術的應用。傳統的地質勘探鉆井作業是邊鉆邊采集樣本，之后在進行分析，現在在進行鉆井作業的同時便進行數據分析。在鉆井過程中，鉆頭附近會帶有測斜儀器，不斷的向地面發送測斜數據，由計算機迅速地進行數據分析，根據分析結果調整鉆頭方向，繼續向下鉆井并傳送測斜數據，再由計算機進行分析，再調整鉆頭繼續鉆井直到鉆到目標層為止。傳統的數據分析不僅需要套用大量復雜繁瑣的公式，得出的結論也是復雜難懂的數據，勘探人員不易把控。通過可視化技術處理數據后，不僅耗時少，而且數據通過圖像、曲線或動畫的方式展示出來，如何操作一目了然。可視化技術可以通過插值計算法、水平距離掃描法、法面距離掃描法、最近距離掃描法等方法成功的防止碰撞，降低安全風險。可視化技術在礦藏開發方面利用遙感技術顯示礦藏結構的立體分布，就是通過自然產生的地震波或人工發出的電磁波，在不同的礦物質中傳播頻率不同的特點，從而判斷礦藏的種類和分布。可視化技術通過計算機構建一個虛擬的礦山，利用其三維屬性描繪出礦體的具體分布以及開采的詳細信息，準確、方便快捷的做出開采方案，提高工作效率。

3 結語

可視化技術能夠在復雜繁多的地質勘探信息中，尋找出有利用價值的數據，并及時的進行分析。通過圖像、曲線、二維、三維甚至動畫的方式，將難懂復雜的數據轉化成直觀明了的圖像并呈現出來，基于此地質勘探人員便可以準確、快速地進行勘探工作，挖掘礦石，開采油氣，滿足社會對能源、資源的需要。人類社會的快速發展，離不開能源和資源的消耗，可視化技術在計算機如此發達的時代，可以充分發揮其作用，推動人類社會的發展。我們在廣泛應用可視化技術的同時，也應該加快可視化技術的進一步研究和計算機技術的研究，使其可以更好更快的適應時代的發展并推動時代的發展。

參考文獻

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