復雜地質勘查的三維可視化系統研制及應用

馬 駿

（桓仁滿族自治縣自然資源局，遼寧 本溪 117200）

我國地域廣闊，但礦產資源相對短缺。隨著近些年來國民經濟的快速發展，各種礦產資源消耗量的不斷增加，礦產資源已經成為影響我國經濟發展的主要因素。因此，大力發展勘查開發，實現找礦工作重大突破，對為查明的大型、特大型礦床進行勘查，在保有現有礦產資源儲量的同時，改變資源儲量不斷下滑的局面，提高我國礦產資源保障力[1]。復雜地質勘查作為礦山工程中一項前期性、基礎性工作,為后續礦山開采工作提供重要開采依據。因此，實現復雜地質勘查的數字化、信息化、現代化發展具有重要的現實意義。隨著近些年來全球定位系統技術、地理信息系統技術、科學計算可視化技術、虛擬現實技術、現代遙感技術等各種新型技術在地質勘查工作中的應用，極大程度上推動了地質勘查技術的現代化進程[2]。盡管如此，在復雜地質勘查過程中仍不斷出現新的情況與問題需要解決。在復雜地質勘查工作中，需要最大程度地表以下地質體的結構、形態特征及其空間分布，并且礦區地質結果與礦體進行綜合分析和理解。因此，對復雜地質勘查的三維可視化系統研制及應用進行研究。

1 復雜地質勘查的三維可視化系統設計

1.1 三維可視化系統結構設計

復雜地質勘查的三維可視化技術不僅拓展了人們在礦山地質勘查工作中的觀測視野和思維空間，并且能夠將那些傳統勘查工作中難以想象與感受的環境與事物直觀的展現在人們面前，使地形數據與空間信息能夠更加有效的進行傳遞。復雜地質勘查的三維可視化系統研制主要通過建立三維可視化模型對地形勘查、工程選址、規劃設計等領域進行數據分析[3]。

三維可視化模型主要針對地表特征與地面特征進行模擬，從而建立三維地形環境。模型的建立主要通過一定數據結果與算法對地表形態曲面模型進行表達。根據實際需求，地形三維可視化系統中地形數據處理、三維地形顯示等功能，其三維可是模型，如圖1所示。

2.3.2 病蟲害防治目標不明確 主要反映在秦安椒農用藥針對性不明確和防治時期掌握不準上。部分椒農把蟲與病、殺蟲劑與殺菌劑分不開，經常單一使用一種或兩種農藥長年防治多種病蟲，不限時、不限量使用，超量使用化學農藥，不但使害蟲的抗藥性增強，防治效果欠佳，還使椒皮有害成分殘留量大，內在品質下降，嚴重影響了花椒的產量和質量。

1.2 地質三維分類與描述

復雜地質勘查工作中，地質體主要包含鉆孔對象、控制點、采樣點、勘查界面等不同認為生成空間對象。地質體之間無論成因、規模以及結構形態上都有著較大的差別，但想對整體地質進行三維分類與描述，將整體構造歸納成為點、線、面、體四類形態[4]。其中點主要包括鉆孔點、地球化學采樣點、控制點等，將其生成數據。例如，鉆孔數據作為三維可視化模型中重要的一個環節，其作為工作人員將專業知識與經驗將各類信息以數據形式進行記錄，如表1所示。

圖1 三維可視化系統結構

表1 鉆孔信息表

自然景物作為三維可視化過程中的重點與難點，利用計算機對礦山自然進行進行模擬。與其他幾何體不同，自然景物表面往往包含豐富的細節與隨機變化形狀。因此，采用紋理貼圖技術能夠有效對自然景物紋理細節進行模擬[5]。但是，對其水流、云、天空等自然景象想要進行模擬，需要對其過程紋理進行分析后，對其進行分型理論與動態隨機生長進行計算。根據模型對自然景物進行模擬，通過系統對其進行模擬，以格網做渲染。其背景圖像公式為。

表2 鉆孔節點表

1.3 自然景物三維可視化

鉆孔信息表中，對鉆孔類型、鉆孔集數據等進行相適應。鉆孔信息表作為地質三維可視化數據作為系統中重要的一個環節，考慮到數據冗余的減少，其數據主要經鉆孔節點表進行整理，如表2所示。

許沁被迫無奈地找了葛局長。果如許沁所料，葛局長臉色變了，說話也生硬。葛局長冷冷地說，什么鉆戒，我不知道你在說什么。許沁又說了一遍。葛局長說，你誣陷啊，誣陷國家公務人員是犯法的。就掛電話了。

其次，在情境創設的過程中應當由選擇性，不能濫用情境教學的方法，對數學教學中的難點、重點多進行情境的創設，不要每一個小的問題都采用情境創設 的方法，比如在教學《長方形與正方形》的時候，采用教學樓引入是非常好的例子，但是后面要將同學們拉回來，不能在將“長、寬、高”的時候還用教學樓進行比喻，這就導致學生對該情境喪失了興趣。

2 仿真應用實驗

2.1 實驗準備

為驗證復雜地質勘查的三維可視化系統的有效性，因此對選擇某一復雜地質礦山作為檢測樣本，在各個數據中建立三維可視化模型。通過建立地質三維可視化模型，將復雜地質勘查的三維可視化系統作為實驗組，傳統勘查方法作為對照組，在控制變量條件下，對復雜地質勘查精準度進行對比。為保證實驗的公平性，參數始終保持一致。

其中，Srxy為自然景物網格數；H為場景中自然景物高等；自然景物亮度為p（0≤p≤1），自然景物高度變量為y（0≤y≤H）。

2.2 勘查精準度對比

通過對復雜地質勘查，實現復雜地質勘查過程中地質三維可視化。在測試中，針對測試數據的不同，對勘查數據進行采集，并對其勘查精準度進行對比，其結果，如圖2所示。

分析圖2可知，在對復雜地質進行勘查過程中，利用三維可視化系統其勘查結果精準度具有明顯優勢，且能夠保持在較高水準，因此證明其系統應用具有較好的有效性。

圖2 三維可視化系統勘查精準度

3 結束語

隨著科學技術的不斷發展，三維可視化技術在復雜地質勘查中的應用也不斷蓬勃發展。在對復雜地質勘查的三維可視化系統研制及應用研究過程中，通過建立三維可視化系統，從而有效提高復雜地質勘查精準度。