李青元，張洛宜，曹代勇，董前林，崔 揚(yáng)，陳春梅

(1.中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院地理信息工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100830，2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)北京地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京 100083；3.遼寧工程技術(shù)大學(xué)測(cè)繪與地理科學(xué)學(xué)院,遼寧阜新123000)

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三維地質(zhì)建模的用途、現(xiàn)狀、問(wèn)題、趨勢(shì)與建議

李青元1,2,3，張洛宜2，曹代勇2，董前林2，崔 揚(yáng)3，陳春梅2

(1.中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院地理信息工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100830，2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)北京地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京 100083；3.遼寧工程技術(shù)大學(xué)測(cè)繪與地理科學(xué)學(xué)院,遼寧阜新123000)

文章論述了三維地質(zhì)建模技術(shù)的用途、現(xiàn)狀、存在問(wèn)題、發(fā)展趨勢(shì)和幾點(diǎn)建議。筆者認(rèn)為三維地質(zhì)建模的用途是:①真三維的立體場(chǎng)景；②精準(zhǔn)的儲(chǔ)量計(jì)算；③平、剖面構(gòu)造形態(tài)相容并聯(lián)動(dòng)編輯；④多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成與同化；⑤各種三維空間分析與過(guò)程模擬；⑥便于向客戶與領(lǐng)導(dǎo)介紹復(fù)雜的地質(zhì)條件。從行業(yè)應(yīng)用和國(guó)內(nèi)軟件發(fā)展兩個(gè)方面論述了當(dāng)前三維地質(zhì)建模的應(yīng)用現(xiàn)狀，該技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題:①軟件操作太復(fù)雜，難以為基層廣大地質(zhì)作圖人員所掌握；②三維建模約束條件太嚴(yán)苛，編輯工作量巨大；③沒(méi)有三維地質(zhì)模型數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，模型數(shù)據(jù)難以交換與共享；④勘探規(guī)范沒(méi)有要求，地質(zhì)隊(duì)積極性不高；⑤三維地質(zhì)模型的建模成本由誰(shuí)支付。三維地質(zhì)建模的發(fā)展趨勢(shì):①軟件將更加成熟、穩(wěn)定、易用；②由早期的注重形態(tài)建模向形態(tài)與屬性建模并重的方向發(fā)展；③與地震、測(cè)井等物探數(shù)據(jù)結(jié)合更加緊密；④與礦藏描述、成藏模擬、沉積環(huán)境分析、構(gòu)造演化分析、構(gòu)造演化模擬等專(zhuān)業(yè)應(yīng)用結(jié)合更加緊密；⑤融入大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等IT主流技術(shù)。向國(guó)家相關(guān)主管部門(mén)、企業(yè)用戶和軟件開(kāi)發(fā)商提出了幾點(diǎn)建議:①?lài)?guó)家應(yīng)繼續(xù)支持三維地質(zhì)建模領(lǐng)域；②三維地質(zhì)建模要與專(zhuān)業(yè)應(yīng)用緊密結(jié)合；③加強(qiáng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定與維護(hù)；④逐步在勘探規(guī)范中增加對(duì)三維建模的要求；⑤軟件開(kāi)發(fā)者設(shè)法降低軟件的操作復(fù)雜度，提高容錯(cuò)能力。

三維地質(zhì)建模 地質(zhì)調(diào)查 礦產(chǎn)資源勘查 數(shù)字礦山

0 引言

三維地質(zhì)建模(3D Geology Modeling)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，在虛擬三維環(huán)境下，將空間信息管理、地質(zhì)解譯、空間分析與預(yù)測(cè)、地學(xué)統(tǒng)計(jì)、實(shí)體內(nèi)容分析以及圖形可視化等工具結(jié)合起來(lái)，并用于地質(zhì)分析的技術(shù)。三維地質(zhì)建模的相關(guān)技術(shù)在20世紀(jì)80年代就開(kāi)始研究，加拿大學(xué)者在20世紀(jì)90年代初提出“三維地質(zhì)建?！边@個(gè)概念(Houlding，1993)；法國(guó)學(xué)者提出的離散光滑插值方法促進(jìn)了這一技術(shù)走向成熟(Mallet,2003；2008)。

三維地質(zhì)建模在強(qiáng)大的應(yīng)用需求牽引以及計(jì)算機(jī)硬/軟件、三維幾何造型等相關(guān)學(xué)科發(fā)展的促進(jìn)

下，在這二十多年的時(shí)間里得到了飛速發(fā)展。三維地質(zhì)建模在油氣勘探領(lǐng)域最先得到應(yīng)用，然后向其他相關(guān)領(lǐng)域擴(kuò)展應(yīng)用。該技術(shù)是中國(guó)“三維地質(zhì)填圖”以及“玻璃地球”國(guó)家戰(zhàn)略的支撐技術(shù)之一(陳應(yīng)軍等，2014;吳沖龍等,2015)，是地質(zhì)大數(shù)據(jù)時(shí)代多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合平臺(tái)。

國(guó)內(nèi)學(xué)者也對(duì)三維地質(zhì)建模的理論與技術(shù)進(jìn)行了不懈的探索。三維地質(zhì)建模從軟件開(kāi)發(fā)到應(yīng)用實(shí)踐近年來(lái)都出現(xiàn)了較好的發(fā)展勢(shì)頭，但也存在很多急需解決的問(wèn)題。本文旨在討論三維地質(zhì)建模的應(yīng)用領(lǐng)域、具體作用、應(yīng)用現(xiàn)狀、存在困難、發(fā)展趨勢(shì)與改進(jìn)建議，以期促進(jìn)三維地質(zhì)建模技術(shù)的發(fā)展以及在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用范圍與深度。

1 三維地質(zhì)建模的用途

三維地質(zhì)建模技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，包括區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源勘探、礦井設(shè)計(jì)、礦井生產(chǎn)管理、城市地質(zhì)勘探與城市區(qū)地下空間管理、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地震預(yù)報(bào)等眾多在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起支撐作用的行業(yè)。凡是與地下探測(cè)、地下工程、地下空間管理有關(guān)的行業(yè)與領(lǐng)域都可借助于三維地質(zhì)建模工具，提升該學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)能力。

三維地質(zhì)建模的優(yōu)點(diǎn)如下所述：

1.1 真三維的立體場(chǎng)景

三維立體場(chǎng)景，以及在三維立體場(chǎng)景中所能清楚地展現(xiàn)三維要素之間的三維空間關(guān)系(相離、相鄰、組成、包含、被包含)。在傳統(tǒng)的二維環(huán)境中，三維地質(zhì)要素(例如礦層被斷層切割)間稍微復(fù)雜一點(diǎn)的空間關(guān)系就難以區(qū)分與表達(dá)；而在三維立體環(huán)境中可以關(guān)閉不感興趣的界面，開(kāi)啟所關(guān)注的界面，并借助不同界面設(shè)置不同的顏色、紋理、透明度等方法,直觀、清晰、立體地表達(dá)地質(zhì)要素與人工要素之間的三維空間關(guān)系與相互切割關(guān)系。地質(zhì)模型的三維可視化是三維地質(zhì)建模軟件的基本功能，但又遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于三維可視化，真三維的立體場(chǎng)景中，可以輕松地實(shí)現(xiàn)以前難以進(jìn)行的計(jì)算與操作。

1.2 精準(zhǔn)的儲(chǔ)量計(jì)算

傳統(tǒng)的礦床儲(chǔ)量計(jì)算方法是分塊段，然后用各個(gè)塊段采樣點(diǎn)的厚度取平均值乘以塊段面積，得到塊段的體積，再以塊段內(nèi)采樣點(diǎn)品位的平均值，這樣處理工序繁雜，效率低下，計(jì)算的礦石儲(chǔ)量常常會(huì)有20%～30%的誤差，對(duì)于油/氣礦藏的誤差更大。在真三維場(chǎng)景下借助三維建模工具,可以根據(jù)采樣點(diǎn)進(jìn)行廣義三棱柱剖分或四面體剖分后再統(tǒng)計(jì)，其自動(dòng)化程度高、速度快、精度高。若再配合高精度三維地震、測(cè)井等物探數(shù)據(jù)，便可以精細(xì)地表達(dá)礦藏的構(gòu)造形態(tài)與品質(zhì)分布。設(shè)定不同的邊界品位，可以方便地計(jì)算出不同市場(chǎng)價(jià)格下的不同級(jí)別的礦床儲(chǔ)量與開(kāi)采回報(bào)。

1.3 平、剖面構(gòu)造形態(tài)相容并聯(lián)動(dòng)修改

在三維地質(zhì)建模軟件的真三維環(huán)境下，可以保證平面圖與剖面圖所表達(dá)的構(gòu)造形態(tài)相容，并且可以平、剖面三維聯(lián)動(dòng)修改(陳國(guó)旭等,2010；李青元等,2014)?，F(xiàn)行手工作圖環(huán)境或者傳統(tǒng)的MapGIS、CAD二維作圖環(huán)境，往往需要耗費(fèi)地質(zhì)工程師大量的精力和時(shí)間使平面圖與剖面所表達(dá)的構(gòu)造形態(tài)的協(xié)調(diào)一致。三維地質(zhì)建模軟件可以方便地質(zhì)工程師在真三維環(huán)境下進(jìn)行觀察與編輯，使地質(zhì)工程師的三維空間想象力受勘探工程(鉆孔、地震剖面)資料與三維幾何造型數(shù)學(xué)法則的精準(zhǔn)控制與約束。目前大多數(shù)三維地質(zhì)建模軟件都還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)平、剖面三維聯(lián)動(dòng)編輯，或者實(shí)現(xiàn)得還不夠好，但這一功能將會(huì)穩(wěn)步成熟。

1.4 多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成與同化

對(duì)不同來(lái)源(不同勘探單位、不同時(shí)期的數(shù)據(jù))、不同維度(二維、點(diǎn)、線、面，三維的點(diǎn)、線、面、體)、不同類(lèi)型(如地面遙感數(shù)據(jù)、野外觀測(cè)數(shù)據(jù)、鉆探數(shù)據(jù)、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、人工地震數(shù)據(jù)剖面數(shù)據(jù)、重/磁數(shù)據(jù))、不同精度數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)縫整合與同化，是大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)地質(zhì)勘探信息處理的必然要求。地質(zhì)空間數(shù)據(jù)是典型的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；同時(shí)，地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)中也存在大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。因此，地質(zhì)大數(shù)據(jù)并不是像短信數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)數(shù)據(jù)、圖片數(shù)據(jù)那樣易于采用常規(guī)的大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行處理與分析(繆謹(jǐn)勵(lì)等,2014;李朝奎等,2015)，經(jīng)典的大數(shù)據(jù)分析工具與解決方案對(duì)于地質(zhì)大數(shù)據(jù)都顯得無(wú)能為力。可以預(yù)見(jiàn)，能對(duì)地質(zhì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的工具一定是在三維地質(zhì)建模軟件平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的，因?yàn)樾螒B(tài)上的三維性、屬性上的多維性是地質(zhì)大數(shù)據(jù)區(qū)別于普通大數(shù)據(jù)的顯著特點(diǎn)。

1.5 進(jìn)行各種三維空間分析與過(guò)程模擬

地理信息科學(xué)的經(jīng)典的三維空間分析包括三維緩沖區(qū)分析、三維連通性分析、三維疊加分析、三維布爾操作(交、并、差、切割、開(kāi)挖)。這些基本的三維空間分級(jí)方法再輔以神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)算法、蟻群算法、遺傳算法、模擬退火算法等人工智能算法，以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程通訊、物聯(lián)網(wǎng)等新型信息技術(shù)，再與地質(zhì)勘探、礦山設(shè)計(jì)與生產(chǎn)管理、安全監(jiān)控等業(yè)務(wù)流程相結(jié)合就可以派生出鉆孔間層位自動(dòng)對(duì)比、斷層匹配方案優(yōu)選、構(gòu)造演化模擬、沉積環(huán)境分析、成礦過(guò)程模擬、采礦方案對(duì)比、礦井實(shí)時(shí)安全監(jiān)控等更復(fù)雜、更高級(jí)別的應(yīng)用。三維地質(zhì)建模也只有與各種專(zhuān)業(yè)模型相結(jié)合才能真正體現(xiàn)出其巨大的使用價(jià)值。

1.6 便于向客戶與領(lǐng)導(dǎo)介紹復(fù)雜的地質(zhì)條件

三維地質(zhì)建模軟件便于以形象、直觀的方式向非地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的用戶、領(lǐng)導(dǎo)介紹礦產(chǎn)的空間形態(tài)與開(kāi)采技術(shù)條件。姜作勤(2013)認(rèn)為三維地質(zhì)建模大大提高了非專(zhuān)業(yè)用戶對(duì)地質(zhì)知識(shí)的認(rèn)知、理解能力。如何使用戶理解地質(zhì)知識(shí)，加強(qiáng)與用戶的交流溝通一直是困擾地質(zhì)專(zhuān)業(yè)人員的問(wèn)題。許多潛在的非專(zhuān)業(yè)用戶及決策者不會(huì)去解釋基礎(chǔ)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，不會(huì)去評(píng)價(jià)不同解釋方案的優(yōu)劣，不會(huì)去區(qū)分理論與事實(shí)，他們需要結(jié)論，而不是數(shù)據(jù)，即以容易理解的方式表達(dá)的信息，3D模型就是一種易于理解的信息表達(dá)方式。

2 三維地質(zhì)建模的應(yīng)用現(xiàn)狀

三維地質(zhì)建模在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到了成功應(yīng)用，在中國(guó)也已經(jīng)有了一些成功的應(yīng)用嘗試。但總體而言，它在中國(guó)地質(zhì)勘探與礦井設(shè)計(jì)與生產(chǎn)管理中的應(yīng)用還并不普及、并不理想，距它應(yīng)該達(dá)到的程度還有很大差距。

2.1 行業(yè)應(yīng)用情況

國(guó)內(nèi)三維地質(zhì)建模技術(shù)在油氣勘探領(lǐng)域的應(yīng)用程度最高，有色貴金屬礦山次之，城市地質(zhì)也已經(jīng)起步，煤炭行業(yè)中一些大型企業(yè)也開(kāi)始起步，普通地質(zhì)勘探隊(duì)的三維地質(zhì)建?；咎幱诳瞻谆蚱鸩皆囼?yàn)階段。

中國(guó)的油氣勘探行業(yè)是三維地質(zhì)建模技術(shù)應(yīng)用面最廣、應(yīng)用程度最深的行業(yè)。中石油、中石化、中海油所屬的油氣勘探企業(yè)都在使用國(guó)外的Petrel、RMS、Skua/GoCAD軟件進(jìn)行三維油藏描述。雖然國(guó)產(chǎn)三維地質(zhì)建模與油藏描述軟件已經(jīng)開(kāi)始嶄露頭角，但油氣勘探行業(yè)仍然以國(guó)外軟件占統(tǒng)治地位。

有色金屬礦床的勘探與礦山開(kāi)采行業(yè)是國(guó)內(nèi)三維地質(zhì)建模技術(shù)應(yīng)用程度僅次于油氣勘探的行業(yè)。前些年以國(guó)外的Surpac軟件與Micromine軟件為主，近年來(lái)國(guó)產(chǎn)的三維地質(zhì)建模與數(shù)字礦山軟件迅速成熟，已經(jīng)在有色金屬礦山行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。

“十二”五期間國(guó)家開(kāi)展了北京、上海、武漢、南京、重慶等重點(diǎn)城區(qū)的地下工程地質(zhì)勘查與三維地質(zhì)建模試點(diǎn)(田小甫等，2012；張?jiān)旱龋?015；明鏡等，2015)。

煤炭行業(yè)在國(guó)內(nèi)是較早開(kāi)展三維地質(zhì)建模研究的行業(yè)之一，但近些年其信息化程度落后于有色金屬礦山，僅少數(shù)大型煤礦企業(yè)開(kāi)展了三維地質(zhì)建模與三維數(shù)字礦山的建設(shè)，大部分的礦企業(yè)仍以二維信息系統(tǒng)為主。

國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局所屬的六大地質(zhì)中心前些年都引進(jìn)了GoCAD軟件，并在一些大型地質(zhì)項(xiàng)目中進(jìn)行了應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)大多數(shù)的質(zhì)勘探隊(duì)都已經(jīng)采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)提交地質(zhì)報(bào)告。在國(guó)土資源部所屬的地質(zhì)勘探單位大多使用MapGIS，煤炭地質(zhì)勘探隊(duì)大多使用AutoCAD繪制地質(zhì)圖件(地形地質(zhì)圖、勘探線剖面圖、鉆孔柱狀圖、底板等高線與儲(chǔ)量計(jì)算圖)，用Excel存儲(chǔ)鉆孔巖性數(shù)據(jù)與分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)。在固體礦產(chǎn)資源勘探行業(yè)，雖然已有不少三維地質(zhì)建模的成功范例，除有色金屬礦以外的絕大多數(shù)勘探項(xiàng)目仍然沒(méi)有對(duì)勘探成果進(jìn)行三維地質(zhì)建模，可以說(shuō)三維地質(zhì)建模在固體礦產(chǎn)勘探領(lǐng)域仍然處于起步階段。

2.2 國(guó)產(chǎn)軟件發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)學(xué)者在20世紀(jì)90年代中期就開(kāi)始進(jìn)行三維地質(zhì)建模的數(shù)據(jù)模型、核心算法研究與軟件開(kāi)發(fā)(毛善君,1998；李青元等，2000；曹代勇等,2001；吳立新等，2002；2003；楊欽，2005；王李管等,2006；潘懋等,2007,武強(qiáng)等，2011)。

北京網(wǎng)格天地軟件公司依托北京航空航天大學(xué)開(kāi)發(fā)的“深探(DeepInsight)”軟件在曲面造型與斷層處理、油藏描述方面有很多獨(dú)到的技術(shù)(楊欽，2005)，并在國(guó)內(nèi)若干油田得到了成功應(yīng)用，結(jié)束了國(guó)外軟件獨(dú)霸油氣勘探的局面。

武漢中地?cái)?shù)碼公司開(kāi)發(fā)的MapGIS對(duì)于中國(guó)測(cè)繪、地質(zhì)、地理信息行業(yè)從手工制圖時(shí)代進(jìn)入到機(jī)助制圖時(shí)代發(fā)揮了不可磨滅的作用。MapGIS也對(duì)三維地質(zhì)建模功能進(jìn)行了持續(xù)的研究(朱良峰等，2004；張寶一等，2007；花衛(wèi)華，2010)，其三維地質(zhì)建模模塊MapGIS K9在幾個(gè)三維地質(zhì)填圖試點(diǎn)項(xiàng)目中得到了應(yīng)用。

北京超維創(chuàng)想公司依托北京大學(xué)的研究成果(潘懋等,2003；2007)研發(fā)的Creatar軟件在北京等城市地質(zhì)三維建模領(lǐng)域得到成功的應(yīng)用(明鏡等，2015)，并向油氣勘探、固體礦床勘探領(lǐng)域擴(kuò)展。

長(zhǎng)沙迪邁公司的Dimine軟件、北京三地曼公司的3DMine軟件在有色金屬礦山的勘探與數(shù)字礦山建設(shè)中得到了成功的應(yīng)用(余璨等，2016；余牛奔等，2015)，并已占據(jù)金屬礦山的大部分份額。

北京龍軟公司、山東藍(lán)光軟件公司、西安集靈公司的產(chǎn)品則在煤炭勘探與數(shù)字煤礦中得到了應(yīng)用。

中國(guó)地質(zhì)科學(xué)研究院礦產(chǎn)資源研究所開(kāi)發(fā)的“探礦者(MinExplorer)”軟件在云南瀾滄老廠銀鉛礦床、西藏甲瑪銅礦、大冶鐵礦等礦產(chǎn)資源三維地質(zhì)建模中得到應(yīng)用(孫莉等,2011；肖克炎等，2012；祝嵩等,2015)。

武漢地大坤迪公司開(kāi)發(fā)的GeoView、QuantyMine在三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害管理、若干城市地質(zhì)勘查與油田勘探中得到了應(yīng)用(陳國(guó)旭等,2010;吳沖龍等，2011)。

國(guó)內(nèi)的三維地質(zhì)建模軟件已經(jīng)從無(wú)到有，雖然距國(guó)外頂級(jí)的產(chǎn)品仍然有明顯的差距，但國(guó)內(nèi)軟件發(fā)展迅速，發(fā)展勢(shì)頭良好。

3 三維地質(zhì)建模軟件應(yīng)用面臨的主要問(wèn)題

三維地質(zhì)建模技術(shù)在應(yīng)用中遇到技術(shù)方面、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面以及經(jīng)濟(jì)管理方面的問(wèn)題，總結(jié)如下。

3.1 建模程序復(fù)雜，難以為基層的地質(zhì)作圖人員所掌握

目前無(wú)論是國(guó)外的三維地質(zhì)建模軟件還是國(guó)產(chǎn)的三維地質(zhì)建模軟件，其操作程序仍然過(guò)于復(fù)雜，很多只能由開(kāi)發(fā)者或經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)的專(zhuān)業(yè)操作人員才能使用，難于為地質(zhì)隊(duì)、礦山的地質(zhì)制圖工程師所掌握與使用。由于不能為基層的廣大作圖人員所掌握，因此數(shù)據(jù)的采集與實(shí)時(shí)更新就存在很大問(wèn)題。另外，三維地質(zhì)建模的工序流程還沒(méi)有一個(gè)較為統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，因此各家軟件的建模流程各不相同，這固然是由于三維地質(zhì)建模的行業(yè)各異、原始數(shù)據(jù)源相差很大等客觀原因，還由于人們對(duì)三維地質(zhì)建模過(guò)程的一些共性的關(guān)鍵點(diǎn)討論、抽象、總結(jié)不夠。三維地質(zhì)建模軟件何時(shí)變得像現(xiàn)在的MapGIS(二維版)、與AutoCAD(二維版)一樣經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、易用，其大面積推廣使用的條件就真正成熟了。

3.2 約束條件要求嚴(yán)格，導(dǎo)致編輯工作量大

很多在傳統(tǒng)的二維制圖中可以敷衍、忽略的瑕疵在三維建模中變得不可接受。這一方面是由于三維地質(zhì)建模的過(guò)程本身確實(shí)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及到作圖元素的多次嬗變，從二維的點(diǎn)、線要素，轉(zhuǎn)變?yōu)槿S的點(diǎn)、線要素，再轉(zhuǎn)變?yōu)槿S的三角網(wǎng)。這其中的三維曲面構(gòu)建中的求交與約束，導(dǎo)致很多在二維環(huán)境可以敷衍、忽略的微小瑕疵，在三維建模中變得很“敏感”。例如，地層界面等高線與斷面交線或地層界面邊界線相交的“未及線(undershot)”與“過(guò)伸線(overshot)”，在二維制圖中可以容忍，但在三維建模中可能導(dǎo)致通過(guò)斷面交線與等高線求交獲取斷面交線高程的操作失敗，或致使所生成的地層界面三角網(wǎng)與斷層面三角網(wǎng)出現(xiàn)“病態(tài)”。因此三維地質(zhì)建模軟件要求作業(yè)員在進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)盡可能“干凈”。

在二維制圖中，以出圖為目的的制圖與以信息系統(tǒng)建設(shè)為目的的制圖有很大區(qū)別，在三維建模中的制圖要求比二維信息系統(tǒng)建設(shè)的制圖規(guī)則還要嚴(yán)苛。

3.3 沒(méi)有三維地質(zhì)建模標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)難以交換共享

困擾三維地質(zhì)建模技術(shù)應(yīng)用推廣的另一大障礙來(lái)自于目前從國(guó)家層面缺乏三維地質(zhì)模型的建模標(biāo)準(zhǔn)，不同軟件構(gòu)建的三維地質(zhì)模型難以共享。二維GIS的地理空間數(shù)據(jù)的交換本身就還沒(méi)有徹底解決，三維地質(zhì)模型的復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于二維GIS，因此三維地質(zhì)建模數(shù)據(jù)的交換與共享標(biāo)準(zhǔn)是三維地質(zhì)建模軟件應(yīng)用推廣中應(yīng)該下大力氣解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。不過(guò)這個(gè)問(wèn)題最近有了好的消息。由國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心牽頭，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)研究院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)、北京大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所等參加，聯(lián)合制定的《三維地質(zhì)模型數(shù)據(jù)交換格式》(簡(jiǎn)稱(chēng)Geo3DML)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制定完畢，經(jīng)征求意見(jiàn)、試用、評(píng)審，已經(jīng)作為中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)旨在為三維地質(zhì)模型在地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源勘查、礦井設(shè)計(jì)、數(shù)字礦山建設(shè)中交換、流轉(zhuǎn)提供一個(gè)中立、可操作的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)(屈紅剛等，2014；李青元等，2015；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局，2016)。

3.4 勘探規(guī)范沒(méi)有要求，地質(zhì)隊(duì)積極性不高

目前，國(guó)家地質(zhì)勘探規(guī)范中沒(méi)有要求提交三維地質(zhì)模型。因此，對(duì)于地質(zhì)隊(duì)來(lái)說(shuō)，構(gòu)建三維地質(zhì)模型只是增加其生產(chǎn)成本。如果沒(méi)有其他的補(bǔ)償機(jī)制，地質(zhì)隊(duì)沒(méi)有對(duì)勘探成果進(jìn)行三維地質(zhì)建模的積極性。雖然現(xiàn)行地質(zhì)勘探規(guī)范中沒(méi)有要求三維地質(zhì)建模確實(shí)落伍，但國(guó)家儲(chǔ)量管理部門(mén)認(rèn)為，傳統(tǒng)的地質(zhì)報(bào)告審查標(biāo)準(zhǔn)是地質(zhì)勘探、礦山設(shè)計(jì)/建設(shè)/生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年磨合中共同認(rèn)可的，照此規(guī)范執(zhí)行，不會(huì)出現(xiàn)大的差錯(cuò)。地質(zhì)勘探技術(shù)人員對(duì)傳統(tǒng)地質(zhì)報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范爛熟于心，雖然他們也在不知不覺(jué)中由傳統(tǒng)的手工描圖過(guò)渡到了計(jì)算機(jī)輔助作圖。國(guó)土資源部《成果地質(zhì)資料電子文件匯交格式》標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)頒布執(zhí)行多年，但勘探成果的三維地質(zhì)建模目前對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，還沒(méi)有自身的要求。

雖然地質(zhì)隊(duì)也認(rèn)識(shí)到三維地質(zhì)建模能夠給平面圖、剖面圖協(xié)調(diào)一致以及儲(chǔ)量計(jì)算帶來(lái)方便，但三維地質(zhì)建模所需要的軟件購(gòu)買(mǎi)、人員培訓(xùn)、工作量投入所需要的代價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)還是大于三維地質(zhì)建模所能帶來(lái)的便利。這種局面也許需要三、五年甚至七、八年才會(huì)根本改變。就如同大部分的地質(zhì)隊(duì)都經(jīng)歷了較為漫長(zhǎng)的過(guò)程才由手工作圖轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)作圖上來(lái)，但三維地質(zhì)建模軟件要在地質(zhì)隊(duì)普遍使用可能要經(jīng)歷比手工作圖轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)作圖更漫長(zhǎng)的過(guò)程。因?yàn)?，三維地質(zhì)建模帶給地質(zhì)隊(duì)的好處遠(yuǎn)沒(méi)有當(dāng)年由手工作圖進(jìn)化到計(jì)算機(jī)作圖的好處那樣直接與明顯。

3.5 三維地質(zhì)模型的成本由誰(shuí)支付

地質(zhì)報(bào)告的直接用戶是礦井設(shè)計(jì)院。礦井設(shè)計(jì)院應(yīng)該是勘探成果三維地質(zhì)建模的受益者，三維地質(zhì)模型能夠使礦井設(shè)計(jì)工程師更直觀、精準(zhǔn)地把握礦區(qū)的礦床賦存與開(kāi)采條件，使他們能夠避開(kāi)軟弱破碎巖層，將大巷、硐室等服務(wù)年限長(zhǎng)的工程部署在堅(jiān)固的巖體內(nèi)。礦井設(shè)計(jì)院希望地質(zhì)勘探隊(duì)在提交傳統(tǒng)地質(zhì)報(bào)告的同時(shí)能提供三維地質(zhì)模型，但是他們并不愿意為三維地質(zhì)模型支付額外的費(fèi)用，因?yàn)榈V井設(shè)計(jì)費(fèi)用是國(guó)家或業(yè)主承包給他們的。雖然現(xiàn)在很多礦井設(shè)計(jì)院也引進(jìn)或自己開(kāi)發(fā)了三維設(shè)計(jì)平臺(tái)，但由于數(shù)據(jù)源(地質(zhì)報(bào)告)沒(méi)有進(jìn)行地質(zhì)建模，且由傳統(tǒng)的地質(zhì)報(bào)告進(jìn)行三維地質(zhì)建模的代價(jià)很大，因此大多數(shù)的礦井設(shè)計(jì)院仍然是采用傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)平臺(tái)(雖然繪圖工作已經(jīng)交給計(jì)算機(jī)做了)，但設(shè)計(jì)出來(lái)的礦井模型大多還是傳統(tǒng)的二維模型，致使現(xiàn)在大多數(shù)“數(shù)字礦山”、“智慧礦山”仍然是二維的，致使其功效大打折扣。

礦山設(shè)計(jì)工程師認(rèn)為：在不久的將來(lái)，設(shè)計(jì)部門(mén)向礦山移交的不僅僅是圖紙和文字資料，而很可能還會(huì)提供地質(zhì)資料數(shù)據(jù)庫(kù)、礦體三維模型和應(yīng)用軟件。礦山經(jīng)營(yíng)者則可以在這個(gè)軟件基礎(chǔ)上更新數(shù)據(jù)、改進(jìn)設(shè)計(jì)、編制生產(chǎn)計(jì)劃并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益試算(魏長(zhǎng)長(zhǎng)，2010)。顯然，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)部門(mén)對(duì)礦產(chǎn)資源勘探成果三維建模有強(qiáng)烈的需求。

三維地質(zhì)建模確實(shí)是需要付出額外成本的，這個(gè)成本怎樣量化，由誰(shuí)來(lái)承擔(dān)，是一個(gè)還沒(méi)有解決的問(wèn)題。這對(duì)于不同的項(xiàng)目可能有不同的機(jī)制來(lái)解決。

4 發(fā)展趨勢(shì)

盡管三維地質(zhì)建模發(fā)展應(yīng)用中還存在多種問(wèn)題，這項(xiàng)技術(shù)終究還是會(huì)不斷發(fā)展的，筆者認(rèn)為其發(fā)展趨勢(shì)如下：

4.1 三維地質(zhì)建模軟件將更加成熟，應(yīng)用更為廣泛

三維地質(zhì)建模軟件將更加成熟，在性能上更加穩(wěn)定，操作上更加簡(jiǎn)單、靈活。人們將更深入地探討三維地質(zhì)建模流程中的共性，抽象出三維地質(zhì)建模中更一般、更通用的工作流程，使得三維地質(zhì)建模軟件像人們用WORD/WPS那樣只需要很少的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)就能上手。隨著業(yè)主對(duì)地質(zhì)勘探三維可視化成果的要求，地質(zhì)勘探隊(duì)將逐漸地對(duì)勘探成果進(jìn)行三維建模。

4.2 由早期的注重形態(tài)建模向形態(tài)與屬性并重的方向發(fā)展

早期的三維地質(zhì)建模軟件注重地質(zhì)體三維形態(tài)的表達(dá)，這是由于三維幾何構(gòu)造形態(tài)的表達(dá)是基礎(chǔ)。沒(méi)有幾何形態(tài)的表達(dá)，更高級(jí)的應(yīng)用都無(wú)從談起。隨著三維地質(zhì)建模應(yīng)用的深入，越來(lái)越多的應(yīng)用除了要求地質(zhì)體幾何形態(tài)的三維表達(dá)外，還要求對(duì)地質(zhì)體內(nèi)的屬性變化情況(例如巖性、某種物質(zhì)含量、密度、孔隙度、彈性模量等等，在數(shù)學(xué)上抽象地稱(chēng)之為屬性場(chǎng))進(jìn)行表達(dá)。人們還認(rèn)識(shí)到形態(tài)與屬性的表達(dá)在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的，形態(tài)表達(dá)中的界面往往就是某種或多種屬性的由漸變到突變的一個(gè)突變帶。在金屬礦勘探中，“礦”與“非礦”的區(qū)分界面就是據(jù)其品位達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)。在油氣勘探中，有機(jī)質(zhì)含量、脆性礦物含量、孔隙度、連通性等細(xì)微屬性的變化的探測(cè)與表達(dá)對(duì)于油氣開(kāi)采意義重大。

4.3 與地震、測(cè)井、電法、重、磁等物探數(shù)據(jù)結(jié)合更加緊密

高精度三維地震勘探技術(shù)極大地提高了地質(zhì)勘探的精度，測(cè)/錄井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)于巖性物性參數(shù)的表達(dá)是對(duì)鉆井取芯采樣的極好補(bǔ)充，在很多場(chǎng)合甚至取代了取芯；電法勘探對(duì)于金屬礦、含水層等特殊目的層具有針對(duì)性強(qiáng)、成本低的優(yōu)勢(shì)。重、磁勘探也具有其特有的優(yōu)勢(shì)。三維地質(zhì)建模將越來(lái)越依賴(lài)于各種物探數(shù)據(jù)的應(yīng)用。地球物理勘探方法中新技術(shù)的采用、精度的提高、成本的降低是地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)步的重要方面。因此，直接使用各種物探數(shù)據(jù)成果，甚至參與物探數(shù)據(jù)的解釋?zhuān)瑢⒊蔀槿S地質(zhì)建模軟件的發(fā)展趨勢(shì)之一。

4.4 與各種專(zhuān)業(yè)模型與應(yīng)用結(jié)合更加緊密

三維地質(zhì)建模軟件將向礦藏描述(包括油藏描述、氣藏描述、金屬礦描述、煤礦藏描述)(余璨等，2016)、成藏模擬、重磁場(chǎng)三維反演(何敬梓等，2015)沉積環(huán)境分析、構(gòu)造演化分析、構(gòu)造演化模擬、礦井設(shè)計(jì)、礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、礦井安全監(jiān)控等專(zhuān)業(yè)模型與應(yīng)用的結(jié)合方向發(fā)展，因?yàn)檫@些專(zhuān)業(yè)應(yīng)用中的基本環(huán)境與框架就是三維地質(zhì)模型。三維地質(zhì)建模技術(shù)將悄然無(wú)聲地進(jìn)入這些專(zhuān)業(yè)應(yīng)用，在不知不覺(jué)中支撐、引領(lǐng)各種專(zhuān)業(yè)應(yīng)用模型的進(jìn)步與升級(jí)。

4.5 融入大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等IT主流技術(shù)

三維地質(zhì)建模本質(zhì)上是信息技術(shù)的一個(gè)分支，三維地質(zhì)建模技術(shù)在其發(fā)展中將融入大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等IT主流技術(shù)。三維地質(zhì)建模軟件將引入大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、分析技術(shù)，以及并行計(jì)算、人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、多維時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘等IT主流技術(shù)。三維地質(zhì)建模平臺(tái)將成為地質(zhì)大數(shù)據(jù)的處理平臺(tái)。能處理地質(zhì)大數(shù)據(jù)的三維地質(zhì)建模技術(shù)也將從一個(gè)側(cè)面豐富、拓展大數(shù)據(jù)技術(shù)的內(nèi)函與外延。

5 幾點(diǎn)建議

5.1 國(guó)家應(yīng)繼續(xù)對(duì)三維地質(zhì)建模領(lǐng)域的支持

雖然國(guó)產(chǎn)的三維地質(zhì)建模軟件已經(jīng)從無(wú)到有，若干國(guó)內(nèi)公司已經(jīng)具有自我造血功能，但從國(guó)家層面一定要清醒地認(rèn)識(shí)到三維地質(zhì)建模是一項(xiàng)涉及到眾多國(guó)民經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵行業(yè)的基礎(chǔ)性的技術(shù)，該技術(shù)對(duì)于眾多行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步具有控制作用。三維地質(zhì)建模的很多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題還沒(méi)有真正解決。發(fā)達(dá)國(guó)家在該領(lǐng)域還具有明顯的優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)有可能在“市場(chǎng)自由競(jìng)爭(zhēng)”的幌子下扼殺國(guó)產(chǎn)軟件的生長(zhǎng)和發(fā)展。因此在國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、國(guó)土資源部地質(zhì)調(diào)查局等部門(mén)還應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)三維地質(zhì)建模方向的支持，除了支持高等院校、研究所的基礎(chǔ)理論研究，還應(yīng)適當(dāng)支持公司對(duì)實(shí)用技術(shù)的研究。只有理論與技術(shù)并重，才能打造出能為廣大用戶接受的三維建模軟件產(chǎn)品。

5.2 三維地質(zhì)建模要與專(zhuān)業(yè)應(yīng)用緊密結(jié)合

從國(guó)際和國(guó)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，三維地質(zhì)建模應(yīng)與專(zhuān)業(yè)應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，例如與沉積環(huán)境分析、構(gòu)造分析、油藏描述、地球物理勘探、數(shù)字礦山、地上下一體化的數(shù)字城市管理等專(zhuān)業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，這樣做出來(lái)的具三維地質(zhì)建模功能的產(chǎn)品才有用戶愿意付錢(qián)，產(chǎn)品也才能具有自我造血功能。

需要三維地質(zhì)建模功能的行業(yè)很多，不同行業(yè)都有自身的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，一個(gè)公司將一個(gè)行業(yè)做精做透就會(huì)有自己的生存空間，不要指望一款軟件適用所有行業(yè)。

5.3 加強(qiáng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定與維護(hù)

由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局組織，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心牽頭制定的《三維地質(zhì)數(shù)據(jù)模型交換格式(Geo3DML)》是一個(gè)正確的發(fā)展方向。但鑒于三維地質(zhì)模型的復(fù)雜性和應(yīng)用行業(yè)的多樣性，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還不可能一出臺(tái)就十分完善，需要在應(yīng)用中不斷地修改與完善。另外，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局以及及各專(zhuān)業(yè)部門(mén)的地質(zhì)局應(yīng)該組織一批應(yīng)用示范工程，在應(yīng)用示范工程中增加對(duì)勘探成果三維地質(zhì)建模的要求，對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行廣泛的應(yīng)用試驗(yàn)，并給予一定的專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持，在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)組織對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的修改完善，或者根據(jù)本行業(yè)的勘探工作特點(diǎn)制定既與該標(biāo)準(zhǔn)總體風(fēng)格、基本內(nèi)容一致，又適合本行業(yè)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)。

在國(guó)家層面還應(yīng)組織實(shí)施幾個(gè)項(xiàng)目吸引礦井設(shè)計(jì)部門(mén)、礦山生產(chǎn)單位與數(shù)字礦山軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)的參與，使得地質(zhì)勘探成果的三維模型能夠直接為中、下游企業(yè)所使用，使得三維地質(zhì)建模成果的社會(huì)效益最大化。

5.4 逐步在勘探規(guī)范中增加對(duì)三維建模的要求

在上述應(yīng)用示范項(xiàng)目進(jìn)行的同時(shí)，國(guó)土資源部礦產(chǎn)儲(chǔ)量管理司及其相關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)組織有關(guān)單位考慮在地質(zhì)勘探規(guī)范中增加對(duì)成果三維地質(zhì)建模方面的要求，并考慮給三維地質(zhì)建模工作設(shè)置一定的專(zhuān)項(xiàng)費(fèi)用。在勘探規(guī)范中增加三維地質(zhì)建模要求將是一項(xiàng)涉及面廣、政策性強(qiáng)的工作，它與現(xiàn)在地質(zhì)報(bào)告審查中強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)規(guī)則、尊重用戶(出資者)的要求的原則怎樣協(xié)調(diào)，可以調(diào)研、借鑒國(guó)際上在這個(gè)方面的處理方式。國(guó)外很多礦權(quán)交易市場(chǎng)要求掛牌交易礦權(quán)的區(qū)塊提供三維地質(zhì)模型，很多國(guó)外勘探項(xiàng)目都被要求提供三維地質(zhì)建模成果。將行政手段與市場(chǎng)需求結(jié)合起來(lái)促使地質(zhì)勘探成果的三維地質(zhì)建模。

5.5 軟件開(kāi)發(fā)者設(shè)法降低軟件的操作復(fù)雜度提高軟件的容錯(cuò)與集成能力

雖然三維地質(zhì)建模工作本身確實(shí)很復(fù)雜，但軟件開(kāi)發(fā)商還是要想方設(shè)法降低軟件的操作復(fù)雜性，增強(qiáng)軟件的健壯性與容錯(cuò)功能，用魯棒、智能的算法容忍“未及”、“過(guò)伸”等瑕疵。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，各種不同來(lái)源、不同類(lèi)型、不同精度數(shù)據(jù)的集成與整合在所難免。三維地質(zhì)建模軟件需要“容忍”各種數(shù)據(jù)的不精確、操作的不準(zhǔn)確。

6 結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)的進(jìn)步不可逆轉(zhuǎn)，但同時(shí)又是一個(gè)緩慢的、漸進(jìn)的、由局部到全局的過(guò)程。2002～2005年，國(guó)土資源大調(diào)查項(xiàng)目中設(shè)立了一個(gè)工作項(xiàng)目，開(kāi)展地質(zhì)體三維建模的現(xiàn)狀調(diào)研、示范研究后，得出的結(jié)論是“三維地質(zhì)建模從數(shù)據(jù)模型到技術(shù)方法仍然沒(méi)有成熟”(楊東來(lái)等,2007)，雖然10年過(guò)去了，國(guó)產(chǎn)的三維地質(zhì)建模軟件從無(wú)到有，但上述結(jié)論總體情況仍然沒(méi)有改變。正如姜作勤所指出的那樣，地質(zhì)專(zhuān)家早在80年代末提出三維地質(zhì)建模的功能需求，20多年過(guò)去了，結(jié)果并不令人滿意，將3維建模納入地質(zhì)調(diào)查流程還有很長(zhǎng)的路要走(姜作勤，2013)。中國(guó)三維地質(zhì)建模從研究學(xué)者到軟件廠商都任重而道遠(yuǎn)，國(guó)家相關(guān)部門(mén)需要給他們創(chuàng)造一定的條件，勘探項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人應(yīng)積極地在項(xiàng)目中使用三維地質(zhì)建模技術(shù)。

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[附中文參考文獻(xiàn)]

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Usage,Status,Problems,Trends and Suggestions of 3D Geological Modeling

LI Qing-yuan1,2,3,ZHANG Luo-yi2,CAO Dai-yong2,DONG Qian-lin2,CUI Yang3,CHEN Chun-mei2

(1.KeyLaboratoryofGeo-Informatics,ChineseAcademyofSurveyingandMapping,Beijing100830;2.CollegeofGeoscienceandSurveyingEngineeing,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083;3.SchoolofMappingandGeographicalScience,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin,Liaoning123000)

This paper summarizes the usage,status,problems,trends of 3D geological modeling and proposes some recommendations.The usages of this technology are：(1) displaying real 3D scenes;(2) accurate calculation of reserves;(3) making planar and profile structural forms compatible and linkage editing;(4) integration and assimilation of multi-source and heterogeneous data;(5) various 3D spatial analysis and process simulation;and (6) facilitating introduction of complex geological conditions to the customer and leadership.The current status of 3D geological modeling is discussed from two aspects of application and domestic software development.The existing problems in the application of this technique include：(1) The operation of software is too complex and difficult for the makers of geological maps;(2) Constraint conditions of 3D modeling are too harsh and manual editing work is extremely huge;(3) There is no standard of 3D geological modeling and model data to exchange and share;(4) Exploration specification is not required and the enthusiasm of geological teams is not high;and (5) It is unclear who should pay the cost of modeling.The development trends of 3D geological modeling are predicted as follows：(1) Software will be more mature,stable and easy to use.(2) It will develop from the early focusing on shape modeling to both shape and property modeling.(3) It will be more closely combined with seismic,logging and other geophysical data.(4) It will be more closely linked with professional application models of mineral deposit description,reservoir simulation,sedimentary environment analysis,tectonic evolution and tectonic modeling and so forth.(5) It will integrate the IT mainstream technologies of big data,cloud computing,the internet of things and others.Several suggestions are put forward to the relevant authorities of the state,enterprise users and software developers：(1) The country should continue to support the 3D geological modeling;(2) The 3D geological modeling should be closely combined with the professional application;(3) To strengthen the development and maintenance of relevant standards;(4) To increase requirements for 3D modeling in exploration specification step by step and (5) Software developers should try to reduce the complexity of the operation of the software and improve the ability of fault tolerance.

3D geology modeling,geology exploration,mineral resource exploration,digital mine

2015-04-24；

2016-03-11；[責(zé)任編輯]郝情情。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41272367，41572141)資助。

李青元(1958年-),男,研究員,從事三維地質(zhì)建模軟件研究與應(yīng)用。E-mail:liqy@casm.ac.cn。

P287

A

0495-5331(2016)04-0759-09

Li Qing-yuan,Zhang Luo-yi,Cao Dai-yong,Dong Qian-lin,Cui Yang,Chen Chun-mei.Usage,status,problems,trends and suggestions of 3D geological modeling [J].Geology and Exploration,2016,52(4):0759-0767.