亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        三維地質(zhì)建模技術(shù)研究現(xiàn)狀

        2019-10-21 12:07:25姬廣軍朱吉祥
        科技風(fēng) 2019年10期
        關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)模型研究現(xiàn)狀不確定性

        姬廣軍 朱吉祥

        摘要:三維地質(zhì)建模是定量化研究三維空間結(jié)構(gòu)特征與變化規(guī)律的重要方法,已成為模擬分析地質(zhì)現(xiàn)象與時(shí)空演變規(guī)律重要有效手段之一。本文從數(shù)據(jù)模型、建模方法、建模軟件、不確定性及應(yīng)用領(lǐng)域五個(gè)方面闡述了三維地質(zhì)建模技術(shù)的研究現(xiàn)狀,并對(duì)三維地質(zhì)建模技術(shù)發(fā)展的提出相應(yīng)建議。

        關(guān)鍵詞:三維地質(zhì)建模;研究現(xiàn)狀;不確定性;數(shù)據(jù)模型;建模方法

        三維地質(zhì)建模是在各種原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,以適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)模型建立地質(zhì)特征的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)對(duì)地質(zhì)體的幾何形態(tài)、地質(zhì)體間的關(guān)系和物性等計(jì)算機(jī)模擬,最后形成復(fù)雜整體三維模型的過(guò)程。[1]三維地質(zhì)建??梢灾庇^地表達(dá)地質(zhì)體的空間形態(tài)與特征,能夠進(jìn)行真三維的空間操作與分析,較大程度地促進(jìn)地質(zhì)信息的科學(xué)管理與共享。本文從空間數(shù)據(jù)模型、建模方法、建模軟件、不確定性和應(yīng)用領(lǐng)域五個(gè)方面入手,系統(tǒng)闡述了三維地質(zhì)建模的研究現(xiàn)狀,并對(duì)三維地質(zhì)建模發(fā)展提出相應(yīng)建議。

        1 空間數(shù)據(jù)模型

        數(shù)據(jù)模型是為方便數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、交換和使用而構(gòu)建的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)約束的總稱。1978年Hunter首先提出了以八叉樹(shù)為代表的數(shù)據(jù)模型,[2]Victor[3]和Pilouk[4]提出了不規(guī)則四面體的數(shù)據(jù)模型;Wu提出了廣義三棱柱的數(shù)據(jù)模型[5]等。這些數(shù)據(jù)模型可以分為三類:基于面、基于體以及混合數(shù)據(jù)模型。這三類模型中常用的模型的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表1。

        3 三維地質(zhì)建模軟件

        三維地質(zhì)建模技術(shù)的不斷成熟和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,促使國(guó)外開(kāi)發(fā)研制了許多較為成熟的商業(yè)化軟件。其中應(yīng)用較廣泛的軟件有GoCAD、Surpac、3DMine、Vulcan、MicroLynx、GSI3D等。GoCAD軟件的三維可視化功能強(qiáng)大,能處理復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造,是目前國(guó)外應(yīng)用最廣的三維地質(zhì)建模軟件之一。

        國(guó)內(nèi)在軟件方面起步較晚,且大都集中在三維可視化等方面,[10]主要包括MapGIS、GSIS建模系統(tǒng)及QuantyView等。國(guó)內(nèi)軟件具有較強(qiáng)的專業(yè)針對(duì)性,如Longruan GIS面向數(shù)字礦山、DeepInsight面向地球物理與油藏等,它們基本可以滿足大多數(shù)用戶的日常需求。[22]

        4 不確定性分析

        由于目前人類知識(shí)的有限性及地下空間的不可見(jiàn)性與復(fù)雜性,通過(guò)有限的信息來(lái)推斷未知的地下信息會(huì)存在各種形式的不確定性。[23]國(guó)內(nèi)外對(duì)模型的不確定性做出了不少研究,但仍處在初始階段。[24]三維地質(zhì)建模的不確定性包括數(shù)據(jù)不確定、[24]結(jié)構(gòu)不確定、[25]可視化不確定[26]和響應(yīng)不確定,[26]其中數(shù)據(jù)不確定和結(jié)構(gòu)不確定性研究較多,這里主要討論數(shù)據(jù)不確定性和結(jié)構(gòu)不確定性。

        4.1 結(jié)構(gòu)不確定性

        地質(zhì)學(xué)家可以利用地球物理勘探、露頭描述及其延伸、鉆孔揭露等方式獲取有限范圍的地質(zhì)信息,這些方法通過(guò)專家解釋后獲得的地質(zhì)結(jié)構(gòu)可能并不能真正的反映實(shí)際的地質(zhì)結(jié)構(gòu),從而產(chǎn)生一定程度的不確定性。另一方面,地質(zhì)體或地質(zhì)現(xiàn)象本身就具有復(fù)雜性,[27]通過(guò)各種常規(guī)方法建立的模型也會(huì)存在一定程度的不確定性。Thore等[25]提出了一種確定和處理結(jié)構(gòu)不確定性的方法并詳細(xì)地分析不確定的來(lái)源;Gerritsen和Caers[28]指出了不確定的來(lái)源并且認(rèn)為數(shù)據(jù)可以用來(lái)約束模型的不確定性,此外,他還給出了基于概率、變異函數(shù)、逆向建模等方法的詳細(xì)解釋和步驟。

        4.2 數(shù)據(jù)不確定性

        幾乎所有的地質(zhì)數(shù)據(jù)都會(huì)有不同程度的不確定性,這些不確定性是由測(cè)量誤差、數(shù)據(jù)不足、取樣限制、不完美的概念或假說(shuō)和必要的簡(jiǎn)化等因素引起的,[28]這也是限制模型精度的重要原因。Wellmann等[29]分析了由于數(shù)據(jù)質(zhì)量而引起的不確定性并給出了具有詳細(xì)步驟的處理辦法,他認(rèn)為數(shù)據(jù)的不確定來(lái)源可以分為3類:

        (1)精度不夠或測(cè)量誤差,是由于原始數(shù)據(jù)的不確定性引起的,如沉積邊界的位置或構(gòu)造的方向。

        (2)地質(zhì)變量本身的隨機(jī)性,是由已知點(diǎn)插值得到未知點(diǎn)不確定性引起的。

        (3)認(rèn)知有限性,是由于對(duì)存在的地質(zhì)體或地質(zhì)現(xiàn)象認(rèn)知不完整和不精確引起的。[30]

        由采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)所建立的三維地質(zhì)模型一定存在不確定性,一般不確定性隨著數(shù)據(jù)量的減小而增大。Yamamoto等[30]通過(guò)在計(jì)算模型中再取樣和后處理的方式達(dá)到減小不確定性的效果。

        5 應(yīng)用領(lǐng)域

        經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,三維地質(zhì)建模已經(jīng)滲入到地質(zhì)的各個(gè)領(lǐng)域,包括礦產(chǎn)、[31]石油、[32]水文地質(zhì)、[33,34]工程地質(zhì)、[7,35]地?zé)岬刭|(zhì)、[36]災(zāi)害地質(zhì)等。三維地質(zhì)建模首先使用到礦產(chǎn)、石油領(lǐng)域,[23]且在這些領(lǐng)域中技術(shù)比較成熟。在礦產(chǎn)中,主要用于分析礦體的分布規(guī)律、估算礦產(chǎn)資源量以及進(jìn)行資源量評(píng)價(jià)等服務(wù);在石油領(lǐng)域,主要進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算、表達(dá)儲(chǔ)層構(gòu)造形態(tài)與品質(zhì)分布等。在水文地質(zhì)學(xué)科中,三維地質(zhì)建??梢杂糜诜治鲅芯繀^(qū)的水文地質(zhì)條件、調(diào)查污染物運(yùn)移規(guī)律等服務(wù)。在工程地質(zhì)中,三維地質(zhì)建模用于對(duì)巷道、工程建設(shè)的承載力模擬分析等服務(wù)。三維地質(zhì)建模還可以估算地?zé)醿?chǔ)量、分析地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)機(jī)制等服務(wù)。

        6 結(jié)論

        三維地質(zhì)建模突破了傳統(tǒng)二維空間表達(dá)的束縛,還地質(zhì)以本來(lái)面目,其可以直觀、形象地展示了地質(zhì)體的空間分布及其規(guī)律,使地質(zhì)研究可以在多維空間中分析地質(zhì)問(wèn)題,表達(dá)研究結(jié)果,更符合地質(zhì)研究的實(shí)際情況。雖然目前有眾多的數(shù)據(jù)模型、建模方法和應(yīng)用軟件,但他們各自的適應(yīng)能力有限,在解決復(fù)雜區(qū)域性模型構(gòu)建等方面仍面臨著較多亟待解決的難題,這些難題既涉及到地質(zhì)領(lǐng)域相關(guān)知識(shí),同時(shí)也涉及到計(jì)算機(jī)、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科相關(guān)知識(shí)。這就要求不同專業(yè)的相關(guān)人員進(jìn)行深層次的交流,共同推進(jìn)三維地質(zhì)建模事業(yè)的發(fā)展。

        另一方面,國(guó)內(nèi)有眾多的研究人員和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維地質(zhì)建模理論研究,不同的機(jī)構(gòu)或研究人員研究思路、方法可能不同,但他們都各自積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)這些研究機(jī)構(gòu)或研究人員進(jìn)行全方位合作,注重理論與實(shí)際相結(jié)合的研究,也是三維地質(zhì)建模發(fā)展的可行途徑。

        參考文獻(xiàn):

        [1]Houlding S.3D geoscience modeling:computer techniques for geological characterization[M].Springer-Verlag,1994.

        [2]韓國(guó)建,郭達(dá)志,金學(xué)林.礦體信息的八叉樹(shù)存儲(chǔ)和檢索技術(shù)[J].測(cè)繪學(xué)報(bào),1992(1):13-17.

        [3]Victor J D,Alan P.Delaunay Tetrahedral Data Modelling for 3-D GIS Applications[J].GIS/LIS'93,1993:671-678.

        [4]Pilouk M,Tempfli K,Molenaar M.A tetrahedron-based 3D vector data model for geo-information.[J].Agdm94 Spatial Data Modelling & Query Languages Ford Andd Applications M,1994.

        [5]Wu L.Topological relations embodied in a generalized tri-prism(GTP)model for a 3D geoscience modeling system[J].Computers & Geosciences,2004,30(4):405-418.

        [6]Li R.Data structures and application issues in 3-D geographic information systems[J].Geomatica,1994,3.

        [7]Xu N X,Tian H.Wire frame:A reliable approach to build sealed engineering geological models[J].Computers & Geosciences,2009,35(8):1582-1591.

        [8]Wu L X.Topological relations embodied in a generalized tri-prism(GTP)model for a 3D geoscience modeling system[J].Computers & Geosciences,2004,30(4):405-418.

        [9]Jrgensen F,Mller R R,Nebel L,et al.A method for cognitive 3D geological voxel modelling of AEM data[J].Bulletin of Engineering Geology & the Environment,2013,72(3):421-432.

        [10]潘懋,方裕,屈紅剛.三維地質(zhì)建模若干基本問(wèn)題探討[J].地理與地理信息科學(xué),2007,23(3):1-5.

        [11]Herbert M H,Jones C B,Tudhope D S.Three-dimensional reconstruction of geoscientific objects from serial sections[J].Visual Computer,1995,11(7):343-359.

        [12]Horsman J,Bethel W.Methods of constructing a 3D geological model from scatter data:Advanced visual systems conference,Boston,MA(United States),1995[C].

        [13]Lemon A M,Jones N L.Building solid models from boreholes and user-defined cross-sections[J].Computers & Geosciences,2003,29(5):547-555.

        [14]He X,Koch J,Sonnenborg T O,et al.Transition probability‐based stochastic geological modeling using airborne geophysical data and borehole data[J].Water Resources Research,2014,50(4):3147-3169.

        [15]Hyer A S,Jrgensen F,F(xiàn)oged N,et al.Three-dimensional geological modelling of AEM resistivity data — A comparison of three methods[J].Journal of Applied Geophysics,2015,115:65-78.

        [16]Zhu L F,Zhang C J,Li M J,et al.Building 3D solid models of sedimentary stratigraphic systems from borehole data:An automatic method and case studies[J].Engineering Geology,2012,127(1):1-13.

        [17]Jessell M.Three-dimensional geological modelling of potential-field data[J].Computers & Geosciences,2001,27(4):455-4653.

        [18]Calcagno P,Chilès J P,Courrioux G,et al.Geological modelling from field data and geological knowledge.Part I.Modelling method coupling 3D potential-field interpolation and geological rules[J].Physics of the Earth & Planetary Interiors,2008,171(1):147-157.

        [19]Kaufmann O,Martin T.3D geological modelling from boreholes,cross-sections and geological maps,application over former natural gas storages in coal mines[M].Pergamon Press,Inc.,2008.

        [20]Wu Q,Xu H,Zou X.An effective method for 3D geological modeling with multi-source data integration[J].Computers & Geosciences,2005,31(1):35-43.

        [21]Li M C,Han Y Q,Liao Z,et al.Alternative 3D Modeling Approaches Based on Complex Multi-Source Geological Data Interpretation[J].Transactions of Tianjin University,2014,20(1):7-14.

        [22]李青元,張麗云,魏占營(yíng),等.三維地質(zhì)建模軟件發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題探討[J].地質(zhì)學(xué)刊,2013,37(4):554-561.

        [23]李瑞航,張永波,劉天霸,等.三維水文地質(zhì)建模技術(shù)研究綜述[J].南水北調(diào)與水利科技,2011,09(6):98-101.

        [24]Zhu L F,Zhuang Z Y.Framework system and research flow of uncertainty in 3D geological structure models[J].International Journal of Mining Science and Technology,2010,20(2):306-311.

        [25]Thore P,Shtuka A,Lecour M,et al.Structural uncertainties:Determination,management,and applications[J].Geophysics,2002,67(3):840.

        [26]卡爾斯杰夫.地球科學(xué)中的不確定性建模[M].北京:石油工業(yè)出版社,2016.

        [27]Lindsay M,Ailleres L,Betts P,et al.Integrating geological uncertainty into combined geological and potential field inversions[J].2010:1-4.

        [28]Gerritsen M,Caers J.Modeling Spatial and Structural Uncertainty in the Subsurface[M].Springer New York,2013.

        [29]Wellmann J F,Horowitz F G,Schill E,et al.Towards incorporating uncertainty of structural data in 3D geological inversion[J].Tectonophysics,2010,490(34):141-151.

        [30]Yamamoto J K,Koike K,Kikuda A T,et al.Post-processing for uncertainty reduction in computed 3D geological models[J].Tectonophysics,2014,633:232-245.

        [31]張曉坤,章浩.三維地質(zhì)建模在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J].金屬礦山,2010,V39(3):106-110.

        [32]Deutsch C V,Wang L.Hierarchical object-based stochastic modeling of fluvial reservoirs[J].Mathematical Geology,1996,28(7):857-880.

        [33]Wycisk P.3D Geological and Hydrogeological Modelling-Integrated Approaches in Urban Groundwater Management[J].Springer International Publishing,2015:3-12.

        [34]Delhomme J P.Spatial variability and uncertainty in groundwater flow parameters:A geostatistical approach[J].Water Resources Research,1979,15(2):269-280.

        [35]Dong M,Neukum C,Hu H,et al.Real 3D geotechnical modeling in engineering geology:a case study from the inner city of Aachen,Germany[J].Bulletin of Engineering Geology & the Environment,2015,74(2):281-300.

        [36]Guglielmetti L,Comina C,Abdelfettah Y,et al.Integration of 3D geological modeling and gravity surveys for geothermal prospection in an Alpine region[J].Tectonophysics,2013,608(6):1025-1036.

        基金項(xiàng)目:水環(huán)所基本業(yè)務(wù)費(fèi)(SK201615);雄安新區(qū)資源環(huán)境承載力綜合監(jiān)測(cè)和透明雄安數(shù)字平臺(tái)建設(shè)(DD20189144)

        作者簡(jiǎn)介:姬廣軍(1993-),男,漢族,山東濟(jì)寧人,碩士,研究方向:區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)建模和城市地質(zhì)信息化應(yīng)用研究。

        猜你喜歡
        數(shù)據(jù)模型研究現(xiàn)狀不確定性
        法律的兩種不確定性
        法律方法(2022年2期)2022-10-20 06:41:56
        英鎊或繼續(xù)面臨不確定性風(fēng)險(xiǎn)
        面板數(shù)據(jù)模型截面相關(guān)檢驗(yàn)方法綜述
        加熱爐爐內(nèi)跟蹤數(shù)據(jù)模型優(yōu)化
        我國(guó)環(huán)境會(huì)計(jì)研究回顧與展望
        新形勢(shì)下公立醫(yī)院成本管理研究現(xiàn)狀與展望
        淺析電力系統(tǒng)諧波及其研究現(xiàn)狀
        創(chuàng)新人才培養(yǎng)理論研究現(xiàn)狀及未來(lái)研究方向
        成才之路(2016年25期)2016-10-08 09:46:28
        具有不可測(cè)動(dòng)態(tài)不確定性非線性系統(tǒng)的控制
        面向集成管理的出版原圖數(shù)據(jù)模型
        亚洲av日韩专区在线观看| 蜜桃传媒免费在线观看| 日本最新一区二区三区视频观看 | 欧美激情在线播放| 97se亚洲国产综合自在线| 久久免费观看国产精品| 中文字幕一区二区三区在线看一区| 在线a亚洲视频播放在线播放| 欧美一区二区三区久久综| 日韩A∨精品久久久久| 亚洲精品国产熟女久久| 阴唇两边有点白是怎么回事| …日韩人妻无码精品一专区| 欧美性猛交xxxx乱大交蜜桃| 国产激情一区二区三区在线蜜臀| 水蜜桃男女视频在线观看网站| 正在播放老肥熟妇露脸| 黑人巨大videos极度另类| 日产乱码一区二区国产内射| av中国av一区二区三区av| 国产成人精品久久一区二区三区| 国产成人精品午夜福利在线| 国产麻豆放荡av激情演绎| 国产视频一区二区三区在线免费| 野外三级国产在线观看| 亚洲国产线茬精品成av| 我和隔壁的少妇人妻hd| 性一交一乱一透一a级| 在线观看一区二区女同| 国产午夜精品美女裸身视频69 | 国产精品爽爽ⅴa在线观看| 日本免费人成视频播放| 欧美日韩国产在线人成dvd| 黄色影院不卡一区二区| 午夜精品久久久久久毛片| 欧美一级在线全免费| 日本高清色一区二区三区| 厨房人妻hd中文字幕| 无码国产激情在线观看| 日本人妻av在线观看| 日韩精品熟女中文字幕|