基于礦山資源勘查的三維可視化技術(shù)設(shè)計及實踐

（遼寧省有色地質(zhì)一〇六隊有限責(zé)任公司，遼寧 鐵嶺 112000）

常規(guī)礦山資源勘查顯示技術(shù)采用標(biāo)注法對礦山資源進行顯示，但標(biāo)注法僅能標(biāo)注主要信息，不能進行空間立體標(biāo)注，無法對資源邊緣進行準(zhǔn)確的界定，存在客觀顯示能力較低的不足[1]，一直困擾礦山資源勘查顯示技術(shù)的發(fā)展?；谌S模型地質(zhì)參數(shù)的獲取，獲取三維建模的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，根據(jù)關(guān)鍵參數(shù)的獲取，已Petre1為例，進行地質(zhì)三維建模過程及表達，依托空間矢量數(shù)據(jù)迭代分析，完成三維可視化技術(shù)設(shè)計。實踐分析表明，設(shè)計的基于礦山資源勘查的三維可視化技術(shù)，具有較高的客觀顯示能力。

1 基于礦山資源勘查的三維可視化技術(shù)設(shè)計

基于三維模型地質(zhì)參數(shù)的獲取，獲得三維建模的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，依托關(guān)鍵參數(shù)進行地質(zhì)三維建模過程及表達，根據(jù)空間矢量數(shù)據(jù)迭代分析。完成三維可視化技術(shù)設(shè)計。

（1）三維模型地質(zhì)參數(shù)的獲取。三維模型地質(zhì)參數(shù)的獲取是三維可視化技術(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)，是三維可視化技術(shù)設(shè)計的關(guān)鍵一步，三維模型地質(zhì)參數(shù)的獲取是對要進行模型搭建的結(jié)構(gòu)、巖層、位置（坐標(biāo)）、斷層、滲透率等關(guān)鍵信息的獲取。

關(guān)鍵信息的獲取主要分為兩步，其一為現(xiàn)場勘探，其二為數(shù)據(jù)對比?，F(xiàn)場勘探選擇物理法勘探，目前物理法勘探技術(shù)較為成熟，通過物理法勘探獲取的結(jié)果，與標(biāo)準(zhǔn)值進行對比，進行研判，確定結(jié)構(gòu)、巖層、位置（坐標(biāo)）、斷層、滲透率等關(guān)鍵信息的類型。為地質(zhì)三維建模過程及表達提供數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)對比過程采用數(shù)據(jù)庫對比的方式進行，減少人為對比的比例，提供工作效率，減少人為誤差。

（2）地質(zhì)三維建模過程及表達。基于三維模型地質(zhì)參數(shù)的獲取，對要構(gòu)建的類型、成分、狀態(tài)已經(jīng)具有了充分的掌握。為此基于三維模型地質(zhì)參數(shù)的獲取進行模型的搭建。經(jīng)過近二三十年的發(fā)展，地質(zhì)三維建模區(qū)域成熟，目前主流的地質(zhì)建模軟件包括由法國Sch1umberger公司開發(fā)的Petre1，以及ROXAR公司開發(fā)的RMS軟件兩款。本文以Sch1umberger公司開發(fā)的Petre1軟件為了，地質(zhì)三維建模過程及表達。進行目前Petre1最新更新為2014版，軟件語言為英語。數(shù)據(jù)的導(dǎo)入是根據(jù)三維模型地質(zhì)參數(shù)的獲取參數(shù)，進行導(dǎo)入的。模板的匹配是根據(jù)不同的數(shù)據(jù)，匹配對應(yīng)的模板，模板包括特征顏色的參數(shù)。前置數(shù)據(jù)的輸入是根據(jù)專家的判斷，對前置數(shù)據(jù)進行輸入。斷層的處理是根據(jù)軟件操作，繪制地質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部斷層。層面的制作，與斷層的處理相似，是對各層面進行制作。數(shù)據(jù)的導(dǎo)出顯示是根據(jù)軟件的操作最終顯示出三維建模圖形。

（3）空間矢量數(shù)據(jù)迭代分析。空間矢量數(shù)據(jù)分析是根據(jù)地質(zhì)三維建模過程及表達，對礦藏資源分析的顯示的手段?？臻g矢量數(shù)據(jù)迭代分析是基于礦山資源勘查的三維可視化技術(shù)中重要的一環(huán)，并且是一個非常復(fù)雜的過程，為此對空間矢量數(shù)據(jù)迭代分析的技術(shù)原理進行分析。

空間矢量數(shù)據(jù)迭代分析首先確定三維模型的礦藏類型的條件參量，如公式（1）所示。

式中，d(A，B)代表某礦藏的條件參量，(ai，bi)代表該礦藏的基本參數(shù)，S代表條件變化系數(shù)。

根據(jù)礦藏的條件參量的確定，進行顯示成分結(jié)構(gòu)的計算，如公式（2）所示。

式中，C代表顯示礦藏的成分，E代表顯示礦藏的結(jié)構(gòu)，R代表物理勘探方法的準(zhǔn)確性，S代表條件變化系數(shù)，△G代表臨近結(jié)構(gòu)變化，j代表深度。根據(jù)公式（2）實現(xiàn)藏資源分析，完成了空間矢量數(shù)據(jù)迭代分析，實現(xiàn)了基于礦山資源勘查的三維可視化技術(shù)設(shè)計。

2 礦山資源勘查三維可視化的實踐分析

為保證實踐過程的有效性以及數(shù)據(jù)的說服性，采用常規(guī)礦山資源勘查顯示技術(shù)，作為對比對象進行實踐分析。

（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。為了客觀的分析顯示能力，采用計算機仿真不同礦山類型，模擬不同礦產(chǎn)資源。利用兩種顯示技術(shù)進行分析，對礦產(chǎn)資源進行描述，其描述重合度為100%，則代表該顯示技術(shù)客觀顯示能力為1，反之描述重合度為0%，則代表該顯示技術(shù)客觀顯示能力為0。

模擬的礦山類型包括具有露天開采價值的礦山、火成巖為主的礦山、巖漿巖為主的礦山、沉積巖為主的礦山、變質(zhì)巖為主的礦山。模擬的礦產(chǎn)資源包括黃銅礦（深度200m～400m，礦藏14203m3）、鉛鋅礦（深度0m～200m，礦藏21552m3）、異極礦（深度150m～350m，礦藏4168m3）、硅鎂鎳礦（深度400m～750m，礦藏7125m3）鉬白鎢礦（深度750m～1000m，礦藏4122m3）。

（2）實踐過程與結(jié)果分析。實踐分析過程首先根據(jù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的參數(shù)，對礦山礦產(chǎn)資源進行模擬，設(shè)定不同礦產(chǎn)資源變化的深度為客觀顯示能力的自變量。然后載入兩種分析方法，進行礦山資源勘查的客觀顯示能力分析，并記錄分析參數(shù)，與模擬值進行對比，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理，繪制客觀顯示能力對比曲線，如圖1所示。

圖1 客觀顯示能力對比曲線

分析客觀顯示能力對比曲線，我們可以得出，常規(guī)顯示技術(shù)客觀顯示能力隨礦藏深度的增加變化較為明顯，提出的三維可視化技術(shù)整理運行良好，能夠清楚的分析其礦山的礦產(chǎn)資源。

3 總結(jié)

本文提出了基于礦山資源勘查的三維可視化技術(shù)設(shè)計及實踐，基于三維模型地質(zhì)參數(shù)的獲取、質(zhì)三維建模過程及表達、空間矢量數(shù)據(jù)迭代分析、礦山資源勘查三維可視化的實踐分析，實現(xiàn)本文的研究。希望本文的研究能夠為三維可視化技術(shù)提供理論依據(jù)。