可視化技術及其在地質(zhì)勘探中的應用淺析

尹濤

摘 要：隨著計算機的發(fā)展，可視化技術逐漸發(fā)展并被廣泛應用到多個領域。在醫(yī)學、金融、建筑、通信、商業(yè)、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(nèi)涵、特點、發(fā)展應用等方面闡述了它的普及性及重要性，并對其在地質(zhì)勘探中的應用進行了探討。

關鍵詞：可視化技術；地質(zhì)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(fā)展，隨著它的廣泛應用，可視化技術大大地提高了地質(zhì)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(zhì)量。可視化技術通過計算機完成圖形和數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換，以更加直觀的方式展現(xiàn)給人們，不僅精確而且容易理解。在這個信息量巨大，社會發(fā)展極快的現(xiàn)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(jīng)歷三次工業(yè)革命后，從18世紀60年代開始的第一次工業(yè)革命，人類開始進入蒸汽時代；到19世紀下半葉第二次工業(yè)革命，人類進入電氣時代；直至第二次世界大戰(zhàn)后的第三次工業(yè)革命。人們對科學技術的需求逐步提高，對生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量的要求也更加嚴格，然而，大量的信息資源以及精確的數(shù)據(jù)要求卻遠遠超過了人腦的能力。伴隨著計算機的產(chǎn)生，可視化技術也逐步發(fā)展起來，簡單來講，可視化技術就是借助計算機對數(shù)據(jù)進行科學嚴謹?shù)姆治觯贸鰷蚀_的結(jié)果，之后通過圖像處理技術，將復雜難懂的數(shù)據(jù)、結(jié)論轉(zhuǎn)化成直觀的圖像，幫助人們更好、更精確的理解和利用數(shù)據(jù)信息。可視化的過程就是建模和渲染的過程，建模就是將數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)模型通過圖像處理技術轉(zhuǎn)化成圖像、動畫，更容易讓人理解和應用數(shù)據(jù)。可視化技術涉及的領域廣泛，在世界迅速發(fā)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(xiàn)數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)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(shù)據(jù)傳輸及時簡便，通過圖像、動畫等對數(shù)據(jù)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(fā)展。最早在20世紀80年代，計算機就已經(jīng)開始被應用到數(shù)據(jù)的計算和分析上，但基于當時計算機技術還不是很發(fā)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(xiàn)如今這么發(fā)達，因此通過計算機分析處理后的數(shù)據(jù)只能以二維圖像的方式展現(xiàn)出來，展現(xiàn)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(fā)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(lián)網(wǎng)全球化的發(fā)展使可視化技術環(huán)境交互性逐漸增強，另外計算機智能化系統(tǒng)的逐步發(fā)展，使得計算機對數(shù)據(jù)的分析和處理更加智能化，圖像的處理技術也越來越發(fā)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(fā)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(yī)學、產(chǎn)品設計、游戲開發(fā)、水利水電工程建設、電力控制、地質(zhì)勘探等領域都大量的應用可視化技術，借助它海量的數(shù)據(jù)、科學的分析、嚴謹?shù)挠嬎阋约爸庇^的結(jié)果來滿足人們生產(chǎn)生活的需要。尤其是在地質(zhì)勘探開發(fā)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(zhì)勘探中的應用

2.1 傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探。在可視化技術還沒有發(fā)展起來之前，地質(zhì)勘探工作難度大、耗時長、效率低。傳統(tǒng)的地質(zhì)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?shù)难芯亢头治觯罁?jù)專家的分析結(jié)果和實踐經(jīng)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(shù)量作出結(jié)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(tǒng)的地質(zhì)勘探不僅復雜麻煩，而且耗時耗力，人腦分析的數(shù)據(jù)不僅不精確、時間長，而且易出錯，分析的數(shù)據(jù)量也有限，這樣就常常由于分析失誤或數(shù)據(jù)不詳細導致嚴重的經(jīng)濟損失。在早些年代，人們對資源的需求量還不像現(xiàn)代社會如此之大，這種傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探方法還勉強可以滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰请S著大量工業(yè)工廠的興起，采用傳統(tǒng)的地質(zhì)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(fā)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(zhì)勘探的效率和質(zhì)量。

2.2 可視化技術的應用。傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探鉆井作業(yè)是邊鉆邊采集樣本，之后在進行分析，現(xiàn)在在進行鉆井作業(yè)的同時便進行數(shù)據(jù)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(fā)送測斜數(shù)據(jù)，由計算機迅速地進行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整鉆頭方向，繼續(xù)向下鉆井并傳送測斜數(shù)據(jù)，再由計算機進行分析，再調(diào)整鉆頭繼續(xù)鉆井直到鉆到目標層為止。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析不僅需要套用大量復雜繁瑣的公式，得出的結(jié)論也是復雜難懂的數(shù)據(jù)，勘探人員不易把控。通過可視化技術處理數(shù)據(jù)后，不僅耗時少，而且數(shù)據(jù)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(fā)方面利用遙感技術顯示礦藏結(jié)構的立體分布，就是通過自然產(chǎn)生的地震波或人工發(fā)出的電磁波，在不同的礦物質(zhì)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(jié)語

可視化技術能夠在復雜繁多的地質(zhì)勘探信息中，尋找出有利用價值的數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成直觀明了的圖像并呈現(xiàn)出來，基于此地質(zhì)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(fā)展，離不開能源和資源的消耗，可視化技術在計算機如此發(fā)達的時代，可以充分發(fā)揮其作用，推動人類社會的發(fā)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(fā)展并推動時代的發(fā)展。

參考文獻

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