基于GIS的礦山三維地質建模方法研究

羅建銘,田雛青

（江蘇省有色金屬華東地質勘查局地質信息中心,南京 210007）

基于GIS的礦山三維地質建模方法研究

羅建銘,田雛青

（江蘇省有色金屬華東地質勘查局地質信息中心,南京 210007）

近年來GIS技術作為關鍵的空間信息方法，被廣泛應用于地理信息相關的多門類行業。其中，礦山三維地質建模主要是在傳統三維地質建模的基礎上，吸收了大量先進的科學信息技術，并有效利用地質建模軟件構建出基于GIS的多元化、多方法的新型三維地質建模方法，其能夠在一定程度上保持礦山數據在空間與時間上的統一，提高礦山管理的數字化程度，使其生產過程能夠更加的安全、可靠。本文主要圍繞應用GIS的礦山三維地質建模方法進行了探討分析，以期能夠為相關工作人員的后續工作提供一些借鑒意義。

礦山；GIS；三維地質；建模方法

1 前言

近年來，隨著信息技術的高速發展，GIS地理信息技術發揮了巨大作用。其中，數字礦山中重要的組成部分礦山三維地質建模，其實質上便是利用計算機信息技術，基于傳統三維地質建模的基礎上，將空間信息管理、地質構造以及圖形可視工具等工作進行有效結合，用于礦山實際地質分析的新技術。其不僅能夠快速的還原礦山地質實際三維信息，還可以將礦山全面的地質構造進行細致的表述。而其因更為精準這一特點，能夠為礦山日常生產情況提供科學、合理的空間數據以及定性與定量分析，進而構建出多元化、多方法集成以及多層次干預的礦山三維地質建模，為相關工程的研究發展提供堅實的基礎。

2 地表模型構建實例

在本文研究中對某地區煤田展開分析。該地區煤田面積在11.7K㎡左右，且井田走向長度約在5.2km，傾斜寬度則為1.9km。對該地區井田周邊低層環境進行了解，其屬于沉積環境，且該地區斷層相對較少，但褶皺較多。因該井田周邊環境溝谷深壑，地勢較為險峻，所以在本文研究中著重對該井田二層展開分析，其示意圖如圖1：

圖1 研究工作面及巷道空間模型示意圖

3 基于GIS的礦山三維地質建模研究

3.1 礦山空間信息特征

礦山三維地質建模主要是用于礦山自然地質構造以及人工進行建造的工程進行建模，進而方便全景三維立體視察、分析及管理]。例如，礦體、地質構造、斷裂層、工程鉆孔打洞等工作，都需要利用三維地質建模方法來對其實際數據模擬提供一個立體的基礎模型。靜態事物的建模都比較簡單方便，但是大部分情況下礦山都需要持續進行生產與工程建設，其在空間上沒有辦法保持靜態實體，因此其屬于GIS不可直接描述的數據模型，也為地質建模增添了許多困難。基于此種情景，多數情況將地質建模外隨研究目的發生改變的模型與三維地質建模技術進行耦合，使其能夠向更先進的礦山動態三維地質建模技術深入。

3.2 采前地質建模問題

礦山三維地質建模較常會受動采動這一因素的作用而出現各種各樣不確定的問題，對此，需要提前對采前地質建模進行有效的控制。在進行礦山三維建模前，需要收集其鉆孔、勘測以及其他工程中全部數據，同時還可以掌握工程中空間或非空間、立體或非立體的信息。但采集過程中可能出現的錯誤信息，因此需要對數據進行對比，保證空間數據間相互關系的統一。其建模流程如步驟為：

（1）數據源采集。采前地質建模數據是收集鉆孔數據、地質勘測數據以及其他工程相關數據，并且將其與實際礦山地質生產或工程目的進行合理的結合，利用先進科學技術建立出符合礦山發展方向的數據庫。

（2）數據處理。進行建模地質圖時明確坐標系，然后利用模型軟件將采集到的數據進行轉換，使其在GIS基礎下有效描述，最終生成相應的地質曲面。

（3）地質空間模型。基于GIS空間地質模型的建造過程，其主要是先進行工程數據采取，之后利用制圖軟件將復雜多樣的地質結構進行處理，并且保證其處理所得數據格式能夠被GIS識別。

3.3 面向對象的聚合派生法

三維立體空間在進行客觀世界的描述時，通常會采用三種對象模型方法來進行描述，而面向對象的聚合派生法作為對象模型方法的實際體現，能夠用于處理GIS不可描述的數據模型。其通過將模型分為基礎模型與應用模型兩大部分，對其進行分別表述。其中基礎模型是利用循環聚合后的聚合實體構建而成，而應用模型則是通將基礎模型上附加條件派生。

4 結束語

綜上所述，礦山地質構造復雜多樣，基于地理信息系統的礦山三維地質建模新方法可在一定程度上根據GIS描述情況，將空間源數據分為可描述模型與不可描述模型兩種。礦山三維模型能夠在先進的科學信息技術的支持下，有效利用計算機等設備以及制圖軟件，來進行相關工程地質建模工作。在這一過程中，需要嚴格遵守相關規定中的標準，有效結合礦山實際地質情況來，用于實現礦山生產工程的可持續化發展，這對提升社會經濟效益具有非常現實的意義。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.060

羅建銘（1988-）,男,福建三明人,本科,助理工程師,從事地質礦產信息化、地質三維建模、GIS二次開發等相關的研究與應用工作。