基于Voxler 的礦區三維信息顯示方法

楊 超，李紅超

（1.河北省地礦局第五地質大隊，河北 唐山 063000；2.河北省地質環境監測院，河北 石家莊 050011）

隨著對一個礦區調查的不斷深入，物探、化探和地質方面的信息不斷的積累，對該礦區的認識也應該由量變轉化為質變。面對著豐富的信息和龐大的數據，往往會使得原來的一維曲線統計規律更加可信，二維剖面更加精細，但如果沒有更有效便捷的手段，則無法將對這數據些認識上升到三維空間。Voxler 可為數據資料的三維可視化成圖提供一條便捷的途徑。

由于Voxler 操作界面友好、成圖快捷、三維可視等優點，正逐漸受到廣大學者注意。在金屬探礦方面，王家俊和楊炳南[1]在探測礦區深部是否具有鉛鋅礦體時，利用Voxler 對數據進行三維建模和三維網格化，識別和區分孤立閉合假異常，達到了解不同高程的電性變化規律和異常體的空間展布特征的目的。王增科[2]利用Voxler 針對富家塢銅鉬礦床鉆探巖性數據進行數字化處理及快速成圖分析，并提出了相應的解決方法。此外，Voxler 在其他領域也得到廣泛應用，有學者利用其進行三維分析功能，實現了煤礦礦井中瞬變電磁超前探測異常解釋三維可視化，提高了超前探測資料的解釋精度，為礦井水害治理提供了保證[3，4]。在地質構造探測解釋方面，利用Voxler 可將研究區內的數據進行三維插值，利用三維等值面形象的刻畫地質體在三維空間上的電性差異，從而提高地質研究的精度[5，6]。

1 軟件介紹與實例應用

1.1 Voxler 軟件介紹

Voxler，與suffer 同源于Golden Software 公司。其功能強大，界面簡單，易于掌握。Voxler 與suffer 對比有與suffer 類似的功能，可以進行二維的插值和剖面及平面的顯示，但Voxler 增加了三維的插值功能，以及在3D 基礎上的平移變換和運算疊加，對于插值后的三維數據體的顯示方式就比二維的更加豐富了也更加直觀了。

如圖1～4，在處理物、化探數據處理時比較實用。首先三維空間的單點數據（圖1）可以直接顯示，如鉆孔樣品的化學元素分析，或者磁異常信息等，可以將每個數據點顯示為可以調節大小的色階顆粒。對單點數據進行插值，就能夠獲得三維網格數據體，三維網格數據可以進行切片和等值曲面的顯示。最后綜合顯示圖則能觀察到數據在三維空間的分布特征。

1.2 實例應用

為了正好的驗證及顯示Voxler 在物、化探數據處理的的使用想過，本文將某地區地面磁法數據和鉆孔信息進行了的3D 顯示與分析某地區共有30 條90°測量剖面，測區形狀為1.7 km×1.45 km。如圖5 所示，該地區南部有較好的成礦異常帶。

對每條剖面用武漢地質大學的magis 軟件做了視磁化強度成像的反演，反演深度為800m，這樣就獲得了1.7 km×1.45 km×0.8 km 的立方視磁化強度數據體。在Voxler 界面下選擇導入數據，文件格式為txt 文本格式即可，分為四列分別為X、Y、Z 坐標和D 視磁化強度值。接著對該數據的處理流程為：平移變換到標準位置—網格化—（生成等值曲面、切片），最后地表磁異常等值線、地形信息、地質剖面圖以及測井等信息導入并鑲嵌配準到該數據體上，使其更加直觀。

如圖6 所示視磁化強度進行了等值曲面、和切片顯示，左側為視磁化強度色階單位為E-3A/m。并附上地表磁異常等值線，右側為磁異常色階單位為nT，地表磁異常等值線用線條顯示以免造成遮擋。

東部異常區在圖5中對應②、③號異常位置已經見礦，由圖6可見西部異常區在地下有與東部類似的成礦結構，現對西部異常區設計了鉆孔進一步調查，鉆孔及地質剖面位置見圖7，見礦情況見圖8。

圖8 中淺色為根據視磁化強度推測礦體，深色為地質人員根據鉆孔編錄推測礦體。兩推測礦體產狀差異較大，但位制吻合，ZK1 兩側僅設計鉆孔未能施工，根據視磁化強度沿走向形態判斷如果礦體為地質人員根據鉆孔編錄所推測產狀，其沿傾向的延伸范圍應在較小范圍內。

如果僅結合圖5 平面剖面圖和圖8 地質剖面圖在二維上分析，解釋人員可能獲得以下較模糊的結論：該礦體近南北走向，且北部埋深較淺，南部較深，近直立，稍微向西傾，這些在圖5平面剖面圖上可以看出；該礦體成多條，且產狀有變化，并非都呈近直立，底部埋深不超過300m，這些在圖8 地質剖面圖中可以看出。解釋人員將這些結論組織在一起進行礦體的推斷，這就要求解釋人員對礦體進行空間的想象，兼顧水平方向的特征和垂直方向的特征，而特征較復雜的礦體使常解釋人員顧此失彼產生迷惑。三維成像將這些特征集于一體清晰明朗便于解釋人員的分析。圖9 便將水平的磁測所轉化的視磁化強度與測井資料結合在一起。

圖9 可以看出：①礦體北部埋深淺向南埋深逐漸增加。②ZK1 打在視磁化強度為6 A/m 等值面泡體西側，大多數矢量線指向泡體外側，由此推測下一步重點調查區域應落在該鉆孔東側。③由鉆孔的見礦深度可以看出mags 軟件在視磁化強度反演中對礦體頂部反應較準確，而礦體底部有向基底拉伸的情況，而這一情況應為反演算法所致應視為普遍的。

2 結論

對三維數據的變換操作和成圖渲染構成了Voxler 的3D 信息顯示功能，與其他3D 輔助軟件相比具有操作簡單，流程清楚的特點。Voxler 能有效直觀的將礦區內多種信息匯總在一起綜合分析，并在多種信息的相互驗證方面起到較好的輔助做用。

在對某礦區物探數據進行實例應用過程中發現，將水平信息與垂直信息基于一體便于分析礦體的特征，礦體北淺南深的分布情況十分清晰，鉆孔打在礦體主體以西也較為明確。此外，視磁化強度的反演算法明顯存在使礦體底部向基底拉伸的效應。