一种地质勘探矿体三维建模系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种地质勘探矿体三维建模系统，包括：地质数据存储模块；勘探工程选定模块；品位条件设定模块；拓扑结构修正模块；矿体上下界确定模块，连接所述地质数据存储模块、所述勘探工程选定模块、所述品位条件设定模块和所述拓扑结构修正模块；剖面矿体连接模块，连接所述矿体上下界确定模块；地质体三维重建模块，连接所述剖面矿体连接模块。本发明不仅弥补了块段法的不足，而且快速精确，直观形象。大大提高了工程技术人员的工作效率，为矿山生产、合理采矿提供依据。
【专利说明】一种地质勘探矿体三维建模系统
【技术领域】
[0001]本发明属于地质勘探领域，具体是一种地质勘探矿体三维建模系统。
【背景技术】
[0002]在信息化时代的地学领域，以传统的平面图和剖面图为主的地学信息模拟逐渐由二维找矿向三维空间转化，这是未来地质矿产行业发展的趋势。近年来在三维地质建模方面有了一定的发展，基于三维矿体模型的品位估值和计算储量的方法也应运而生，董良基(2011)以安徽南陵姚家岭铜铅锌矿床为基础，利用C-Tech软件建立三维地质模型并进行成矿规律分析。Lemon A M，Kaufmann 0(2003,2008)通过钻孔剖面图和地质图进行三维地质建模并将其应用于找矿工作中。余海军(2009)通过Surpac对普朗铜矿床建立三维地质模型，利用距离幂次反比法和普通克立格法对矿体进行品位估值和储量计算。睢瑜、张焱(2011)分别以云南个旧东矿区高松矿田和云浮高根矿区为例，基于Micro, mine软件根据矿床地质勘探资料建立三维地质模型，利用块体模型划分、地质统计学等方法进行矿体品位插值估算并计算其储量。三维模型的建立可以形象地表达出地质现象，同时通过不同的方法得到矿体的品位和储量，为实际的地质工作提供了新的技术方法。
[0003]目前尚未提出完整的从钻孔到剖面到曲面最终生成实体的地质三维建模方法，其他现有的三维重建技术不能完全满足实际工作中地质形态的复杂性要求，如处理地质体扭曲、分叉等问题，从而无法生成三维矿体，因此有必要提出一种技术以解决上述方法存在的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种地质勘探矿体三维建模系统，用于解决现有技术中无法从钻孔到剖面到曲面最终生成实体的地质以及无法处理地质体扭曲、分叉等问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的:
一种地质勘探矿体三维建模系统，包括:
地质数据存储模块，用于存储通过钻探、坑探和槽探方法获得的地质数据；
勘探工程选定模块，用于选定需要作矿体圈定的勘探工程；
品位条件设定模块，用于设定矿体品位条件；
拓扑结构修正模块，用于验证和修正矿体轮廓线点坐标重复、轮廓线的自相交和轮廓线之间的相交问题；
矿体上下界确定模块，连接所述地质数据存储模块、所述勘探工程选定模块、所述品位条件设定模块和所述拓扑结构修正模块，用于根据矿体圈定通用标准、矿体品位条件和矿体轮廓线修正后的数据，确定所选定的勘探工程包含的矿体上下界；
剖面矿体连接模块，连接所述矿体上下界确定模块，用于将所述勘探工程投影到所述 勘探剖面上，并在所述勘探剖面上对所述矿体上下界进行矿体连接，得到矿体在所述勘探剖面的地质体界线；
地质体三维重建模块，连接所述剖面矿体连接模块，用于将勘探剖面间的地质体界线用三维曲面连接，得到三维重建后的地质体。
[0006]作为进一步说明，以上所述地质数据包括勘探线剖面图、中段地址平面图、钻孔数据资料、样品品位资料和地质地形图。
[0007]作为进一步说明，以上所述剖面矿体连接模块包括:勘探剖面模块，用于将所述勘探工程投影到所述勘探剖面上，并选择进行矿体连接的勘探剖面；参数设定模块，用于设定引导容差、矿层显示方式等相关参数；界线连接模块，连接所述勘探剖面模块、所述参数设定模块，用于在设定相关参数后，在所选择的勘探剖面上对所述矿体上下界进行矿体连接，得到矿体在所述勘探剖面的地质体界线。
[0008]作为进一步说明，以上所述地质体三维重建模块包括:剖面间曲面生成模块，用于选择相邻勘探剖面间的地质体界线，进行曲面生成；曲面连接模块，连接所述剖面间曲面生成模块，用于对两端勘探剖面的地质体界线进行曲面连接，生成封闭曲面；地质体生成模块，连接所述曲面连接模块，用于对生成的封闭曲面进行拓扑处理，生成地质体。
[0009]作为进一步说明，以上所述剖面间曲面生成模块采用模拟退火遗传算法对相邻勘探剖面间的地质体界线进行曲面生成。
[0010]作为进一步说明，以上该系统还包括:矿体储量估算模块，连接所述地质体三维重建模块，用于根据所述地质体与传统的地质块断法结合估算地质储量。
[0011]作为进一步说明，以上该矿体储量估算模块进一步包括:轮廓线获取模块，用于使用空间体水平或垂直投影方法获取矿体水平投影图轮廓线；矿体三角网生成模块，连接所述轮廓线获取模块，用于根据投影图轮廓线和见矿钻孔点自动生成矿体三角网；三角矿块修正模块，连接所述矿体三角网生成模块，用于根据地质情况对三角矿块进行修正；地质储量计算模块，连接所述三角矿块修正模块，用于计算每个修正后矿块的面积和平均厚度和品位，从而估算地质储量。
[0012]作为进一步说明，以上该系统还包括:矿体储量管理模块，连接所述矿体储量估算模块，用于使用图表交互查询和/或数据统计图解方式，动态检索矿体储量的信息。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
通过地质数据库将钻孔和坑探的品位信息导入软件三维空间中，对矿体的块体模型采用插值方法对已知矿体进行估值并计算资源储量。三维可视化计算分析为矿体的平均品位和储量的计算提供了一种新方法，与传统的块段法相比从三维的角度对矿体进行分析估算，不仅弥补了块段法的不足，而且快速精确，直观形象。大大提高了工程技术人员的工作效率，为矿山生产、合理采矿提供依据。使用本发明方法，能够将离散的勘探工程信息，通过三维重建技术，形成统一的地质地层三维模型。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
[0015]实施例:
一种地质勘探矿体三维建模系统，包括: 地质数据存储模块，用于存储通过钻探、坑探和槽探方法获得的地质数据；地质数据包括勘探线剖面图、中段地址平面图、钻孔数据资料、样品品位资料和地质地形图。
[0016]勘探工程选定模块，用于选定需要作矿体圈定的勘探工程；
品位条件设定模块，用于设定矿体品位条件；
拓扑结构修正模块，用于验证和修正矿体轮廓线点坐标重复、轮廓线的自相交和轮廓线之间的相交问题；
矿体上下界确定模块，连接所述地质数据存储模块、所述勘探工程选定模块、所述品位条件设定模块和所述拓扑结构修正模块，用于根据矿体圈定通用标准、矿体品位条件和矿体轮廓线修正后的数据，确定所选定的勘探工程包含的矿体上下界；
剖面矿体连接模块，连接所述矿体上下界确定模块，用于将所述勘探工程投影到所述勘探剖面上，并在所述勘探剖面上对所述矿体上下界进行矿体连接，得到矿体在所述勘探剖面的地质体界线；
地质体三维重建模块，连接所述剖面矿体连接模块，用于将勘探剖面间的地质体界线用三维曲面连接，得到三维重建后的地质体。
[0017]剖面矿体连接模块包括:勘探剖面模块、参数设定模块、界线连接模块。其中勘探剖面模块用于将勘探工程投影到勘探剖面上，并选择进行矿体连接的勘探剖面；参数设定模块用于设定引导容差、矿层显示方式等相关参数；界线连接模块，连接勘探剖面模块、参数设定模块，用于在设定相关参数后，在所选择的勘探剖面上对矿体上下界进行矿体连接，得到矿体在勘探剖面的地质体界线，即根据矿层边界绘制地质体界线。
[0018]地质体三维重建模块包括:剖面间曲面生成模块、曲面连接模块、地质体生成模块。
[0019]其中，剖面间曲面生成模块用于选择相邻勘探剖面间的地质体界线，进行曲面生成；曲面连接模块，连接剖面间曲面生成模块，用于对两端勘探剖面的地质体界线进行曲面连接，生成封闭曲面；地质体生成模块，连接曲面连接模块，用于对生成的封闭曲面进行拓扑处理,生成地质体。
[0020]地质体三维重建模块可采用分支处理的轮廓线表面重建，首先确定分支线位置；然后在分支线位置处分割曲线；接着分支线分别使用模拟退火混合遗传算法进行曲面连接；最后将曲面合并成实体。
[0021]轮廓线表面重建的关键是确定分支线位置，可采用凸包限界法，主要步骤为:
BI)求出各轮廓线重心；
B2)求这些重心点的凸包多边形；
B3)求该凸包多边形与各轮廓线的交点；
B4)在交点处将原轮廓线打断；
B5)将打断后的各折线段依次使用模拟退火混合遗传算法进行连接。
[0022]进一步地，该装置还包括:矿体储量估算模块，连接地质体三维重建模块，用于根据三维重建后的地质体与传统的地质块断法结合估算地质储量。该矿体储量估算模块又包括:轮廓线获取模块，用于使用空间体水平或垂直投影方法获取矿体水平投影图轮廓线；
矿体三角网生成模块，连接轮廓线获取模块，用于根据投影图轮廓线和见矿钻孔点自动生成矿体三角网； 三角矿块修正模块，连接矿体三角网生成模块，用于由地质专家根据地质情况对三角矿块进行修正；
地质储量计算模块，连接三角矿块修正模块，用于通过计算机计算每个修正后矿块的面积和平均厚度和品位,从而估算地质储量。
[0023]系统还包括矿体储量管理模块，连接矿体储量估算模块，用于使用图表交互查询、各种数据统计图解等，实现动态检索矿山储量的各类信息。
[0024]本发明提供图表交互查询、各种统计图解等，方便矿山储量管理的动态检索管理。
[0025]本发明提供了一种地质勘探矿体三维非线性3DEM建模技术，属于地球探测与信息【技术领域】，是一种地质勘探三维可视化技术，它将计算三维可视化与传统储量估算方法结合，总结出矿床勘探3DEM储量估算流程技术。实现了基于剖面数据的三维体重建，该技术将模拟退火算法和遗传算法有机整合，引入到轮廓线拼接中来，在获得全局最优解的同时，提高了轮廓线拼接算法的效率。本发明根据地质勘探资料信息建立矿体三维数字化模型，圈定矿体单工程边界，连接矿体在勘探剖面的剖面曲线，使用模拟退火遗传算法进行剖面曲线三维最优三角形剖分连接，实现三维体建模和地质储量估算，从而查明地下三维空间矿产的质量、规模、位置和形状。
【权利要求】
1.一种地质勘探矿体三维建模系统，其特征在于，包括: 地质数据存储模块，用于存储通过钻探、坑探和槽探方法获得的地质数据； 勘探工程选定模块，用于选定需要作矿体圈定的勘探工程； 品位条件设定模块，用于设定矿体品位条件； 拓扑结构修正模块，用于验证和修正矿体轮廓线点坐标重复、轮廓线的自相交和轮廓线之间的相交问题； 矿体上下界确定模块，连接所述地质数据存储模块、所述勘探工程选定模块、所述品位条件设定模块和所述拓扑结构修正模块，用于根据矿体圈定通用标准、矿体品位条件和矿体轮廓线修正后的数据，确定所选定的勘探工程包含的矿体上下界； 剖面矿体连接模块，连接所述矿体上下界确定模块，用于将所述勘探工程投影到所述 勘探剖面上，并在所述勘探剖面上对所述矿体上下界进行矿体连接，得到矿体在所述勘探剖面的地质体界线； 地质体三维重建模块，连接所述剖面矿体连接模块，用于将勘探剖面间的地质体界线用三维曲面连接，得到三维重建后的地质体。
2.根据权利要求1所述的地质勘探矿体三维建模系统，其特征在于:所述地质数据包括勘探线剖面图、中段地址平面图、钻孔数据资料、样品品位资料和地质地形图。
3.根据权利要求1所述的地质勘探矿体三维建模系统，其特征在于:所述剖面矿体连接模块包括:勘探剖面模块，用于将所述勘探工程投影到所述勘探剖面上，并选择进行矿体连接的勘探剖面；参数设定模块，用于设定引导容差、矿层显示方式等相关参数；界线连接模块，连接所述勘探剖面模块、所述参数设定模块，用于在设定相关参数后，在所选择的勘探剖面上对所述矿体上下界进行矿体连接，得到矿体在所述勘探剖面的地质体界线。
4.根据权利要求1所述的地质勘探矿体三维建模系统,其特征在于:所述地质体三维重建模块包括:剖面间曲面生成模块，用于选择相邻勘探剖面间的地质体界线，进行曲面生成；曲面连接模块，连接所述剖面间曲面生成模块，用于对两端勘探剖面的地质体界线进行曲面连接，生成封闭曲面；地质体生成模块，连接所述曲面连接模块，用于对生成的封闭曲面进行拓扑处理，生成地质体。
5.根据权利要求1所述的地质勘探矿体三维建模系统，其特征在于:所述剖面间曲面生成模块采用模拟退火遗传算法对相邻勘探剖面间的地质体界线进行曲面生成。
6.根据权利要求1所述的地质勘探矿体三维建模系统，其特征在于:该系统还包括:矿体储量估算模块，连接所述地质体三维重建模块，用于根据所述地质体与传统的地质块断法结合估算地质储量。
7.根据权利要求6所述的地质勘探矿体三维建模系统，其特征在于:该矿体储量估算模块进一步包括:轮廓线获取模块，用于使用空间体水平或垂直投影方法获取矿体水平投影图轮廓线；矿体三角网生成模块，连接所述轮廓线获取模块，用于根据投影图轮廓线和见矿钻孔点自动生成矿体三角网；三角矿块修正模块，连接所述矿体三角网生成模块，用于根据地质情况对三角矿块进行修正；地质储量计算模块，连接所述三角矿块修正模块，用于计算每个修正后矿块的面积和平均厚度和品位，从而估算地质储量。
8.根据权利要求7所述的地质勘探矿体三维建模系统，其特征在于:该系统还包括:矿体储量管理模块，连接所述矿体储量估算模块，用于使用图表交互查询和/或数据统计图解方式，动态检索矿体储量的`信息。
【文档编号】G06T17/00GK103729880SQ201310708013
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】陈金龙, 伍轶斌, 胡俊鑫, 覃祖茂, 谢燕武, 伍正中, 张利学, 李勇, 吴旻馨, 马永丽 申请人:柳州腾龙煤电科技股份有限公司