基于TIN的地质界面三维形态分析及应用

论文摘要

隐伏矿体三维可视化预测新技术是随着矿产资源定量评价、三维地质建模、空间信息技术的发展逐步形成的,其以较低的成本对矿区深边部的隐伏矿体进行三维空间的定位定量精细预测评价,已在实践中取得了成功。地质现象的三维表达、成矿信息的有效和准确提取是影响隐伏矿体预测成败的关键性技术问题,而一种基于矢量的、能有效提取地质体三维形态并满足隐伏矿体预测需要的三维形态分析方法是解决该类问题的新手段。针对广泛存在着地质界面的空间形态特征与矿化空间分布具有密切的空间关联关系,而现有GIS空间分析方法无法有效的获取和表达这些控矿地质因素,结合三维地质建模、空间插值、地质场和空间分析等理论,提出了基于TIN模型的地质界面三维形态分析的新方法。该方法在使用三维TIN模型来模拟地质界面的基础上,使用空间几何和计算机图形学原理计算地质界面的一般几何形态参数（坡度、夹角等）和距离场,利用空间插值和形态趋势-起伏分析技术,分级提取出地质界面的总体形态趋势以及形态起伏,以栅格模型来表达控矿地质因素场,实现各种控矿地质因素的定量模拟。以福建丁家山铅锌矿床的主要控矿地质界面为例进行三维形态分析。研究结果表明：采用基于TIN的地质界面三维形态分析方法能够更精确、更高效的提取地质界面的各种形态参数,有效的定量化表达控矿地质因素,在隐伏矿体立体定量预测中具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 相关研究现状与趋势
• 1.2.1 隐伏矿体立体定量预测
• 1.2.2 三维地质建模与表达
• 1.2.3 成矿信息定量提取
• 1.3 研究内容与组织结构
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 论文结构
• 第二章 地质界面三维建模
• 2.1 地质界面
• 2.1.1 地质界面概述
• 2.1.2 地质界面与成矿预测的关系
• 2.1.3 地质界面三维建模方法
• 2.2 不规则三角网TIN
• 2.2.1 TIN的概述
• 2.2.2 TIN的数据组织
• 2.2.3 TIN的三角剖分准则
• 2.2.4 TIN的构建算法
• 2.3 地质界面的TIN建模
• 2.3.1 数据源
• 2.3.2 地质界面建模流程
• 2.3.3 基于平行轮廓线的TIN构建算法
• 第三章 基于TIN的地质界面三维形态分析理论模型
• 3.1 地质界面三维形态分析
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 理论模型
• 3.2 地质界面几何形态及参数计算模型
• 3.2.1 几何形态描述
• 3.2.2 几何形态参数计算模型
• 3.3 地质界面形态趋势-起伏分析模型
• 3.3.1 形态结构模型
• 3.3.2 形态趋势-起伏提取模型
• 3.3.3 形态趋势-起伏分析流程
• 3.4 地质界面距离场模型
• 3.4.1 地质场描述
• 3.4.2 距离场模型
• 3.4.3 场的存储与可视化表达
• 第四章 基于TIN的地质界面三维形态分析算法
• 4.1 地质界面三维形态分析算法
• 4.1.1 地质界面三维形态分析总述
• 4.1.2 地质界面三维形态分析基本流程
• 4.2 地质界面的距离场分析
• 4.2.1 算法描述
• 4.2.2 算法关键步骤
• 4.3 地质界面的几何形态参数提取
• 4.3.1 坡度提取算法描述
• 4.3.2 夹角提取算法描述
• 4.3.3 夹角提取算法关键步骤
• 4.4 地质界面的形态趋势与起伏分析
• 4.4.1 形态趋势分析算法
• 4.4.2 形态起伏分析算法
• 4.4.3 多级形态趋势-起伏提取
• 第五章 地质界面三维形态分析应用实例
• 5.1 丁家山铅锌矿床概况
• 5.1.1 矿床矿体地质特征
• 5.1.2 控矿因素概念模型
• 5.2 地质界面三维建模
• 5.2.1 地质数据库建立
• 5.2.2 地质空间定义
• 5.2.3 地质界面三维建模
• 5.3 地质界面三维形态分析
• 5.3.1 算法实验系统
• 5.3.2 距离场分析结果
• 5.3.3 几何形态参数提取结果
• 5.3.4 形态趋势-起伏分析结果
• 5.4 隐伏矿体立体定量预测
• 5.4.1 控矿因素与矿化指标的关联分析
• 5.4.2 找矿预测模型
• 5.4.3 预测结果
• 5.4.4 立体找矿靶区圈定
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果