提高地质三维模型内容表达精度的网格状图切地质剖面布线方法与流程

1.本发明涉及一种三维地质模型的建模方法。


背景技术：

2.国内的地质三维建模工作一直以来都集中在油气勘探行业，近几年逐渐向有色贵金属矿山、城市地质及煤炭行业等领域扩展应用，在建模技术方法体系和标准规范方面仍处在探索过程。
3.目前地质三维模型建模方法以钻孔数据支撑为主，但该方法对于钻孔数据偏少且分布不均匀的大区域地质三维建模纯在局限，因此需要结合一系列图切地质剖面数据共同参与建模才能实现三维地质模型的创建。图切地质剖面部署方式、密度和位置直接影响了地质数据的识别、标定及表达，进而影响三维地质模型的客观性。
4.一般在地质构造发育简单、构造线相对单一的区域，主要采取垂直构造线方向布置多条间距不均的平行剖面线的方式进行地质结构识别、标定和表达，能准确、高效的在每个剖面上以较小工作量反映地质体的结构和形态。但是，在地质构造发育复杂，构造线方向多样化的区域建模，如省域建模，如果采用对每个构造线方向均布置一组正交剖面线的方式，将导致多组剖面线彼此交角不等、长短不一，多组正交剖面线彼此间交点混乱，以及出现剖面之间控制区域密度不均、空白区域增多的情况，在剖面绘制过程中会造成大量冗余工作量，且通过人机交互在处理剖面交点处地质结构和数据统一时，将耗费大量精力和时间，大大降低剖面工作效率。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：建模区地质构造复杂，构造线方向变化较大，若以某一构造线方向制作剖面，难以兼顾表达全区构造形态。
6.本发明的技术方案是：
7.一种提高地质三维模型表达精度的网格状图切剖面建立方法，其特征在于包括：
8.a地理地质底图准备，收集能完整覆盖建模区的最新地质图并矢量化，使用经国家测绘地理信息系统发布的地形图；
9.b网格状剖面线布设，根据建模区一组主要的构造线方向布设网格剖面线；
10.c生成图切地质剖面线的剖面框架图，沿组成网格状的每条图切地质剖面线绘制对应各自的地形剖面图，再将网格状图切地质剖面线叠覆于平面地质图之上得到每条剖面对应的地质界线标记线，将地形剖面图和地质界线的标记线叠加得到剖面框架图；
11.d剖面编绘，以剖面框架图为基础完成图切剖面的地质结构编绘。
12.步骤d中:首先确定网格上所有图切剖面相交处的地质结构，然后按照该地质结构对经过相交处的图切剖面进行编绘。
13.步骤a中：通过mapgis软件将地质图矢量化，并校正坐标参数至2000国家大地坐标
系；使用经国家测绘地理信息系统发布的2000国家大地坐标系1:50000和1:10000地形图。
14.步骤b中：首先确定建模区一组主要的构造线方向，部署一条垂直于该构造方向图切剖面，然后作出另外一条垂直于该剖面的剖面线得到一组十字线，平移十字线的交点至重点地质位置，以十字线为基础建立剖面线网格。
15.步骤c包括：
16.c1在arcgis软件中首先加载地质剖面线所经过的所有图幅dem数据，刷新使所有数据显示于可视界面内；添加需要完成地形制作的地质剖面线，使剖面线叠覆于dem数据之上；使用profile gragh工具生成剖面图，得到该条剖面线对应位置的地形剖面线；
17.c2在中国地质调查局开发的数字地质调查系统中加载剖面线的平面地质图，刷新使数据显示于可视界面内；添加需要完成地形制作的地质剖面线，使剖面线叠覆于平面地质图之上，选中地质剖面线后操作新建剖面，新窗口中得到剖面线上对应地质界线的标记线；
18.c3将地形剖面线和地质界线的标记线两个文件一起加载到mapgis中，以剖面线为参照，将地质界线的标记线移动叠加到剖面地形线上，完成剖面框架图制作。
19.所述重点地质位置是指发育有区域性深大断裂带、主要赋矿地层、重要成矿区、古生物化石产地、变质岩出露段、火成岩出露段或标准地层剖面出露段。
20.剖面编绘包括断裂系统综合编绘、地层系统综合编绘和岩体系统综合编绘。
21.根据已有地质资料统计每一组正交剖面线交点涉及的地层单元和每个地层单元的厚度，统计相邻交点之间的产状，根据厚度变化和产状变化，编绘相邻交叉点之间的剖面，直至完成整条剖面的编绘。
22.相邻剖面线间距统一为10km，剖面海拔标高统一为
‑
2500m
23.本发明的有益效果：
24.1、针对任何建模区都能快速布置图切剖面；通过在平面地质图上布设正方形网格状剖面线，应对各类地质情况复杂的建模区，消除单一方向剖面以偏概全的缺陷，均匀、全面的覆盖几乎所有地质构造情况。
25.2、毗邻剖面线之间相互呈矩阵式平行或垂直，剖面交叉节点分布均匀、互联互通、相互印证，方便检查。
附图说明：
26.图1为网格化剖面线覆盖贵州省建模区。
27.图2为arcgis中生成的剖面地形数据。
28.图3为mapgis处理后的剖面地形数据(1∶50000)。
29.图4为mapgis叠加地质界线及省界后的剖面数据(1∶50000)。
30.图5为虚拟钻孔编绘示意图。
31.图6为图切剖面编绘效果图。
具体实施方式
32.实施例：
33.a地理地质底图准备，收集能完整覆盖建模区的最新地质图并矢量化，使用经国家
测绘地理信息系统发布的地形图；通过mapgis软件将地质图矢量化，并校正坐标参数至2000坐标系；使用经国家测绘地理信息系统发布的2000坐标系1:50000和1:10000地形图。
34.(1)1:50000dem数据
35.以贵州为例，图件为2000坐标系，详细参数如下：
36.表1dem参数
37.序号内容值备注1像元大小(x，y)10，10 2栅格分辨率1∶56693 3格式grid 4源类型通用 5像素类型浮点型 6像素深度32位 7空间参考cgcs_2000 8图幅数467幅 38.运用arcgis对按1:50000标准图幅切分的467幅影像数据进行镶嵌，形成覆盖全省范围的dem数据。
39.(2)1:10000dlg数据
40.图件格式为esri geodatabase，图件为2000坐标系。使用mapgis软件工作平台先对1:10000dlg数据进行格式转换，然后根据中国地质调查局发布的《地质图空间数据库建设工作指南2.0》要求对转换后的个图形元件的参数进行修改和校正。在完成1:10000地形图mapgis格式标准化后，将全省数据进行拼接，作为地理底图。
41.b网格状剖面线布设，首先确定建模区一组主要的构造线方向，在该方向部署一条图切剖面线垂直于它，然后复制该条剖面并选择正交，得到另外一条垂直于该剖面的剖面线，并调整该条剖面位置使两条剖面交点位于这组构造线上发育有区域性深大断裂带、主要赋矿地层、重要成矿区、古生物化石产地、变质岩或火成岩出露段及标准地层剖面出露段等位置上，然后针对1:500000建模尺度，按照10km*10km间距阵列复制该两条正交剖面线，使正方形网格状图切剖面线布满整个建模区；针对1:250000建模尺度，在原有10km*10km网格基础上，逢中阵列复制加密剖面网格至5km*5km；针对1:50000建模尺度，在原有5km*5km网格基础上，再次逢中阵列复制加密剖面网格至2.5km*2.5km。
42.c生成图切地质剖面线的剖面框架图，沿组成网格状的每条图切地质剖面线绘制对应各自的地形剖面图，再将网格状图切地质剖面线叠覆于平面地质图之上得到每条剖面对应的地质界线标记线，将地形剖面图和质界线的标记线叠加得到剖面框架图；
43.c1在arcgis软件中首先加载网格状图切地质剖面线所经过的所有图幅dem数据，刷新使所有数据显示与可视界面内；添加需要完成地形制作的图切地质剖面线，使剖面线叠覆于dem数据之上；使用profile gragh工具逐条生成剖面图，得到每条剖面线对应位置的地形剖面线；
44.c2在中国地调局开发的数字地质调查系统
‑
dgss中加载网格状图切剖面线穿切区的平面地质图，刷新使所有数据显示与可视界面内；添加需要完成地形制作的所有图切地质剖面线，使剖面线叠覆于平面地质图之上，逐条选中图切地质剖面线后操作新建剖面，新
窗口中得到剖面线上对应地质界线的标记线；
45.c3将地形剖面线和地质界线的标记线两个文件一起加载到mapgis中，以相应图切地质剖面线为参照，将地质界线的标记线移动叠加到剖面地形线上，完成剖面框架图制作。
46.d剖面编绘，以剖面框架图为基础完成图切剖面的地质结构编绘。在编绘前首先确定各个剖面交点的地质结构，剖面线交点作为剖面建模重要的关键节点，与围棋棋盘中纵横交错的各线交点类似，对全域格局的串联起着决定性作用，将剖面线交点地质结构称为“虚拟钻孔”，由于全省建模剖面的综合编绘是一项巨大的系统性工作，必须由多人协同，为了解决大尺度区域建模多人协同过程中必然面临的虚拟钻孔地质结构的统一问题，从而控制剖面综合编绘整体精度的目的，也为了避免不必要的重复工作。所有交点虚拟钻孔的地质结构编绘完成后，以相邻两个虚拟钻孔作为参照完成两个交点之间图切剖面的地质结构编绘。主要包括断裂系统综合编绘、地层系统综合编绘和岩体系统综合编绘
47.虚拟钻孔统一后，接下来是按剖面方向分组逐一编绘剖面的断裂系统，也便于对地层系统进行分块编绘。以二维地质、mt大地电磁等地球物理数据反映的深部信息为依据，以地表地质信息为遵循并结合有限的深部钻孔信息，分区分级确定每条断层产状、性质以及切割深度等。
48.地层系统综合编绘是以地表地质信息为依据，以深部钻孔信息为标准，以二维地质、mt等地球物理数据反映的深部信息为参照，分块(两条断层之间)分层(浅表出露与深部隐伏)综合编绘地层(建模单元)厚度、产状、褶皱形态等。
49.岩体系统的综合编绘分浅表与深部形态进行编绘，浅表形态的编绘是以地表地质(出露)信息为依据进行；深部形态编绘是以综合物化探方法的反演为主要参照，并借助深部钻孔信息为验证进行。从而综合确定岩体的空间形态。