基于
基于基于
基于多尺度空间体元
多尺度空间体元多尺度空间体元
多尺度空间体元的
的的
的地学三维建模
地学三维建模地学三维建模
地学三维建模
孙秋分
孙秋分孙秋分
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1
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,谢锦龙
谢锦龙谢锦龙
谢锦龙
1
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刘刘
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展
展展
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2a
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蒋蒋
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新
新新
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1
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,郭加树
郭加树郭加树
郭加树
2b
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,王柏力
王柏力王柏力
王柏力
1
(1. 中国石油杭州地质研究院,杭州 310023;
2. 中国石油大学 a. 地球资源与信息学院;b. 计算机与通信工程学院,山东 青岛 266555)
摘
摘摘
摘 要
要要
要:
::
:提出基于多尺度空间体元(M-S SVV)的真三维可视化实体建模技术,对基于 M-S SVV 模型的地质体与地质场建模方法及三维可视
化技术进行研究,开发三维建模与可视化软件。通过东营坳陷及花沟地区的构造和物性三维建模与可视化应用,证明 M-S SVV 模型对地
学数据有良好的适应性,能够较好地满足地学空间多尺度表达及分析的需求,辅助地质、地球物理建模及分析。
关
关关
关键词
键词键词
键词:
::
:多尺度;空间体元;三维地质建模;可视化;空间分析
3D Geology Modeling Based on Multi-scale Spatial Voxel Volume
SUN Qiu-fen
1
, XIE Jin-long
1
, LIU Zhan
2a
, JIANG Xin
1
, GUO Jia-shu
2b
, WANG Bai-li
1
(1. PetroChina Hangzhou Institute of Geology, Hangzhou 310023, China; 2a. College of Geo-resources and Information;
2b. College of Computer and Communication Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266555, China)
【
【【
【Abstract】
】】
】This paper puts forward a real 3D visualizing entity modeling method based on Multi-Scale Spatial Voxel Volume(M-S SVV), discusses
the method of modeling and visualization of geological entity and field, develops the software. The structure and physicality data of Dongying
depression and Huagou area is used for 3D modeling and visualization. The application results show this method has good adaptability for the
geologic data, and is able to meet the demands of the M-S expression and analysis in geologic space. It supplies an effective way for the displaying
and analyzing of the geologic data, provides the basic services for the professional analysis and modeling of geology, geophysics and other
disciplines.
【
【【
【Key words】
】】
】multi-scale; spatial voxel volume; 3D geology modeling; visualization; spatial analysis
DOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.2011.10.096
计 算 机 工 程
Computer Engineering
第 37 卷 第 10 期
Vol.37 No.10
2011 年 5 月
May 2011
·
··
·开发研究与设计技术
开发研究与设计技术开发研究与设计技术
开发研究与设计技术·
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文章编号
文章编号文章编号
文章编号:
::
:1000—
——
—3428(2011)10—
——
—0278—
——
—03
文献标识码
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文献标识码:
::
:A
中图分类号
中图分类号中图分类号
中图分类号:
::
:TP319
1
概述
概述概述
概述
地学三维可视化由地质实体可视化与地质场可视化两方
面内容构成。有效的三维模型不仅是地质空间的虚拟表征,
而且是地学三维空间与属性分析的工具。本文结合地质、地
球物理、计算机等专业,针对地质实体与地质场可视化的理
论与技术进行了详细的研究,提出了基于多尺度空间体元
(Multi-Scale Spatial Voxel Volume, M-S SVV)
的三维可视化实
体建模技术。
2
地学三维建模
地学三维建模地学三维建模
地学三维建模
2.1
经典三维可视化模型
经典三维可视化模型经典三维可视化模型
经典三维可视化模型
数据模型是地学三维可视化研究的主要内容,是研发三
维地学模拟软件、地学信息系统的基础
[1-2]
。地学中常用的三
维可视化模型有面模型、实体模型、面体混合模型。面建模
不具备真正的三维数据结构,无法表达真实的三维地学空间,
应用范围也仅局限于可视化展示,不能进行广泛的空间分析;
实体建模方法是真三维数据结构,目前的模型在实时更新、
拓扑描述和拓扑维护等方面未能提出很好的解决方案,且算
法普遍存在结构复杂、不易操控、模型更新困难等问题。混
合建模法较好地融合了面体建模方法的优点,在真三维建模
的基础上较好地兼顾了可视化效果,实体模型数据结构是制
约混合建模的关键,模型之间的混合算法复杂,在实体模型
未得到完善的基础上提出的混合建模的实用性值得商榷。
2.2
三维环境中的地学分析
三维环境中的地学分析三维环境中的地学分析
三维环境中的地学分析
随着对地学三维可视化研究的深入,不仅要求能实现地
下三维场景模拟,更重要的是要能够利用三维可视化模型进
行地学空间分析和属性分析,为地学的研究提供便利。地层
分析、虚拟钻孔、属性分析等都是常用的地质分析技术,三
维可视化研究的最终目的是:在三维可视化环境中,利用相
关地质、地球物理资料,通过对目标区域的空间分析和属性
分析,有效地重建地下三维地质模型,形成三维图形图像,
实现全三维资料解释、三维地质建模、地质和地球物理过程
的仿真模拟等高级可视化应用功能,为地质学家进行勘探开
发决策提供帮助。
2.3
三维可视化技术与地学的结合
三维可视化技术与地学的结合三维可视化技术与地学的结合
三维可视化技术与地学的结合
目前,可视化技术侧重地学实体的空间形态模拟,较少
考虑地学空间分析与地质场属性分析。由于可视化模型的专
业应用局限,地质、地球物理专业软件的地质场、地质体建
模结果不易被直接使用,三维可视化软件对地学业务与常用
的三维图件支持不够,因此三维可视化环境中的地学解释和
显示之间存在不确定性,掩盖了数据本身的作用和意义,甚
至制造出危险的假象,背离了三维可视化作为解决地学问题
基金项目
基金项目基金项目
基金项目:
::
:国家“863”计划基金资助项目(2009AA062802);国家油
气专项基金资助项目(2008ZX05020)
作者简介
作者简介作者简介
作者简介:
::
:孙秋分(1981-),男,硕士,主研方向:三维地质建模,
油气储量评估;谢锦龙,教授、博士;刘 展,教授、博士后、博
士生导师;蒋 新,高级工程师、博士;郭加树,博士;王柏力,
高级工程师
收稿日期
收稿日期收稿日期
收稿日期:
::
:2010-10-29 E-mail:
::
:sunqf_hz@petrochina.com.cn