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      原來三維地質模型還可以這么建!

      2019-11-27

      本視頻講解了建立和應用三維地質模型的新思路,其中涉及的部分關鍵技術我們在之前的視頻中講解過,可以查看以往發的視頻。關于其他關鍵技術的講解,我們也會陸續發布,請關注我們。



      以下為視頻的文字稿:

      長久以來,我們已經積累了很多地質資料,現在多以二維圖件、表格、文字的形式存在,只有專業人員才能理解,有的甚至只存在于地質專家的腦海中,難以延續。

      因此,很多單位開始建立三維地質模型,將這些地質資料三維可視化。但是,所建模型不能無簡化的表達所有地質數據和認識,難以與其他地質模型進行整合,難以局部更新,難以共享,從而造成大量的重復性工作。

      比如,同一單位的不同子公司或部門對于同一地區都建立了模型。有的建了工程地質三維模型,有的建了水文地質三維模型,有的建了區域地質三維模型,而這些模型都存儲在各自公司或部門的數據庫中,難以整合,局部更新或是共享。不僅導致大量的重復性工作,而且這些地質要素都是相互影響的,應該綜合考慮。

      因此,建立一個可以滿足各個領域需求的基礎三維地質模型是十分必要的。

      若想滿足各個領域的需求,基礎三維地質模型需要具備兩個特性,完備性和整體性。完備性,也就是該模型可以表達用戶需要的所有信息,如不同精度,工程地質需要很精細的模型,而區域地質的研究使用比較粗的地質模型即可。不同屬性,不同部門對于屬性的研究也是不一樣的。不同網格,不同領域的數值模擬軟件采用的網格也不一樣。

      整體性,該模型是一個內部沒有縫隙、邊緣可無限延展的完整模型。滿足對于不同尺度的需求,研究工程地質時,主要研究施工地點和其周邊,研究整個城市的地下水流動時,就需要整個城市的模型。此外,具備整體性后,還可以支持局部更新。

      具備這兩個特性后,就可以解決三維地質模型簡化地質資料、不同地質模型難以整合、難以局部更新的問題。若想解決共享的問題,可以把建好的基礎三維地質模型上傳到數據庫,通過局域網或是公共網絡進行使用。

      比如一些基本信息的在線查看,通過這些在線查看功能,查看地質體的幾何結構和地質屬性。

      也可以將模型下載到本機后,各個單位、部門可以結合自身的需求和自己的數據進行統計分析和數值模擬,如地面沉降模擬與分析、環境適宜性評價、地質災害模擬與分析、污染物擴散模擬與分析。

      以上應用,片尾有案例。

      這樣可以形成一個以基礎三維地質模型為核心,共享共建、基于瀏覽器應用、動態更新、支持任意局部使用、支持統計分析與數值模擬的應用體系。

      我們以城市地質為例,說明了基礎三維地質模型可以解決的問題,以及這一應用體系的優勢。這一解決方案同樣適用于油氣的勘探與生產,礦產的管理與開發等。

      要實現這一體系,主要涉及以下關鍵技術:

      (1)多源數據融合建模:可融合各種數據建立模型,如二維圖件、鉆孔、重磁電震。

      (2)可建立任意復雜地質模型:如復雜斷層、地層尖滅、溶洞、嵌入體。

      (3)網格剖分與分析計算:可無簡化的剖分成三維地質網格模型,支持各種統計分析和數值模擬

      (4)局部更新與無縫拼接:可以對任意局部進行使用與更新,并可將更新后的模型無縫拼接到原有的整體模型。

      (5)LOD多分辨率顯示:可以從粗到精顯示不同尺度、不同分辨率的模型。

      (6)網絡共享:可以通過局域網或公共網絡進行共享。

      關于這些關鍵技術,網格剖分與分析計算、局部更新與無縫拼接以及網絡共享我們在之前都做過詳細的講解,了解詳情,可查看公眾號上以前發的視頻。其他關鍵技術的講解,我們也會陸續的在公眾號上進行發布。請大家關注我們的公眾號。

      這些關鍵技術網格天地都已經實現,可以通過以下產品搭建整個體系。用深探地學建模軟件進行并行建模,用大工區整體建模平臺進行局部模型的無縫拼接,然后用透明地球系統進行在線可視化。

      下面我們看一個應用案例

      基于該模型的基礎地質模型,我們進行了地應力的模擬計算,然后將計算結果又上傳到了網絡端,透明地球系統。該模型為地表受到建筑物的壓力后,地質體的力學分析結果,屬性值為0顯示為綠色,正值顯示為紅色,負值顯示為從藍色到紫色。通過力學有限元分析方法,可計算地層的變形,具體表示為每個地層在X,Y,Z方向上的位移,還可以計算最大主應力值、最大主應變值、最大切應力值、最大切應力值等等。這些數據揭示了對應方案下地層的位移、應力、塌陷等狀態,預測斷裂區域與形態,可作為工程設計與災害防治的依據。按照不同工程方案進行多次模擬,便可以選取合理的工程方案,從而降低地質災害風險與危害。

      目前透明地球系統的基礎應用功能是免費對外使用的,大家可以登錄該系統進行體驗。在功能上,大家有什么建議或需求可以在這這個視頻下留言,我們會在開發中考慮進去。


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