三維地質結構模型精度評估理論與誤差修正方法研究

《三維地質結構模型精度評估理論與誤差修正方法研究》是依託華東師範大學，由朱良峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：三維地質結構模型精度評估理論與誤差修正方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：朱良峰
• 依託單位：華東師範大學

項目摘要

三維地質結構模型精度評估與誤差修正問題已成為制約三維地質建模技術深入發展套用的瓶頸。本課題以典型場區典型地質體三維空間分布形態為研究對象，將三維地質結構模型構建與模型精度評估、誤差檢測、修正作為整體過程加以研究，將模型的精度控制因素和誤差修正方法相結合，將工程實驗驗證和計算機模擬計算結果相結合，採用計算機圖形三維可視化技術來克服場地模型試驗的缺點，建立三維地質結構模型精度評估的一般理論模型、面向特定地質體的實際操作模型和地質結構構造不確定性的三維空間分布模型，重點研究建模源數據的屬性、地質實體自身特性、三維地質建模方法對三維地質結構模型精度的影響，提出、實現並完善三維地質結構模型誤差修正方法，形成三維地質結構模型精度評估、誤差檢測、動態修正的標準流程框架，達到預測與控制模型精度、修正模型誤差的目的。本課題研究成果有助於完善複雜地質條件下三維地質模擬的方法與技術。

結題摘要

三維地質結構模型精度評估與誤差修正問題是當前制約三維地質建模技術深入發展套用的瓶頸。我們以典型場區地質體三維空間分布形態為研究對象，對三維地質結構模型構建方法、地質實體模型精度評估理論、誤差檢測及修正技術進行了深入研究。我們提出了三維地質結構模型精度評估、誤差檢測、動態修正的總體研究架構。在三維地質結構模型精度評估方面，分別構建三維地質結構模型精度評估的一般理論模型、面向特定地質體的實際操作模型和地質結構構造不確定性的三維空間分布模型，重點研究了地質實體自身特性、三維地質建模方法對三維地質結構模型精度的影響，解決了由一般地質界面的內插誤差和特殊地質體的外推誤差引起的精度評估問題。在模型誤差修正方面，提出了基於建模初始數據的模型誤差修正方法和基於建模中間結果的模型誤差修正方法，在具體實現時，引入“數據—模型的可視化互動技術”。針對典型研究場區的地層分布特點，我們提出了一種重構沉積地層系統三維實體模型的新方法“鑽孔-層面-實體法”。沉積地層系統三維構模的難點主要集中於對缺失地層地質成因的判定以及缺失邊界的界定上。為了重構缺失地層引起的不連續地質界面，“鑽孔-層面-實體法”首先使用二分拓撲結構將鑽孔數據離散化為一系列散點，並基於這些散點插值擬合出各個地層頂、底界面的初始高程，自動推算出缺失地層的地質成因；然後按照不同的地質成因，自動對缺失地層及其控制界面進行交切處理、高程調整與一致性處理；最後生成用三維塊體或三稜柱體元充填的三維實體模型。“鑽孔-層面-實體法”具有自動性高、適應性強的優點，研究實例顯示了其建模結果自然、合理，非常接近於實際地層分布情況。在項目執行過程中，公開發表論文14篇（其中SCI刊物《Engineering Geology》1篇，EI收錄6篇）；申請發明專利3項（其中1項已授權）。這些研究成果為建立一套完整的三維地質結構模型精度評估與誤差修正的理論體系和方法體系奠定了基礎，有助於完善複雜地質條件下三維地質模擬的方法與技術。