三维复杂地质结构模型的InterfaceGrid表达方法

牛露佳; 石成岳; 王占刚; 周永章

doi:10.13745/j.esf.sf.2024.5.7

地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (4) : 129 -138. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.5.7

三维地质建模与成矿预测

三维复杂地质结构模型的InterfaceGrid表达方法

牛露佳 ¹^,²^,³ ,
石成岳 ⁴ ,
王占刚 ⁴^,^* ,
周永章 ¹^,²^,³^,^*

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InterfaceGrid: Gridding representation of 3D geological models for complex geological structures

Lujia NIU ¹^,²^,³ ,
Chengyue SHI ⁴ ,
Zhangang WANG ⁴^,^* ,
Yongzhang ZHOU ¹^,²^,³^,^*

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摘要

三维地质结构模型是地质空间内地质构造和地质体对象边界的数字化表征模型。随着地质数据矢量栅格一体化集成和地质数据空间查询分析需求增多,构建统一表达地质结构的一体化空间数据模型成为三维地质信息科学领域需要解决的基础性问题之一。针对规则网格、PillarGrid和SBRT模型等难以实现复杂地质结构的精细表达问题,本研究提出InterfaceGrid数据模型,充分考虑地质结构和属性的地下分布具有极强的非均匀性、不连续性和空间多尺度性,且表现出纵向分层特性和多属性场耦合的相关性。基于InterfaceGrid设计理论模型和数据结构,构建统一描述三维地质结构的InterfaceGrid数据模型,实现复杂地质结构的矢量栅格一体化表达。基于GeoAtom地原子理论构建InterfaceGrid的形式化表达框架,提出InterfaceGrid的构建流程,以及基于InterfaceGrid模型设计数据更新和空间查询算法。采用GPU光线投射和自适应采样策略实现地质网格的体可视化和在线浏览,结果显示,与SBRT模型相比较,InterfaceGrid能够更加真实地描述地质边界情况,提高了三维地质结构模型的准确性。在全球岩石圈三维网格化构建应用InterfaceGrid,验证了InterfaceGrid在大规模地质数据组织管理中的适用性,相比较PillarGrid数据量减少约1/3,更加适合基于大数据量的网络地学应用服务。