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第1章 绪论 1

1.1 维GIS理论与方法概述 1

1.1.1 二维GIS到三维GIS 1

1.1.2 三维GIS空间数据组织与管理 2

1.1.3 三维GIS空间分析方法概述 5

1.1.4 三维GIS空间模型 7

1.2 三维GIS发展与应用现状分析 8

1.2.1 三维GIS发展现状 8

1.2.2 三维GIS应用现状分析 10

1.3 维地质建模理论与方法现状 11

1.3.1 三维地质建模数据模型研究现状 11

1.3.2 三维地质建模方法现状 16

1.4 三维地质建模软件应用现状 18

1.4.1 三维地质建模软件介绍 18

1.4.2 三维地质建模应用现状 22

本章小结 23

第2章 三维地质建模多源数据组织与管理 24

2.1 基础地理数据 24

2.1.1 基础地理数据获取方法 24

2.1.2 地理空间数据坐标转换 26

2.1.3 基础地理数据库 29

2.2 基础地质数据 30

2.2.1 钻孔数据 30

2.2.2 地质平面图数据 32

2.2.3 地质剖面图数据 33

2.2.4 地球物理数据 35

2.2.5 基础地质数据库设计与实现 35

2.3 地面沉降数据 36

2.3.1 地面沉降与地裂缝数据获取概述 37

2.3.2 地面沉降监测内容与数据特点 38

2.4 声呐测腔数据 39

2.4.1 声呐测量原理 40

2.4.2 声呐测量设备 40

2.4.3 声呐测量法特征 41

2.4.4 声呐数据处理与可视化 41

2.5 三维地质建模多源数据库设计与实现 42

2.5.1 三维地质建模多源数据库结构设计 42

2.5.2 三维地质建模多源数据库实现 42

本章小结 43

第3章 三维空间数据模型 44

3.1 三维空间数据模型概述 44

3.1.1 三维空间数据模型发展现状分析 44

3.1.2 三维空间数据模型分类 45

3.2 面向地矿的面元模型 46

3.2.1 边界表示模型 46

3.2.2 线框模型 47

3.2.3 序列断面模型 47

3.2.4 多层DEM模型 48

3.3 面向地矿的体元模型 48

3.3.1 规则体元模型 48

3.3.2 非规则体元模型 51

3.4 面向地矿的混合三维模型 56

3.4.1 八叉树-四面体（Octree-TEN）混合模型 56

3.4.2 线框-块体（Wire Frame-Block）混合模型 57

3.4.3 断面-三角网（Section-TIN）混合模型 58

3.4.4 三角网-八叉树（TIN-Octree）混合模型 58

3.4.5 矢栅混合模型 59

本章小结 60

第4章 三维地质建模关键技术 61

4.1 三维空间插值方法 61

4.1.1 样条插值方法 62

4.1.2 反距离插值方法 63

4.1.3 泰森多边形插值方法 64

4.1.4 克里格插值方法 65

4.2 实体间布尔运算 69

4.2.1 空间分解法 69

4.2.2 层次包围盒法 69

4.2.3 快速相交检测算法——Space Sweep法 69

4.2.4 基于欧拉算子的空间实体布尔运算 76

4.3 三维空间网格离散 80

4.3.1 映射法 80

4.3.2 栅格法 80

4.3.3 Delaunay法 81

4.3.4 推进波前法 83

4.4 三维空间模型网格细分 84

4.4.1 Loop细分算法原理及应用 85

4.4.2 蝶形细分算法原理及应用 86

4.4.3 改进的蝶形细分算法原理及应用 88

4.5 三维空间索引 90

4.5.1 八叉树索引结构 90

4.5.2 R树及其变种树索引结构 92

4.5.3 八叉树与三维R树混合索引结构 96

本章小结 100

第5章 三维地质建模方法 101

5.1 基于多源数据融合的三维地质建模方法 101

5.1.1 多源数据组织与管理 101

5.1.2 三维地层模型构建 103

5.2 基于细分虚拟钻孔的三维地质建模方法 105

5.2.1 空间数据结构定义 106

5.2.2 钻孔地层信息模型设计 106

5.2.3 初始地表三角网模型构建 108

5.2.4 细分虚拟钻孔的生成 108

5.2.5 多层DEM的缝合 110

5.2.6 实例分析 111

5.3 面向属性信息表达的三维地质建模方法 112

5.3.1 面向属性信息表达三维地质建模方法研究背景及意义 112

5.3.2 三维地层模型的构建 113

5.3.3 三维地质体元模型构建 115

5.3.4 三维地层模型拓扑检查 116

5.3.5 地质体三维体元模型构建与品位信息表达 116

5.4 知识规则驱动下的三维地质建模方法 118

5.4.1 知识规则驱动下的三维地质建模方法背景及应用 118

5.4.2 地质构造特征分析 119

5.4.3 地质知识规则集建立与推理 122

5.4.4 基于知识规则的三维地质模型构建 136

5.5 基于声呐测腔数据的盐腔三维表面重建 140

5.5.1 盐腔的检测 141

5.5.2 盐腔三维表面拓扑重建的数据结构 141

5.5.3 盐腔三维表面拓扑重建 143

5.5.4 盐腔三维表面模型有效性检查 144

5.5.5 实例与分析 145

本章小结 146

第6章 基于三维地质建模的盐腔围岩蠕变模拟与分析 148

6.1 盐腔围岩蠕变模拟研究背景与意义 148

6.1.1 研究背景 148

6.1.2 研究意义 149

6.2 研究区概况及基础数据的组织与管理 150

6.2.1 研究区自然条件与开采状况 150

6.2.2 区域地质构造特征 151

6.2.3 地层沉积特征 152

6.2.4 盐岩层分布特征 154

6.2.5 相关数据的组织与管理 157

6.3 盐岩蠕变本构关系分析 158

6.3.1 盐岩蠕变本构关系概述 158

6.3.2 蠕变模型基本元件及其应力-应变关系 160

6.3.3 蠕变模型基本元件的组合及其性质 162

6.3.4 盐岩蠕变本构模型的构建 164

6.4 盐腔蠕变数值模拟与分析 170

6.4.1 盐腔蠕变数值模拟原理 170

6.4.2 盐腔蠕变数值模拟流程 172

6.5 盐腔围岩体元模型构建与盐腔蠕变模拟实验 174

6.5.1 盐腔围岩蠕变数值分析计算模型构建 174

6.5.2 单个盐腔蠕变模拟实验 175

6.5.3 盐腔内压对盐腔蠕变特性的影响分析 177

6.5.4 不同矿柱距离对多个盐腔蠕变特性的影响分析 182

本章小结 184

第7章 三维地质建模与Surpac耦合的矿产资源储量计算 186

7.1 研究背景与意义 186

7.1.1 研究背景 186

7.1.2 研究意义 187

7.2 矿产资源储量计算方法现状及问题分析 188

7.2.1 矿产资源储量计算方法现状 188

7.2.2 矿产资源储量计算方法问题分析 188

7.3 研究方案与技术路线 189

7.4 三维地质建模与Surpac软件耦合方法 190

7.4.1 Surpac软件所支持的三维模型数据格式 190

7.4.2 三维地质模型解析 192

7.4.3 三维数据模型转换与实例验证 194

7.5 三维地质建模与Surpac耦合的矿产资源储量计算实例 197

7.5.1 矿体三维模型实例验证与分析 197

7.5.2 矿体品位建模 197

7.5.3 储量计算与结果分析 203

本章小结 204

附图 205

参考文献 210