cq9电子平台网站：地质建模(精选5篇)

　　以往地质资料对地下空间的表达一般都是以平面、剖面图及表格数据提供的，他们所反映的数据是离散的，有局限性的。地质人员很难得到有效直观的地质信息。建立三维可视化地质模型，不但减轻了地质人员的任务，而且还将专业领域复杂的、抽象的成果以简洁、直观的方法和形式表现出来，还有助于不同领域间方便、正确的进行交流[1]。

　　根据矿区现有的地质剖面图和地形图，通过建立地质体的三维模型，揭示了成矿空间内铜矿体与千糜岩带的空间赋存形态和相互关系，便于地质人员分析矿山的成矿地质条件，认识成矿规律，以指导深部找矿预测。

　　西裘铜矿为一海底火山喷发-沉积型的中型铜矿床，铜矿体赋存于平水组蚀变凝灰岩与蚀变花岗岩接触带附近，矿体与F1断裂带（千糜岩带）关系密切。

　　该矿床由19个铜矿体和1个硫矿体组成，矿体局部反倾。其中Ⅰ号铜矿体规模最大，占矿床总资源储量的92%，矿体呈脉状（或似层状），长1000余米，厚1.00-47.95米，平均厚9.54米，最大倾斜延伸952米，赋存标高在+120米至-890米。矿体产状较陡，走向40°-60°，沿走向和倾向均呈舒缓波状，总体倾向北西，倾角55°-90°。具向南西侧伏的趋势，矿体延续完整，无较大的夹石，无明显后期断裂和脉岩破坏，对应性较好。

　　F1断裂带（千糜岩带），长约1400m，宽10m左右，走向北东40°-65°，总体倾向北西，局部反倾， 倾角60°-80°，沿走向和倾向均呈舒缓波状。

　　Surpac软件是加拿大GEMCOM国际软件公司推出的大型三维数字矿山软件。该软件有着出色的3D图形功能，良好的图形用户界面、功能强大的绘图及三维图形可视化仿真技术，是一个可以建立原始数据库和形成一整套三维立体的和块体的建模工具。作为一套完整而且全面的软件系统，被广泛应用于勘探和地质模型的建立、地表和地下采矿设计、矿山工程测量、生产计划和开采进度计划、尾矿和复垦设计、钻孔编录等领域。目前已推出6.3.2版本。

　　收集矿区的所有地质剖面图、勘探线端点坐标和地形图。并做以处理：（1）在MapGIS中，利用投影变换功能，把所有收集的图件全部转换为1：1000的图件；（2）把地形图中的等高线赋上高程属性，并提取出来，成立一个等高线的文件；把地质剖面图中的矿体和围岩界线及工程分别做以筛选，保存为单独的文件；（3）在MapGIS中，利用文件转换功能，把已处理好的图件分别转换为DXF格式的图件；最终完成原始资料的整理。

　　为了直观真实的表达矿区地表与矿体的三维空间位置关系，以矿区地形图为原始资料，利用已提取的等高线文件，完成地表模型的三维可视化。

　　在Surpac软件中利用文件转换功能，把DXF格式文件转换为Surpac软件可识别的.str线串文件，并对线串文件做以清理，再由当前层建立DTM模型并对模型进行着色，最终完成地表模型的建立。见图2-1。

　　矿区剖面图为DXF格式的二维平面图，由于制图时所选取的原点坐标不同，而Surpac软件中要求所使用的坐标为实际坐标，在导入到Surpac软件后，往往在空间位置上是不一致的，需要将其进行空间三维转换。

　　（1）通过图层运算，将剖面图的Y坐标（高程）转换为Surpac软件中的Z坐标；

　　（2）以勘探线的两端点为剖面图和平面图中的特征点，通过查询分别获得勘探线两端点，其中以剖面图中的点坐标为旧坐标，平面图中的点坐标为新坐标，利用线D转换功能完成剖面图的三维空间转换。

　　（3）Surpac软件宏功能，依次完成工程布置、矿体和千糜岩带的转换。最终完成剖面图的立体化。见图2-2、图2-3。

　　实体模型一般通过一组或多组剖面多边形联接来定义一个实体，借鉴不规则三角网表达复杂地貌、地层曲面的灵活性。实体模型的实质是由剖面上的实体截面形态来构建三维实体表面。

　　本次矿体（蚀变带）的圈定参照勘探线剖面图中已圈出的矿体（蚀变带），根据矿体（蚀变带）的空间展布趋势，利用轮廓线重构面技术在相邻勘探线之间用三角网连接三维矿体表面；在矿体的两端封闭起来，就形成了矿体（蚀变带）的实体模型。

　　在建立实体模型之前，为保证模型的正确必须进行线完整性的检查，主要是检查和删除线的交叉、重复、聚结点，然后把所有勘探线剖面图中的矿体（千糜岩带）界限合并在一个线串文件中，最后根据相邻勘探线之间矿体（千糜岩带）的趋势，连三角网；在矿体（千糜岩带）的两端，封闭起来，就形成了矿体（千糜岩带）的实体模型。见图2-4、图2-5。

　　从图2-4、图2-5可知，矿体和千糜岩带呈北东向展布，矿体延续完整，总体倾向北西，产状较陡，这与铜矿体走向40°-60°，倾向北西，倾角55°-90°事实相符。真实直观的再现了矿体和千糜岩带的空间赋存形态，使得地质人员更直观形象的认识矿体和千糜岩带的空间形态规律。

　　通过利用已有的勘探线剖面图，在Surpac软件中通过提前线串的方法，建立了地表模型及矿体与千糜岩带的实体模型，真实直观地再现了矿区地表与矿体的三维空间位置关系，地下矿体与蚀变带的空间赋存形态和互相穿插关系，为地质人员分析矿区的成矿地质条件，认识成矿规律提供了一种新的手段。

　　近年来，计算机软硬件技术的发展为地质三维设计的发展创造了条件，在地质领域中，岩体的三维可视化模拟已成为人们广泛关注的热点。目前，中国国内工程勘察设计行业的三维地质建模技术已经由探索阶段逐渐走向生产应用阶段。国际上广泛应用的GoCAD软件在地质建模方面有着独到之处，它不但具有核心的地质几何形态建模功能，可以实现结构特征与地质属性的统一表达，还具备强大的可视化功能和属性分析功能。本文将结合乌托水电站的三维设计详细阐述GoCAD软件在水电工程地质中的应用。

　　GoCAD(GeologicalObjectComputerAidedDesign)是由法国ENSGNancy地质学院(Mallet，1989)研制的地质造型软件，是专门针对地质专业的三维模型建造、属性分析软件。软件主要包含PointSet、Curve、Surface、solid、Voxet、Sgrid、Well、Group、Channel、2D－Grid、X－Section、Frame、Model3d等对象类型。GoCAD软件最大特点是延续了与人工地质制图传统习惯相同的思想，即利用少数已知控制点推测空间分布形态，反映地质体的空间不确定性和模拟这种不确定性的技术思路。因此，GoCAD模型可以100%保证勘探控制点处的精度，而勘探点以外部分则合理利用地质传统习惯的推测方法进行模拟。

　　GoCAD软件是采用离散平滑内插算法(Dis-creteSmoothInterpolation，简称DSI)作为核心技术。DSI方法用一系列具有物体几何和物理特性的相互连结的节点来模拟地质体。用DSI方法模拟几何和物理特性时，已知节点和地质学中的典型信息将被转化为线形约束，引入到模型生成的过程中。该方法基于图形拓扑，它适用于构建复杂模型和处理模型表面不连续的情况。DSI算法具有一定优点，如可自由选择和自动调整格网模型，实时交互操作，能够处理一些不确定的数据等。这些优点决定了DSI在地质建模和可视化中的重要位置。

　　三维地质建模的思想是利用各种地质勘测资料，借助GoCAD内部的DSI算法，将离散数据转化为连续曲面，进而建立岩体的三维模型，处理岩层界面与结构面的组合关系，逼真地反映地质体的全貌。具体思路如图1所示，建立一个曲(平)面，对该曲(平)面进行相应的约束后，将这个面拟合到由钻孔、平硐确定的该层的离散点位置，得到一个曲面，该曲面在宏观形态上与出露线、产状数据一致，在局部与钻孔确定的层面位置一致，如果其展布情况与地质规律不矛盾，则可认为该曲面可以模拟该地层面［1－2］。

　　(1)将选定的研究区域的地形等高线直接导入GoCAD软件，在PointsSet模块中将所有等高线)建立一个与研究区域范围相符的平面，对平面进行分裂(Split)，即增加网格密度;(3)约束(Constraints)待变形面的边界，确保其边界(Border)只能沿Z方向进行变形，并约束待变形面，使离散点集成为待变形面的软约束控制点(ControlPoints);(4)对设置好各种约束的待变形面进行多次的插值积分(Interpolation)，根据实际情况判断变形后的曲面是否满足要求，若达到要求，停止积分操作，若需要局部修改，使用Region命令进行局部范围的划定，然后执行相应的分裂与积分操作即可。

　　在GoCAD中，钻孔是以钻井(Well)的形式表示的，Well作为GoCAD的基本对象之一，包含有位置信息(WellPath)和属性信息(WellLogs)。GoCAD中提供了多种数据录入接口，建模中基本采用文本文件方式录入钻孔及相关数据。数据读入GoCAD后，可在Well的Marker项修改各层的信息并加入各层的产状信息。在GoCAD平台中没有专门用于建立平硐模型的模块，平硐可以视作水平方向的钻孔，其位置信息(WellPath)表示的是平硐轴线的几何信息，其它信息与钻孔模型相似，区别在于平硐中有更多的结构面的特征信息，包括结构面的产状、填充等信息。2．3地质分界面地质分界面主要包括地层面、风化面、地下水位面、卸荷带等。由于地质分界面存在于地表以下，无法直接观察到，因而存在很大的未知性。三维地质建模的任务就是将这些无法完整观察到的未知面进行重构，包括它们的几何形态、相互间的位置关系等。地质分界面具体建模过程与方法如下。(1)建立一个与研究区域范围相符的平面作为待变形面，对平面进行分裂(Split)，将网格加密，或者复制地形面并降低高程作为待变形面。(2)对待变形曲面添加约束(Constraints)，主要有3种约束需要添加:1)设置待变形曲面厚度范围约束(SetRangeThicknessConstraint)，控制待变形曲面与其上层已完成曲面之间的深度范围;2)对待变形曲面添加出露迹线、已探明迹线、勘探点信息等控制点的硬约束(ControlNodes)，确保待变形曲面100%通过已知信息点;3)约束待变形曲面区域外轮廓，确保其边界(Border)只能沿Z方向进行变形。需要注意的是，实际测绘地表出露迹线时只能得到有限的点信息，测绘点连接后形成的地表出露迹线需要进行加密(Densify)处理并投影(Project)至地形面。(3)对设置好各种约束的待变形曲面进行多次的插值积分(Interpolation)，根据实际情况判断变形后的曲面，如果其展布情况与地质规律不矛盾，则可认为该曲面可以模拟该地层面。随着勘探工作的加深，不断新增勘探点数据，将新增信息添加到待变形曲面，设置为新的硬约束，确定该勘探点的影响范围，建立region，再次积分，完成对模型的修订。

　　2．4结构面三维地质建模过程中需要关注的结构面主要有断层、裂隙、岩层分界面等不连续的开裂面，其具体建模过程与方法如下，(1)建立出露线种:①在AutoCAD平台中根据地质测绘点描绘出结构面的地表出露线，然后导入到GoCAD中;②直接在GoCAD中根据地质测绘点建立地表出露线。通过上述方法，在GoCAD中得到1个Curve对象，对Curve对象根据需要进行相应的加密、投影处理。(2)根据结构面产状与预测延伸长度计算得到结构面的法向增量。(3)将Curve对象沿该法向量拉伸一定距离得到1个面对象(Surface)，即为该结构面的宏观形态，该面与地表出露线及产状数据相一致。再将这个面拟合到由钻孔、平硐确定的该层的离散点位置，得到1个曲面，该曲面在宏观形态上与出露线和产状数据一致，在局部与钻孔确定的层面位置一致，如果其展布情况与地质规律不矛盾，则可认为该曲面可以模拟该结构面［3］。

　　乌托水电站工程是伊洛瓦底江密支那以上流域水电资源开发规划中的东源恩梅开江5级开发方案中的第4座梯级电站，位于中缅山脉北部的克钦山区。地势总体上具有北高南低、东高西低的特点。

　　乌托水电站三维地质模型建立的技术路线所示，具体过程为:①以地形等高线数据为基础建立三维地形模型;②以钻孔、平硐等勘探数据为基础建立钻孔、平硐三维模型;③以测绘数据为基础，结合三维地形模型以及钻孔、平硐三维模型建立结构面模型;④以钻孔、平硐三维模型及三维地形模型为基础，结合虚拟钻孔模型及结构面模型建立地层界面模型;⑤整合所有完成的模型得到地质面模型;⑥以地质面模型为基础进行实际工程应用。

　　加载地形等高线到GoCAD中，离散等高线建立点集，以离散点集为基础建立地面模型。三维地形面模型如图3所示。

　　对钻孔与平硐数据进行预处理，使之成为Go-CAD软件能够利用的格式，然后分别建立钻孔与平硐三维模型。钻孔与平硐的三维模型如图4，5所示。在勘探点稀少的区域建立虚拟钻孔，同样建立钻孔三维模型。虚拟钻孔是由地质人员根据经验和其它勘探手段获取的结果做出的推断，它对地层模型具有和真实钻孔一样的约束。事实表明，通过虚拟钻孔的辅助控制建立的三维地质模型比只用实际钻孔数据建立的三维地质模型具有更高的精度和可信度［4－6］。

　　研究区覆盖层主要为第四系全新统(Q4)冲积、崩坡积、洪积物等。具体建模过程是:从勘探资料及地质测绘资料中获取覆盖层深度及边界信息，这里主要是指从实际钻孔模型中提取marker信息得到覆盖层深度信息，从平面图中获取覆盖层边界线，即尖灭处，然后进行积分插值，建立三维界面模型。在缺少勘探的区域及模型不合理的区域建立虚拟钻孔，控制覆盖层的形变，多次积分，最终完成覆盖层三维模型的建立。研究区覆盖层三维模型如图6所示，图7所示为覆盖层中透镜体三维模型。

　　研究区无区域性断层通过，地表测绘两岸岩体发育23条断层，规模均较小，以陡倾角断层为主，缓倾角断层不发育。研究区中断层模型的建立过程具体为:从地质测绘资料中得到断层在地表出露迹线的位置，由产状及推测延伸长度计算出对应的法向增量。将地表出露线拉伸得到断层基本表达面，根据勘探信息对断层面进行适当平滑处理，若模型结果与自然规律相符，则完成模型的建立。研究区断层三维模型如图8所示。

　　研究区分布的地层主要为中元古界(Pt2)，其岩性为花岗片麻岩、片麻岩，地层相对较为单一。因此，建立地层模型的主要任务是完成风化界面、卸荷面、地下水位面等的拟合。研究区中岩体的强风化、卸荷面不连通，在地表有尖灭。弱风化、地下水位面都是连通曲面。地下层面的建模方法相同，都是从钻孔与平硐模型中提取相应的marker信息，设置为硬约束，在数据缺少区域建立虚拟钻孔，然后进行积分插值。不同的是对不连通曲面模型的建立需要根据地质测绘数据先确立其在地表面的尖灭线，并将尖灭线设置为硬约束。研究区地层三维模型如图9所示。总的来说，曲面模型构造属于基础建模，它主要采用线、面模型，重在模拟对象的形态及其相互之间的位置关系，但是缺少各层面的属性信息［7－8］。

　　为了检验本次研究中三维地质模型的精度与实用性，在已有AutoCAD图件中提取了若干条剖面线的端点，在GoCAD中以端点数据建立Curve对象。以三维地质面模型为基础，在GoCAD中利用Cross－Section模块里面的FromCurveandVector命令切出多幅剖面图，并与原有的地质剖面图进行比较。校验的第一步是将新切图输出为．dxf文件，并与原图置于同一文件中，进行直观对比，对比结果如图10所示。校验的第二步是由工程经验丰富的地质人员来判断地质图件的合理性与实用性，进一步确定三维地质模型的可信度。校验的结果是:从三维地质面模型中切出的二维剖面图与原始剖面图基本一样，完全符合工程精度要求，三维地质模型在工程实践中可信、实用。

　　(1)研究与应用表明，基于GoCAD平台的三维地质建模克服了复杂地形面准确模拟的难点，能精确建立完善的三维可视化模型，同时也突破了地下不可见区域地质信息迅速方便三维表达的限制，三维地质模型在质量上满足了实际要求。

　　(2)模型的建立为工程地质岩体的认知表达提供了新的技术途径，为地质人员的分析判断提供综合信息，使得地质人员跳出了传统二维推测的局限，基于三维模型的地质推测更趋合理，也使得后续勘探点的增加布置更为科学。

　　所谓三维地质建模是指采用适当的数据结构在计算机中建立能反映地质构造的形态和各要素之间关系以及地质体物理、化学属性空间分布等地质特征的数学模型[1]。传统煤田勘探资料通常运用二维的平剖面图描述矿体形态，为了更好的服务矿山，与矿山开采设计与开采进行衔接，运用已有勘探资料，立体显示矿体形态及赋存条件，笔者运用MIRCOMINE软件及柳塘沟地区勘探资料，进行了矿体三维地质建模。

　　目前，已实用化的地质三维建模软件大多来自国外的三维矿业商用软件，Micromine是其中比较有代表性的软件。MIRCOMINE是澳大利亚MIRCOMINE国际矿业软件有限公司开发的大型专用矿业软件。它主要用于地质勘探、资源评估、储量计算及露天矿和地下矿矿山设计和开采。能够实现各种工程和矿体的三维立体显示和成图，同时还可以进行矿山的开采设计以及数字地形模型的建立。该软件在2003年通过国土资源部权威认证，采用该软件评估资源具有评估机构认可的资质。MIRCOMIN软件主要分为7个功能模块：Core模块、勘探模块、资源估算模块、线框模块、开采模块、测量模块、输出模块。其数据输入适应于Mapgis，ODBC （Excel， Acess， Foxpro， DBASE），DEM， DXF， Surpac等形式的资料[1～4]。

　　林盛煤矿柳塘沟区段位于沈阳市苏家屯区南，行政区划属沈阳市苏家屯区林盛堡镇管辖。本煤田区域构造位于新华夏系第二巨型沉降带中，下辽河断陷带的东坡与东西向太子河坳陷带复合部位。区域内地层发育较全，从老到新下古生界奥陶系，上古生界石炭系、二迭系，中生界侏罗系及新生界第三系、第四系。

　　区内发育多个北东向斜列的褶皱，柳塘沟区段位于林盛堡向斜的东翼北段，为一地层走向NE40°，倾向NW50°地层倾角72°左右的单斜形态。局部地层较陡，达到85°左右，向深部地层倾角有渐缓趋势，在单斜的中南部有一定的起伏。

　　断层较发育，据现有的钻探工程控制，并参考柳塘沟区段地震勘探资料，在走向3.5Km范围内，发现断层6条，其中大的断层4条，小的断层2条。本区内可采煤层4层，即7、121、122、13号煤层，勘探范围内煤层均被断层切割成数块。

　　根据已有地质图件及钻孔资料，输入钻孔、测井、地质描述、煤层等基础数据，或通过原有地质数据库影射，建立地质数据库，根据矿体形态、构造特征、勘探区范围等圈定矿体，根据地面测量数据建立地表DEM模型或可添加卫星图片，实现矿体的三维地质建模。

　　MIRCOMINE数据存储格式为DAT文件，有其标准关系数据表组成，Micromine将由ddb文件关联起来的数据表集合称为地质数据库[2]。用来建模的数据主要包括四个基础数据文件：井口数据表、测井数据表、岩性表、地层年代数据表。柳塘沟基础数据多为EXCEL表格形式，根据MIRCOMINE文件数据结构按字段分别导入，形成软所所需的基础数据表。钻孔校验无误后，即可建立供三维建模使用的地质数据库。

　　在软件视图管理器中生成显示钻孔轨迹及各地层、煤层填充图案，用以区分钻孔中各地层，为圈定矿体及连接地层界线单层矿体圈定

　　煤田工作中通过煤层对比工作来确定各个层煤层与构造的赋存关系，矿体圈定以往是由地质人员分别在储量估算剖面图或平面图上分别圈定，在软件中可在切割剖面的情况下，直接确定各界线的空间位置。

　　沿勘探线方向切割剖面，根据钻孔轨迹中矿体在钻孔中的顶底板位置，划定单个剖面上的剖面解释线，确定矿体截面形态。矿体边界则根据勘探范围、深度及钻孔见煤情况，进行确定。

　　根据地质解释成果，将剖面解释断层形成线文件并显示在剖面中，作为矿体圈定的界线之一。矿体圈定也可将已有剖面文件导入，在软件中进行交互操作修改。

　　构建三维矿体其实质是由一系列三角而构成的实体表面或轮廓，是矿床的边界控制也就是对矿体的地质解译。

　　Micromine采用线]来建立矿体三维模型。线框构模法是一种表面构模技术，即把面上的点用直线连接起来，形成一系列多边形，然后将这些多边形拼接起来，形成一个多边形网格，以此模拟矿体边界和空间形态，亦即在三维空间中进行矿体的连接，形成矿体的三维线框模型。

　　通过软件创建线框功能将各剖面矿体解释线即在剖面上圈定的矿体边界线连接起来，形成连续线）。根据地质要求，见煤孔与未见煤孔之间按1/2距离推测矿体，此时需创建辅助连接线，以确定尖灭范围，在勘探区范围、断层面等边界处封闭线框，从而构建各煤层三维模型（见图3）。

　　地形图是煤田地质勘探不可缺少的一部分，在煤矿开采中地形地质图及井上下对照图都是极其重要的图件，通过Mircomine软件可根据所测地形数据形成地表DTM文件，也可将卫星图片导入软件中，确定矿体的地理位置，矿体与地表水系、建筑等的相对位置关系，更直观的表现矿体的赋存状况。

　　柳塘沟区段属平原地区，地表平坦无较大起伏，将勘探区卫星图片导入软件，选择参考点，较正图片位置，实现了地表水系、道路、地面建筑的统一显示，使用时可调节卫星图片透明度以突出显示地表情况或矿体。

　　将钻孔轨迹、各煤层模型、地形模型等要素载入视图管理器（Vizex），能较直观的呈现煤层形态与赋存状况（见图4）。软件中可旋转浏览，并查看煤层信息。

　　煤田地质三维建模需专业地质人员在对煤田勘探资料的整理研究的基础上圈定矿体，确定矿体形态，建立的模型应符合地质规律。在建模过程中应充分考虑地质构造对矿体形态的影响。运用软件进行三维地质建模，减少了传统平剖面分别成图时因人为因素造成的误差。

　　三维地质建模是煤田勘探的基础工作，建立正确完整的三维地质模型可为后续储量自动化计算、剖面切分打下良好基础，同时也是煤田勘探与生产开采、勘探资料管理与矿山生产管理数字化的一个良好衔接。

　　[2]毛先成，刘梅华，任佳，邹艳红.地质矿产数据库向Micromine地质数据模型的转换研究[J].西部探矿工程，2007，2：112—114.

　　[5]王李管.二维变异函数的稳健统计学计算方法及其应用[J]，中南工业大学学报，1998，41：570— 574.

　　矿区面积25.5km2，发育有宽缓的波状起伏。主要含煤地层为侏罗系中下统延安组（J1-2y），上覆地层有侏罗系中统直罗组（J2z）、安定组（J2a）、白垩系下统的迳川组（K1jc）和东胜组（K2ds），第三系上新统（N2）和第四系（Q）。地层产状平缓，无断裂和较大的褶曲构造，无岩浆岩侵入。主要煤层共5层3-1、4-1、5-1、6-1、6-2。本区煤岩类型为暗淡型和半暗淡型，煤岩成分以暗煤为主，含较多丝炭和少量亮煤。本文旨在建立资源空间地质模型，进行资源量估算，为矿产资源合理利用提供依据。

　　建立三维地质模型（3DGeologicalModelling）简称地质建模，是在分析整理前期已有的地质资料的基础上，将测量资料、钻孔柱状图、煤质资料、物探资料等二维数据导入到Minex软件相应的三维空间中，利用和二维空间的相关性，将不连续的离散的数据联系起来，从而形成三维实体的过程。三维地质模型建立流程如图1所示。

　　2.2地质数据库的建立与煤层连线原始数据准备地质数据库一般通过钻探、坑探和槽探等方法获得。地质数据库是三维地质模型建模的基础，对获取矿区深部信息有着十分重要的作用，而在矿体模型圈定、资源量估算等方面也起着关键作用。按照软件要求产生6个数据表，即COLLAR、SURVEY、PICKS、QUALITY、LITHO、GEOPHY表。数据表结构见表1。2.2.2基础数据库的建立Minex数据库基本上是由6个二进制文件组成，其文件扩展名为.B3n，n取不同的值对应文件的不同用途，如钻孔数据通过B31文件进行管理，煤层层序通过B35管理。在Minex软件中，按步骤分别导入以上6个.csv格式数据表，要注意字段的匹配及数据的检查及修正。Minex中提供了对钻孔数据检验的模块功能，可以对导入的钻孔数据和煤层数据等进行验证，若出现错误提示，则说明输入的原始数据之间存在错误或矛盾，可及时修正。煤层连线是很关键的一步，Minex根据实际情况，提供了两种煤层连线的方法。一种是father-son煤层连线方式，一种是split煤层连线方式。father-son煤层连线方式适合于存在多个主煤层和少量薄煤层的情况；split煤层连线方式适合于对应主煤层层位存在2个或多个煤层且厚度较平均的情况，该煤矿煤层分布情况适合于第二种连线方式。需要通过反复检查各个剖面，纠正不合理存在，修正煤层连线构建三维地质模型的方法选择

　　目前建模的主要方法有块段构模法和界面构模法。Minex软件采用界面构模法建立矿床模型，实质是用若干个多边形面拼接形成一个多边形网来模拟矿床的各种地质界面和开挖工程界面。Minex采用界面模型的构模方法主要有3种：规则格网构模法（Grid）、三角网构模法（Triangle）和等值线种。本文采用Grid建模法，这是基于规则分布数据点的建模方法。它将构模区域按一定的方向划分成若干个等距二维矩形网格，再根据已知的样本点数据，采用一定的估值方法算出各网格顶点的高程、矿石质量等指标以描述矿床[2]。估值主要由已知样品点推断未知样品点的值，成熟的市场经济国家同我国的资源储量估计方法有很大差异。剖面法在我国资源储量估计中占统治地位，其次是地质块断法。而国外现在已基本上不使用剖面法。多边形法、克里格法以及反比距离加权法是目前研究较成熟的3种方法[3]。Minex软件提供了3种估值方法，如包括多边形法、克里格法和距离幂次反比法。多边形法是一种最原始的估值方法，即找出每个样本（钻孔）的影响范围边界，在边界范围内的所有块段或网格顶点的值都与该孔样本值相同。其方法就是对勘探格规则的钻孔连线的中点垂线构成多边形，形成多边形块段。此法计算简单，适用于矿床在平面上变化幅度小的储量计算。针对矿区煤层稳定的特点，本次采用了多边形法进行估值。2.3.1地表模型的建立地表模型建立的依据是地表测量的数据，通过对这些离散不均匀的数据的加密插值，才能形成完整的地表高程数据。地表模型可以用钻孔孔口标高自动生成，也可以通过地表等高线对应标高赋予等高线Z值生成地表模型。由于本区高差不大，故使用了第一种钻孔孔口标高自动生成地表模型的方法。2.3.2煤层顶底板、煤厚及夹矸模型的建立煤层顶底板、煤厚及夹矸模型的建立方法，根据煤层特征不同而各异。对于煤层较厚，分布稳定的煤层，可以先自动生成顶底板，再依据顶底板模型用顶板减去底板的数学计算方法生成煤厚模型从而生成夹矸层；对于薄煤层，建议先生成煤厚与底板模型，用底板加上煤厚模型模拟出顶板模型，再模拟出夹矸层，这样模拟出的煤层顶底板不容易出现交叉重叠，夹矸不容易出现负值；对于数据最差，煤层最不稳定的薄煤层，建议生成夹矸和煤厚模型，在用这两个模型模拟出顶底板的方式最佳。本文采用的是第二种方法。通过computerwashoutgrids生成MK网格。运用SQL语言，借助MK变量（washout位置赋值0，否则1）重新生成煤厚模型后，重新计算出煤层顶板。至此，煤层结构模型建成。图3为此法构筑的5-1煤层的三角网模型。图35-1煤层三角网Minex与其他国际通用的软件例如Surpac相比，优势非常明显，Surpac需要地质人员通过各勘探线剖面逐个圈定矿体范围，建立三维实体模型。Minex是针对层状譬如煤而设计的专业的软件，煤层建立可以由软件自动完成，大大节约了时间成本，这也是Minex软件在煤矿建模时优于其他软件的最重要的标志。2.3.3采空区的建立资源量的估算方法有断面法、算数平均法、等值线等，这些算法都是在矿产资源勘探时期估算矿产资源量的估算方法，并不适于计算矿体采空区的开采量。因此用矿业工程软件对采空区进行三维空间模拟、展示，有着传统方法无法比拟的优越性。运用Minex建立采空区的步骤：将CAD中的采空区边界通过软件导入到Minex中，并设定线型为mask。通过SeamModelOperations运算建立采空区。2.3.4Distance模型的建立按照相关规范及标准的，如JORK准则（2004年澳大利亚报告地质勘探结果，矿产资源及矿石储量），“测定的资源量”“标志的资源量”以及“推断的资源量”分别以“250m”、“500m”、“1000m”进行空间圈定，这是一种常用的资源量估算的方法，结合地质工作可靠程度适当调节。通过“boreholedistancegridding”建立的各煤层的“distancegrid”可以明显看出资源量在二维及三维空间上的分布，并且可以以JPG以及DXF输出所需的平面分布图，可以进行直接利用或编辑。图5是该区5-1煤层的资源量估算图。2.3.5煤质模型的建立首先将煤质参数灰分（ASH）、、挥发分（VOLATILE）、硫分（SULFUR）、发热量（HEATVAL）、密度（DENSITY）用多重变量自动建立的方法，建立各参数对应的煤质模型。Minex软件利用SQL语言可对灰分、挥发分等几乎所有煤矿关心的数据属性进行赋值，根据各种约束条件和不同属性可自由组合建立不同的煤质模型并与资源量级别进行限定，模型在报告资源量时可以自由利用。

　　0.引言本文分析多种面向地质建模的空间插值方法后，根据数学地质理论、矿床的赋存条件及原始采样数据的分布特点，分析研究参数优化选择的有效方法，研究关键参数选取的方法，为进一步精确构建地质模型提供了数据保障。

　　空间数据的插值可描述为：给定一组已知空间离散点数据，从这些数据中找到一个函数关系式，使该关系式最好地逼近这些已知的空间数据，并根据该函数关系式推求出区域范围内其他任意点的值。空间插值方法很多，分类标准不一。如按照拟插入点的区间范围可以分为内插和外推；按原始数据空间分布完整性可以分为整体插值和局部插值。整体插值利用所有样本点进行全区特征拟合，而局部插值则仅利用相近的数据点对未知点进行估值，根据内插点的分布范围又可分为分块插值和逐点插值。

　　整体插值的拟合模型是由研究区域所有采样点的观测值建立的。整体插值主要通过多项式函数来实现的，其特点是不能反映插值区域的局部特性，因此该方法不直接用于空间插值，而是用来检测不同于总趋势的最大偏离部分。从数据中去除一些不符合总体趋势的宏观地物特征后，可用剩余残差来进行局部插值。

　　多元回归插值法是一种常用的整体插值方法，一般用于确定数据的大规模的趋势，因此也被称为“趋势面拟合”。其原理是用函数代表的面来拟合现象特征的趋势变化。它的理论假设是地理坐标（X，Y）是独立变量，属性值Z也是独立变量且是正态分布的，同样回归误差也是与位置无关的独立变量。

　　用一个简单的示例来说明，地理或环境调查征值Z沿一个断面在X1，X2，…，Xn处采样，若Z值随X值增加而线性增大，则该特征值的长期变化可以用回归方程：Z(x)=b0+b1x+ε进行计算（其中b0，b1为回归系数，ε为独立于 的正态分布残差。）。

　　然而许多情况下，不是以线性函数，而是以更为复杂的方式变化，则需用二次多项式Z(x)=b0+b1x+b2x2+ε或更高次的多项式进行拟合。对于二维的情况，X，Y坐标的多元回归分析得到的曲面多项式，形式如下：

　　计算是一个标准的多元回归问题，大多数情况下可采用低次多项式进行拟合，一般次数为2或3就可以。次数高的多项式可以很好地逼近观测点，但计算复杂，而且其内插效果使整体分离，降低整体趋势；当多项式次数过高时，非观测点部分的估值会产生大幅震荡。

　　趋势面法反映总体拟合情况，有着总体的趋势，但是并不能很好地反映出局部特征，尤其是在边界上的拟合情况偏差较大。因此，趋势面法主要用于在使用某种局部插值方法之前，模拟大范围内的宏观变化趋势，而不直接用其进行空间插值。

　　加权最小二乘拟合法是在趋势面分析基础上引入“距离权”的概念，从而使估值更为合理。具体方法如下。

　　对每个样本点考虑一个距离权系数，通常为w(di)=，其中di=，ε为一个很小的正数。使总估值偏差和Q最小，则

　　通过最小二乘方程建立法方程，求得方程系数矩阵，再将插入点（X,Y）带入趋势面数学模型，可求得待估点高程值Z。

　　加权最小二乘拟合法不仅可以反映总体趋势，还可以反映局部的变化特征，但反映出的局部变化不是十分明显。通常这种方法在矿体连续的情况下（即没有断层的情况），也可以用来加密边界点。如果出现断层情况，在边界处拟合会出现下凹问题。

　　由于实际的估值区域复杂多变，不可能用一个多项式进行拟合，因此一般不用整体函数法进行内插，而是采用局部分块内插拼接的方法。所谓分块内插是把参考空间分成若干分块，对各分块使用不同的函数。分块的大小根据地貌复杂程度和参考点的分布密度决定。一般相邻分块间要求有适当宽度的重叠，以保证相邻分块间能平滑、连续的拼接。分块内插的特点是可以提供内插区域的局部特性，且不受其他区域的内插影响。典型的局部内插又分为线性内插、多项式内插、双线性内插、样条函数内插和多面函数内插等。

　　逐点插值法是以待插点为中心，定义一个局部函数去拟合周围的数据点，数据点的范围随待插点位置的变化而移动地型模型，因此又称移动曲面法。

　　逐点插值法的关键参数选取包括：所选择的插值函数，邻域的大小、形状和方向，数据点的个数，数据点的分布方式（规则或不规则）。