3D GIS-Surpac耦合下的金属矿产资源储量计算方法研究

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数字矿山是当前矿业研究的热点,是各个国家合理开采与利用矿产资源的主要议题之一,而矿床三维模型是数字矿山的基础,也是矿床的数字表征。作为真三维地理信息系统(3D-GIS)的一个分支,三维可视化建模技术结合地质上的逻辑思维和空间上的形象思维,通过信息的动态反馈以获取矿体空间形态变化和品位变化等地质规律。在此背景下,本文就基于3D GIS矿体三维地质模型的构建与可视化方法的若干关键问题进行了深入研究与实践,并基于Surpac软件进行矿产储量计算。主要的研究工作及成果如下:(1)在充分分析了已有地质数据的基础上,对数据进行了分类、转换和处理,并运用Surpac软件检查和验证建模数据,保证了数据的正确性和可靠性后建立了地质数据库,为矿体三维建模与储量计算奠定了基础。(2)以构建的地质数据库为支撑,通过对ArcGIS Engine10.1进行二次开发,采用面向对象程序语言实现了矿体三维地质模型构建与可视化系统算法。首先完成了多层DEMs+B-Rep的混合构模方式的实现算法和IDW空间插值算法,成功构建了三维矿体表面模型;其次实现了四面体剖分算法,对矿体三维表面模型进行网格离散处理,构建出了矿体三维体元模型;最后结合ActiViz.NET三维可视化工具包,实现矿体三维地质模型的可视化并将其集合于3D GIS中。(3)深入研究Surpac软件所支持的三维模型数据格式,通过综合分析后选用PLY格式作为3D GIS与Surpac软件的桥梁,基于面向对象程序语言实现了该文件格式的三维数据模型的输入、输出和拓扑重建,为后续利用Surpac软件对矿体进行储量计算奠定基础。(4)利用Surpac软件对外部构建的矿体三维模型依次进行了样品组合与分析、块体模型构建和品位模型构建的工作,最后采用距离幂次反比法估算了矿体储量。实践结果证实了3D GIS–Surpac耦合下的金属矿体三维模型的构建与可视化和储量计算的方法的可行性和可靠性,可为国内同类金属矿山的三维建模工作提供参考,促进金属矿床资源开采质量与管理水平的提高。
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