Exploración de la forma de expresión de simulación tridimensional de datos geológicos físicos

Xu Haijun y Yu Jingchun

(Centro de datos geológicos físicos de tierras y recursos Sanhe 065201)

Resumen Utilizando tecnología moderna de simulación por computadora, se obtiene geología física en diferentes espacios Se puede combinar La visualización de integración de datos realiza una expresión de simulación de entidades 3D de información geológica. Con el rápido desarrollo y popularización de la tecnología de simulación 3D, ha sido posible integrar y procesar una gran cantidad de información geológica discreta en un entorno 3D. Al integrar información relevante basada en datos geológicos físicos, se puede explorar el valor de utilización potencial de los datos geológicos físicos. Un sistema de simulación tridimensional o una estación de trabajo 3D basada en datos geológicos físicos es una forma eficaz de integrar cantidades masivas de información geológica discreta y realizar informatización, visualización y utilización integrada de datos geológicos físicos.

Palabras clave datos geológicos físicos integración de información simulación tridimensional

Desde la fundación de la República Popular China, ha poseído 27,85 millones de metros de datos geológicos físicos básicos y datos de catálogo básicos. Sin embargo, entre estos datos, los datos centrales y de texto o los gráficos planos se almacenan en diferentes unidades y se utilizan de forma dispersa, lo que es muy perjudicial para el desarrollo y utilización de datos geológicos. Si no se adoptan métodos modernos y eficientes de integración de información de manera oportuna para llevar a cabo la integración de la información, la gestión y utilización integrales, el daño a los núcleos, la desconexión de datos relevantes y la pérdida del valor general de los datos serán inevitables, con graves consecuencias. . Por lo tanto, es necesario utilizar medios modernos de tecnología de la información para llevar a cabo una minería de integración de información moderna basada en datos físicos como núcleos de rocas, construir un nuevo modelo de servicio y gestión de datos geológicos eficiente y en tiempo real, y resolver los problemas de dispersión y distribución de datos. Servicios de gestión pasiva.

1 El procesamiento integrado y la investigación exhaustiva de la información geológica son medios importantes de gestión y utilización.

La importancia de los datos geológicos no se limita al desarrollo de recursos, sino también a la gestión y la gestión de tierras y recursos. servicios sociales popularización de la ciencia Los servicios y otros aspectos tienen una importancia más a largo plazo. Es necesario desarrollar un sistema de estación de trabajo de simulación 3D para datos geológicos físicos para integrar completamente la información geológica central y relacionada en un entorno de simulación tridimensional para llevar a cabo tareas más científicas y. gestión de datos y servicios convenientes y promover la gestión de datos El desarrollo integrado de servicios de gestión de datos y procesos permite la integración en tiempo real y la gestión dinámica de datos e información a lo largo de todo el proceso minero, desde la planificación de la exploración hasta el cierre de la mina.

El alcance de integración de información del sistema de estación de trabajo de simulación 3D de datos geológicos físicos se basa en la información espacial del cuerpo geológico, basándose en los materiales de datos geológicos físicos y utilizando tecnología de simulación para integrar petrología, mineralogía y geología. La estructura, la geofísica, la geoquímica, la hidrogeología y otra información se integran en un sistema a través de la biblioteca de materiales y la biblioteca de modelos geológicos en un modo estandarizado para realizar la integración de la información geológica en un entorno tridimensional. El sistema de información integrado puede usarse ampliamente en diversos campos del desarrollo y gestión de recursos, como la planificación y el diseño de evaluación de minerales regionales, estudios geológicos regionales, exploración minera, protección ambiental de minas, seguridad de producción, monitoreo ambiental, etc., para proporcionar servicios sostenibles. Gestión y gestión de los recursos subterráneos. Proporcionar un soporte técnico eficaz y moderno.

Actualmente, la integración de información geológica tridimensional y los servicios de información de mi país están en su infancia. La utilización desconectada, dispersa e ineficiente de varios tipos de información ha afectado el proceso de servicio socializado de datos geológicos. datos físicos.

2 Integración de información para promover la industrialización de servicios

La agrupación de la gestión de datos geológicos no solo depende de plataformas administrativas, sino que también requiere plataformas técnicas. Utilizar las características naturales de la integración de información múltiple en el propio cuerpo geológico para realizar agrupaciones de integración de información vívidas y efectivas, sentando una base técnica para el desarrollo de productos de información para servicios industrializados.

La industrialización de los servicios de información geológica requiere una plataforma técnica para el procesamiento integrado de la información geológica. Es necesario utilizar la plataforma técnica para desarrollar productos ricos en información geológica y proporcionar servicios a la sociedad en forma de información rica. productos y aprovechar el valor del uso de los servicios de datos para mantener la supervivencia y el desarrollo sostenible de la industria de servicios de datos. La aplicación de la tecnología de plataforma de estación de trabajo 3D de datos geológicos físicos ayudará a formar rápidamente las capacidades nacionales de integración integrada de datos geológicos físicos y promoverá la formación de capacidades de servicio y gestión de datos geológicos físicos activas, dinámicas y en tiempo real.

3 La viabilidad de realizar una expresión de simulación 3D de datos geológicos físicos

3.1 Situación actual en el país y en el extranjero

A nivel internacional, en enero de 1998, el vicepresidente de los EE. UU., Al Gore propuso "Después del concepto de "Tierra digital", varios sistemas de simulación visual basados ​​​​en simulación han demostrado poderosas funciones de apoyo a la toma de decisiones.

En la actualidad, los sistemas avanzados de gestión de información como UGIS se han utilizado en muchos campos para realizar la recopilación, el procesamiento y el análisis dinámico de información multidimensional. En el campo de las geociencias, la geología 3D está todavía en sus inicios. El uso de modelos geológicos y servicios de información multimedia se ha convertido en la dirección del desarrollo, especialmente en la industria petrolera, y se ha convertido en un medio rutinario y necesario. permanezca en un estado falso de simulación de datos y 3D. Hasta ahora no se han encontrado normas técnicas ni derechos de propiedad de software relevantes para la integración de información geológica en un entorno de simulación.

A nivel nacional, entre mediados y finales de la década de 1990, la tecnología 3S de China se utilizó ampliamente, especialmente en campos de exploración geofísica como la exploración de petróleo y carbón, y se adoptó en diversos grados en el campo de Investigación geotectónica. Tecnología de la información tridimensional.

Sin embargo, la aplicación de la tecnología de simulación de entidades geológicas tridimensionales en los campos específicos de los servicios de información de datos físicos que combinan investigación, procesamiento de datos y servicios geológicos micro y macro relacionados está relativamente rezagada, excepto en el caso de los individuos. expertos para explorarlo y usarlo en minas individuales Además de utilizar software de modelado geológico virtual 3D para llevar a cabo investigaciones de predicción de minerales y gestión de producción, aún no existe una plataforma universal de servicio e integración de información geocientífica de simulación 3D para datos geológicos físicos que sea adecuada. para el ámbito de los recursos y el medio ambiente.

3.2 Los ricos resultados de la investigación geológica han sentado las bases para la expresión 3D

Los datos y la imaginación observados en estudios geológicos como estratos, macizos rocosos, pliegues, fallas y cuerpos minerales se describen como uno Una serie de datos discretos e irregulares, la distribución espacial es extremadamente desigual, no existe una relación lógica formal directa entre sí y, en muchos casos, el número de cuerpos geológicos continuos es muy limitado, lo que dificulta su representación y reacción con varios. Modelos Más fenómenos geológicos. La tecnología de simulación de entidades no se basa en la lógica matemática entre objetos. El modelado es extremadamente arbitrario y diseñable, al igual que la acumulación aleatoria de diferentes bloques de construcción. Esto proporciona una manera de expresar las características no lógicas y discontinuas de los cuerpos geológicos. . Por el contrario, todavía existen ciertas conexiones y regularidades entre varios bloques de fallas del cuerpo geológico, que proporcionan reglas básicas para el modelado de bloques de construcción. Sobre la base de estas leyes geológicas básicas inferibles, las ventajas del modelado sólido se pueden utilizar para realizar inferencias espaciales. Puede aproximarse a la estructura geológica real, como por ejemplo inferir la continuación de fallas, etc.

3.3 Estado de la investigación de la expresión de simulación tridimensional de información geológica

Actualmente, el procesamiento visual de datos geológicos masivos y datos de profundidad aún no está maduro y proporciona a los geólogos información relacionada. Interpretación del entorno geológico 3D y análisis. La tecnología para problemas de geociencia es limitada. La calidad del modelado depende demasiado del nivel de los expertos en modelado geológico, lo que no sólo afecta la eficacia del software, sino que también limita la mejora de la automatización del modelado.

En mi país, aún no se ha desarrollado un software de aplicación tridimensional que pueda realizar la interacción persona-computadora e integrar información geológica en un entorno de simulación de entidades visuales. Varios programas de visualización 3D de geociencia extranjeros no solo son costosos (millones de yuanes), sino que también tienen modelos simples que no pueden adaptarse a las condiciones geológicas complejas y cambiantes de varias regiones de nuestro país. Nuestro país aún no ha desarrollado un software de simulación de entidades geológicas tridimensionales con derechos de autor independientes. Deberíamos partir de la utilización de datos geológicos físicos y esforzarnos por desarrollar un software de simulación de entidades tridimensionales de aplicación universal con funciones de modelado diseñables para alcanzar y superar los estándares. nivel internacional lo antes posible.

3.4 Problemas a resolver mediante la expresión 3D de datos geológicos físicos

Los datos geológicos existentes son discretos, parciales y unilaterales, y el alcance que representan es difícil de definir. integración, La integración debe comprender los aspectos principales de la contradicción principal. Establecer datos físicos como la principal fuente de información, basándose en la información geológica y espacial de los datos físicos centrales, integrar otra información y datos geológicos, como datos geomagnéticos, datos geotérmicos, datos de ocurrencia, espesor de la capa de roca, datos de perfil, etc., a través de el módulo de simulación física Combinando medios técnicos, todo tipo de datos se integran en unidades de realidad estandarizadas y se integran en una plataforma, de modo que los problemas complejos puedan abordarse de manera simplificada bajo la premisa de la estandarización, reflejando verdaderamente las propiedades naturales del espacio subterráneo. materiales y facilitar la interpretación y utilización de datos.

3.5 Tendencia de desarrollo de la tecnología de simulación geológica tridimensional

La tecnología de simulación virtual o física desarrollada en los últimos años es un sistema informático que puede crear y experimentar un mundo virtual. La tecnología de simulación virtual tiene las características de una imagen intuitiva y concreta y diferentes características locales. El uso de esta tecnología para visualizar cuerpos geológicos tridimensionales no requiere diseños matemáticos complejos ni cálculos gráficos, y también puede realizar fácilmente funciones de interacción del usuario y realizar la interacción humano-computadora entre expertos geológicos y cuerpos geológicos en un entorno físico tridimensional dinámico. . Interacción.

Por lo tanto, la aplicación de la tecnología de simulación virtual en la simulación geológica tridimensional es una dirección de desarrollo importante de la tecnología de simulación geológica tridimensional.

Actualmente, los SIG bidimensionales utilizan una representación bidimensional del cuerpo geológico tridimensional real, lo que tiene grandes limitaciones y dificulta la expresión intuitiva del verdadero estado del cuerpo geológico subterráneo. Por lo tanto, combinar SIG 3D con tecnología de simulación virtual proporcionará un soporte técnico importante para el modelado geológico 3D.

4 La importancia de la expresión de simulación 3D en la investigación de datos geológicos físicos

4.1 La tecnología de simulación tridimensional puede mejorar el nivel de informatización de los datos geológicos físicos

Para los cuerpos geológicos, la verdadera expresión es la base para las aplicaciones de ingeniería y ciencia de recursos. Las herramientas SIG existentes con estructuras de datos bidimensionales no pueden expresar verdaderamente la forma espacial de entidades tridimensionales y las relaciones espaciales tridimensionales entre entidades. exploración petrolera, análisis geológico, minería, etc., existe una necesidad urgente de software de análisis y expresión de simulación tridimensional.

El software de simulación de visualización tridimensional simplifica la dificultad operativa del modelado geológico y mejora la velocidad y la automatización del modelado. En el entorno de simulación tridimensional, basándose en la información del núcleo y la información de la lámina de luz de roca local como materiales de simulación, se pueden expresar con precisión formas estructurales geológicas tridimensionales complejas y relaciones espaciales de elementos estructurales, y la estructura interna de las rocas y la distribución espacial. y los elementos de los materiales del macizo rocoso interno se pueden expresar con precisión. Al utilizar datos físicos para establecer una biblioteca de materiales estandarizada y un modelo de combinación de módulos básicos, los modelos geológicos complejos se pueden descomponer en varias combinaciones de unidades estándar simples, lo que hace que el modelado sea una operación muy simple y divertida. La combinación de estas funciones de simulación con las funciones de procesamiento de información y análisis espacial de los SIG puede hacer que el análisis geológico sea más intuitivo y preciso, y mejorar aún más la modernización científica del modelado geológico.

4.2 El software de simulación 3D para datos geológicos físicos se convertirá en el equipo portátil de la nueva generación de geólogos.

El modelo geológico diseñable de simulación 3D es como un software de juego geológico interactivo científico. Muestre con precisión los atributos espaciales y materiales de los cuerpos geológicos basándose en datos físicos recopilados en el sitio, incluidos campos geofísicos, afloramientos geológicos, información de teledetección, información topográfica y cartográfica, geología regional y otros datos. Además, se puede modificar y personalizar en cualquier momento para que la visualización de los cuerpos geológicos sea más real, intuitiva, precisa y clara, lo que no sólo ayuda a los geólogos a desarrollar su imaginación espacial y su capacidad de juicio científico, sino que también ayuda a las personas a comprender el fenómeno geológico. Tener una comprensión más profunda y específica de la formación y la evolución.

5 Conclusión

Los datos geológicos físicos masivos son la riqueza geológica acumulada por nuestro país a lo largo de los años. Transformar la información geológica en productos de información sostenibles es un paso importante para la industria de servicios de datos. lograr servicios socializados y La única manera de desarrollar la industrialización. Al basarse en la tecnología de simulación física para desarrollar una gran cantidad de productos de información geológica, ampliar las áreas de servicio y lograr la integración integrada de la información geológica, tiene una importante importancia teórica y práctica para la investigación en geociencias, la utilización de recursos y la planificación y el diseño del desarrollo de recursos, y la gestión de ingeniería de recursos. y seguimiento.

Referencias

Zhang Yecheng. Comparación del estado de gestión de datos geológicos físicos en el país y en el extranjero y contramedidas y sugerencias Beijing: China Dadi Publishing House, 2004, 39～56

Zheng Guizhou et al. Investigación sobre la situación actual del análisis tridimensional de características geológicas y simulación geológica tridimensional. Progreso en las Ciencias de la Tierra.