Proceso técnico de modelado geológico tridimensional de aguas subterráneas

(1) Proceso de construcción del modelo sólido tridimensional

El modelo sólido tridimensional también se denomina modelo estructural tridimensional, que refleja principalmente la forma geométrica y la combinación espacial de cada cuerpo geológico. La construcción de un modelo sólido tridimensional requiere editar y producir diferentes elementos del cuerpo geológico en un orden determinado sobre la base de recopilar y clasificar datos originales, a saber, superficie, fallas, estratos y lentes, y finalmente generar un cuerpo geológico que se ajuste a la situación real. Una vez generado el cuerpo geológico, se pueden realizar operaciones visuales, generar secciones del modelo y analizar y estudiar el cuerpo geológico (Figura 3-33). Siempre se requiere control de calidad durante el proceso de modelado.

En el campo de la modelización, la información que es necesario recopilar y organizar se ha introducido detalladamente en la sección sobre requisitos de datos y organización de la modelización geológica tridimensional de aguas subterráneas y no se repetirá aquí. Porque la información de datos involucrada en el modelado no solo es diversa, como datos de perforación, datos de perfil, mapas geológicos, datos de contorno, etc., sino que también la cantidad de datos es muy grande. Por lo tanto, clasificar, ordenar, actualizar y gestionar estos datos masivos es una tarea muy compleja, que debe completarse utilizando tecnología de bases de datos. Es por eso que se establece una base de datos de información espacial.

Figura 3-33 Diagrama de flujo de la tecnología de modelado geológico tridimensional de aguas subterráneas

Al construir el modelo, primero debe establecer el rango del área de trabajo, es decir, leer en el espacio definido por el usuario. archivo de datos de límites del área de trabajo Establezca el rango de elevación del área de trabajo y establezca el área de trabajo para la visualización del modelo. Luego establezca un modelo de superficie tridimensional, es decir, lea las curvas de nivel del terreno de la superficie o los datos de puntos discretos de elevación, etc., y genere una cuadrícula de superficie a partir de una sección triangular. Después de generar la cuadrícula de superficie, la información de atributos de la cuadrícula de superficie. se puede mostrar. Luego importe datos de perforación y datos de perfil, edite estos datos de forma interactiva en un espacio tridimensional y genere varios cuerpos geológicos, como estratos, fallas y lentes. El modelo de superficie tridimensional generado y varios modelos de cuerpos geológicos tridimensionales se combinan y superponen, y después de establecer los atributos y la litología de cada elemento, se establece el modelo tridimensional del cuerpo geológico. Una vez generado el modelo 3D, se pueden realizar diversas operaciones de visualización en el modelo, como: rotación, escalado, sección de un solo plano, sección de polilínea, sección combinada, sección de cuadrícula, excavación, itinerancia, etc., lo que facilita la comprensión de los usuarios. el modelo desde varios ángulos y facilita el desarrollo posterior. Para varios dibujos de secciones transversales obtenidos después de cortar el modelo, o varios dibujos planos generados por el modelo (como dibujos de contornos, dibujos de isópacas, dibujos de secciones transversales horizontales de cierta profundidad, etc.), así como varios dibujos tridimensionales. gráficos generados por el modelo, todos Se pueden imprimir en varias formas como proporción, WYSIWYG, mapa de bits, etc.

Durante el proceso de construcción de modelos de entidades, inevitablemente se producirán varios errores, incluidos errores de origen, errores de procesamiento y errores de aplicación.

Los errores de fuente se refieren a errores generados durante el proceso de recopilación y registro de datos, que incluyen:

(1) Errores de datos de teledetección: causados ​​por la estructura y estabilidad de la plataforma de fotografía, el sensor y la señal Errores causados ​​por digitalización, conversión fotoeléctrica, resolución, etc.

(2) Errores en los datos de medición: errores causados ​​por el personal de medición, instrumentos, entorno, etc.

(3) Errores de registro de atributos: errores causados ​​por el modelado de datos, operaciones de bases de datos, entrada de datos de atributos, etc.

(4) Errores cartográficos: errores producidos por ampliación de puntos de control, compilación, limpieza, síntesis, impresión, registro, etc.

(5) Errores de digitalización: errores causados ​​por la deformación del papel, escala y proyección cartográfica, precisión del digitalizador, habilidades del operador, densidad de puntos de muestreo, etc. Error de digitalización.

Los errores de procesamiento se refieren a errores generados durante el procesamiento de datos después de la entrada de datos, incluida la corrección geométrica, la transformación de coordenadas y la transformación de escala, la edición de datos geométricos, la edición de datos de atributos, el análisis espacial, la simplificación gráfica (compresión de datos y suavizado de curvas). , conversión de formato de datos, modelado de datos del terreno, truncamiento por computadora y otros errores.

Los errores de aplicación se refieren a errores que ocurren durante el uso de los datos, incluidos los errores causados ​​por la integridad de los datos y la exactitud de las relaciones topológicas.

Los errores anteriores deben controlarse, es decir, control de calidad, de lo contrario el modelo construido tendrá demasiados errores y no podrá utilizarse en la práctica de producción.

Para los errores de origen, el control de calidad se puede realizar de acuerdo con los estándares límite. Estos errores de procesamiento son generalmente muy pequeños, especialmente en comparación con los errores de origen, son casi insignificantes, excepto los errores de truncamiento y longitudes de palabras de computadora, el resto de los errores de procesamiento se llevan a cabo de acuerdo con un determinado modelo matemático, y estos errores también son fáciles de controlar y los errores de aplicación se pueden controlar mediante análisis de superposición.

(2) Proceso de construcción del modelo de atributos

El modelo de atributos es un modelo tridimensional que refleja la distribución de ciertos valores característicos de atributos físicos y químicos en cuerpos geológicos en tres dimensiones. espacio. Los datos originales para establecer el modelo de atributos cambian dinámicamente a medida que se actualizan los datos, el modelo de atributos establecido también cambia en consecuencia.

El modelo de atributos se establece con la capa hidrogeológica como unidad básica de modelado, y su distribución espacial estará restringida por la capa hidrogeológica. Los modelos de atributos entre las dos capas hidrogeológicas pertenecen a la misma época y la superficie isocrónica se divide utilizando las dos capas hidrogeológicas adyacentes como restricciones durante el modelado.

Los geólogos y el personal pueden observar los detalles del modelo de atributos a través de la visualización y también pueden combinar el modelo de atributos tridimensional con el modelo estructural tridimensional correspondiente para estudiar la litología espacial, las aguas subterráneas, la contaminación de las aguas subterráneas y resultados de exploración geofísica (propiedades físicas) y otros atributos.

El proceso de modelado del modelo de atributos y el diagrama de flujo de visualización se muestran en la Figura 3-34.

El primer paso es importar datos sin procesar, incluidas secciones hidrogeológicas, perforaciones y otros datos de atributos de entrada.

Figura 3-34 Proceso de modelado del modelo de atributos

En el segundo paso, si hay datos del perfil, triangular el área de litología del perfil y determinar los atributos de cada triángulo. .

El tercer paso es crear una superficie isócrona lo suficientemente densa dentro de la superficie de tendencia de la distribución de atributos, que represente la distribución de atributos en el mismo período histórico.

El cuarto paso es intersectar cada superficie isocrónica con los datos originales para garantizar que los atributos originales se asignen a cada superficie isocrónica.

El quinto paso es asignar la información de atributos en la superficie isócrona a los datos de la cuadrícula del cubo de acuerdo con la distribución espacial como datos iniciales para la interpolación de la cuadrícula del cubo.

El sexto paso es determinar si el modelo de atributos requiere un modelado de fase sedimentaria basado en el análisis de factores geológicos. Si es así, divida el área sedimentaria y establezca una elipse.

El séptimo paso es interpolar los datos de la cuadrícula del cubo espacial. Si se establece la elipse de la fase sedimentaria, se considera la interpolación anisotrópica.

El octavo paso es almacenar los datos ráster con información de atributos en el servidor para su uso. Para mejorar la velocidad, cuando la cantidad de datos ráster es grande, los datos se pueden almacenar en bloques.

Paso 9: utilice varios métodos de visualización para observar la distribución de atributos.

En el décimo paso, si el usuario obtiene nuevos datos, el sistema repite los pasos anteriores para recalcular automáticamente y reconstruir rápidamente el modelo, y no es necesario volver a ingresar los datos originales.