CN109872393B - 一种基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法，其包括如下步骤：S1、采集数据；S2、矢量化处理数据；S3、构建三维地质模型的顶面；处理数据并合成三维地质模型。其克服了传统三维地质数据处理方式需要大量钻探、地球物理和地球化学解释等数据，耗费大量人力物力，数据处理成本高，而本次发明通过地质图和地形图，运用相关软件即可进行三维地质数据处理，大大节省了数据处理成本，提高数据处理效率，节约了数据处理时间。

Description

一种基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法

技术领域

本发明属于地球物理勘探技术领域，涉及一种基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法，该方法适用于对已知地质图和地形图的研究区进行三维地质成像。

背景技术

随着科学技术的发展，人们已经不满足于对地质体的二维描述(如地质图、剖面图及柱状图等)，然而不同地质体因其成因和时代的不同，往往造成其形态的千姿百态，后期复杂的地质作用，也经常会改变地质体的形态。因此想要完全真实地再现出某一区域内、一定深度的地质体仍然是一个难题。

传统的三维地质数据处理一般利用多种数据相互结合的方法进行数据处理，由于地质体的未知性、多样性和复杂性等特点，进而导致反映地质现象的数据来源多、信息复杂且数量庞大。地质数据中以钻孔数据最为精准，但想要真实的再现地下一定深度的地质体，钻孔数量要达到一定要求，不论从对环境的破坏程度，还是从金钱的花费方面考虑，这一要求在实践中很难实现。

科学技术的不断发展，使得除钻孔外，地震剖面等技术也得以广泛应用，综合利用钻孔和地震剖面等信息，结合计算机技术，三维地质模型的建立变得越来越精准。但钻孔和地震剖面等方法花费高昂，数据量庞大，处理数据所需时间较长，因此适用范围较小，所以这些以数据为依据建立的三维地质模型，并不能被大范围的广泛应用。

发明内容

基于现有技术中的上述问题，本发明提出一种基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法，其基于纸质地质图和相关软件，实现了三维地质数据处理，并且可以快速对某研究区域实现三维地质成像。

依据本发明的技术方案，提供一种基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法，其包括如下步骤：

S1、收集或采集数据处理区域的相关数据(包括地形数据和地质数据)，如为纸质资料，须通过相关软件进行矢量化处理；

S2、采集后的等高线数据通过相关软件处理后，得出一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，进而建立三维地形模型；

S3、经相关软件处理，将地质界线(包含断层、河流等构成闭合地质区域边界的相关界线)处理成具有一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，与三维地形模型结合后作为三维地质模型的顶面；

S4、根据模型精度要求，布设间距一定，方向相互交叉的一系列平行线为图切剖面线，精度要求越高，图切剖面线间距越小，反之亦然；

S5、通过相关软件，做地质图切剖面，并在绘制地质图切剖面前将横坐标转换为大地坐标X(或Y)，将纵坐标转换为海拔高度Z；

S6、根据岩石岩性，岩浆岩、沉积岩、变质岩等知识，结合地层厚度、岩层产状和断层性质等信息，绘制地质图切剖面；

S7、以相互交叉的地质图切剖面为基础，结合三维地质模型的顶面，最终合成三维地质模型。

进一步地，所述步骤S1中，运用相关软件对纸质资料进行矢量化处理。在步骤S2中，得出一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，并建立三维地形模型。步骤S3中，将地质界线处理成具有一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，并与三维地形模型结合。所述步骤S4中，图切剖面线的布设方向及间距。

更进一步地，所述步骤S5中，将地质图切剖面横坐标转换为大地坐标X(或Y)，将纵坐标转换为海拔高度Z。步骤S6中，根据岩石岩性，岩浆岩、沉积岩、变质岩等知识，结合地层厚度、岩层产状和断层性质等信息，绘制地质图切剖面。步骤S7中，以相互交叉的地质图切剖面为基础，结合步骤S3中生成的三维地质模型的顶面作为顶部，最终建立出完整的三维地质模型。

本发明是一种基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法，具有以下有益效果：

1)传统三维地质数据处理方式需要大量钻探、地球物理和地球化学解释等数据，耗费大量人力物力，数据处理成本高，而本次发明通过地质图和地形图，运用相关软件即可进行三维地质数据处理，大大节省了数据处理成本，提高数据处理效率，节约了数据处理时间。

2)数据处理过程中用到的地质图切剖面在地层厚度、岩层产状和断层性质等信息的基础上，结合构造地质学等地质学知识，确保了三维地质数据处理具有一定的精准性，且此种数据处理方法不受钻探、地球物理和地球化学解释等数据的限制。

附图说明

图1为本发明所述方法的流程示意图；

图2为对区域数据内进行矢量化处理的效果示意图；

图3为等高线数据通过相关软件处理后建立的三维地形模型示意图；

图4为与三维地形模型结合后作为三维地质模型的顶面示意图；

图5为根据模型精度要求而构建的平行线为图切剖面线的示意图；

图6为绘制地质图切剖面示意图；

图7为以相互交叉的地质图切剖面为基础，结合三维地质模型的顶面，最终合成三维地质模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图就本发明作进一步详细说明，显然，此次所描述的实施例仅仅是本发明中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域中普通技术人员在没有做出创造性劳动成果前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

本发明是一种基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法，其主要包括以下步骤：

S1、收集或采集数据处理区域的相关数据(包括地形数据和地质数据)，如为纸质资料，须通过相关软件进行矢量化处理；

S2、采集后的等高线数据通过相关软件处理后，得出一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，进而建立三维地形模型；

S3、经相关软件处理，将地质界线(包含断层、河流等构成闭合地质区域边界的相关界线)处理成具有一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，与三维地形模型结合后作为三维地质模型的顶面；

S4、根据模型精度要求，布设间距一定，方向相互交叉的一系列平行线为图切剖面线，精度要求越高，图切剖面线间距越小，反之亦然；

S5、通过相关软件，做地质图切剖面，并在绘制地质图切剖面前将横坐标转换为大地坐标X(或Y)，将纵坐标转换为海拔高度Z；

S6、根据岩石岩性，岩浆岩、沉积岩、变质岩等知识，结合地层厚度、岩层产状和断层性质等信息，绘制地质图切剖面；

S7、以相互交叉的地质图切剖面为基础，结合三维地质模型的顶面，最终合成三维地质模型。本发明是基于纸质地质图的前提下，综合考虑地形地质信息，运用岩浆岩、沉积岩及变质岩岩石学知识，结合构造地质学等地质学知识，利用相关软件作为数据处理工具，最终实现三维地质数据处理的新方法。

本发明的方法有效利用了已有地质图和地形信息，无需复杂的数据处理工作，通过地质图、地形三维图和图切剖面来实现地上、地下地质信息的三维地质数据处理。此外，本发明在岩浆岩、沉积岩及构造地质学等地质教学领域中的应用前景非常大，可以让学生对地质体有更直观的认识，并清楚的看到地质体之间的接触关系，可以提升学生对学习的兴趣，加深对知识的理解。

更进一步地，本发明的技术方案不仅仅解决了现有技术中存在的问题，提出的基于地质图和和GIS软件的三维地质数据处理方法还形成了一套合理有效、可供操作的方法步骤，解决了普通三维地质数据处理方法花费高昂、数据量庞大、花费时间长等问题，本发明的方法可以适用于教学研究，可以让学生对地下地质体的分布有一个更为直观的了解，从而对地质学知识有更深刻的理解；在工程地质方面，可以为寻找矿产和油气资源提供大致方向，节省了时间及资源。

在更详细的实施例中，本发明的基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法，包括如下步骤：

S1、收集或采集数据处理区域的地层、岩浆岩、构造、矿产和钻孔资料，如地质图和地形图为纸质资料，须通过地质绘图类软件将扫描后存成图片格式的地质图和地形图进行矢量化处理；

首先收集要数据处理区域的相关资料，如地质图、地形图等，如有钻孔和矿产等资料也要一并收集。如果收集的地质图和地形图等为非矢量化图件，则需经mapgis、arcgis或双狐软件，将图件用点、线和区表达出来——矢量化，点的大小为2mm*2mm，线宽为0.1mm。矢量化即计算机中显示的矢量图，矢量图使用直线和曲线来描述图形，这些图形的元素是一些点、线、矩形、圆和弧形等等，它们都是通过数学公式计算获得的。矢量图形文件体积一般较小，最大的优点是无论放大、缩小或旋转等不会失真。

地质图矢量化过程，分析原图件中的元素类型，点、线、区元素分开，如产状类型及产状注释、地质代号、居民点和断层注释为点元素；地质界线、断层、河流和路为线元素；沉积岩层、岩浆岩体和湖泊为区元素。

具体绘制步骤如下：

S11：将图片格式的地质图分别建立相应的点、线、区文件，至少应包括地质区、地质界线、地质点、图例区、图例线、图例点、构造线、构造点以及地层产状(点文件)文件；

S12：绘制地质界线，根据地层层序率及后期构造导致的地层掩盖关系，遵照先画新地层，后画老地层的原则，将地质界线绘制完成，并对不同的接触关系界线进行线型修改，分别改成对应的正确线型；

S13：检查地质界线是否有错误，检查无误后，借助地质界线进行地质区造区，造区完成后依据国标修改地质区颜色；

S14：在地质点文件中标注地质代号、花纹符号；

S15：其他点、线、区文件(产状、断层类型、河流和湖泊)分别根据其内容依次绘制完成，最终完成完整的矢量化地质图。地形图的矢量化过程，分析图面中存在的元素并将元素分类，其分类依据为图例中元素类型。

S16：将图片格式的地形图加载进相关软件中，分别建立相应的点、线、区文件，其中包括等高线、道路、河流、居民点文件；

S17：在等高线文件中依次绘制不同高程的等高线，并给等高线赋高程值，确保每根登高线的高程值都是准确的；S18在道路、河流、居民点文件内分别绘制相关内容，并根据国标修改成相应的准确的线型。其中，优选地，等高线矢量化数据还可由Google Earth及Global Mapper等软件获取。

S2、采集后的等高线数据通过相关软件处理后，得出间距为2m的含有x、y、z坐标的离散点，进而建立三维地形模型；三维地形模型即数字地面模型是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一种模拟表示。简单的说，就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。x、y表示该点的平面坐标，z值可以表示高程、坡度、温度等信息，当z表示高程时，就是数字高程模型，本发明中用到的就是数字高程模型，即z表示高程。等高线经过数字高程模型处理后，就可形成与真实地表相同的、高低起伏相同的三维立体图形。需要注意的是，在生成数字高程模型时，河流、湖泊要素需要包含在内，而未经处理的河流、湖泊边界值为0，此时就要根据河流流经的位置及湖泊所在位置判断其高程值，并将高程值赋予在线上，这样生成的数字高程模型才是正确的。

S3、经相关软件处理，将地质界线(包含断层、河流等构成闭合地质区域边界的相关界线)处理成间距为2m的含有x、y、z坐标的离散点，与三维地形模型结合后作为三维地质模型的顶面；将与闭合地质区域边界相关的地质界线、断层界线、河流界线等存放在一个文件内，因是矢量化数据，故这些界线的x、y坐标即为大地坐标，而高程z值未知。打开等高线文件和地质界线文件，地质界线与等高线必然有相交点，等高线的高程值(即z值)是已知的，地质界线与等高线的相交点的高程即为该等高线的高程值。因为地质区是根据地质界线造出的，其边界即为地质界线，所以，地质区也有其空间位置。地质点的高程可以根据实际情况和图形美观的标准，赋予其适当的高程值。然后，分别将地质区、地质界线及地质点依次投影到地形三维立体图上，最终得出三维地质模型的顶面。

S4、根据模型精度要求，布设间距一定，方向相互交叉的一系列平行线为图切剖面线，精度要求越高，图切剖面线间距越小，反之亦然。图切剖面线之间的间距越小，绘制的剖面越多，最终得出的地下三维地质模型越精确，图切剖面线之间的间距越大，绘制的剖面越少，最终得出的地下三维地质模型精确则较差。

S5、通过相关软件，做地质图切剖面，并在绘制地质图切剖面前将横坐标转换为大地坐标X(或Y)，将纵坐标转换为海拔高度Z；当图切剖面线在45°-135°和225°-315°之间时，地质图切剖面由东向西绘制，由软件做出的地质图切剖面，纵坐标值为地形高度，可直接使用，横坐标值并非为原来的大地坐标值，需经转化，通过双狐软件可将图切剖面线处理成具有2m间隔的含有x、y、z值的离散点，地质图切剖面的横坐标值即为大地坐标x，纵坐标值为高程z。

当图切剖面线在0°-45°，135°-225°和315°-360°之间时，地质图切剖面由北向南绘制，由软件做出的地质图切剖面，纵坐标值为地形高度，可直接使用，横坐标值并非为原来的大地坐标值，需经转化，通过双狐软件可将图切剖面线处理成具有2m间隔的含有x、y、z值的离散点，地质图切剖面的横坐标值即为大地坐标y，纵坐标值为高程z。

S6、根据岩石岩性，岩浆岩、沉积岩、变质岩等知识，结合地层厚度、岩层产状和断层性质等信息，绘制地质图切剖面；以处理后的地质图切剖面边框(即地质图切剖面地形线和深度)为基础，根据研究区内的岩石岩性，岩浆岩、沉积岩、变质岩信息，结合地层厚度、岩层产状和断层性质信息，绘制图切剖面；具体步骤如下：

S61：绘制图切剖面前，首先要分析地层的新老关系，断层性质及断层时代等信息，判断出剖面中所有地质体的新老关系。

S62：依据地层层序率，在未受强烈构造运动的情况下，先形成的地层在下，后形成的地层叠覆其上，即上覆地层比下伏地层新。地层层序率是确定同一地区地层相对地质年代的基本方法。当地层因为构造运动发生倾斜但未倒转时，地层层序率仍然适用，这时倾斜面以上的地层新，倾斜面以下的地层老。当地层经过剧烈的构造运动而发生倒转时，上下关系正好颠倒。

S63：根据实际要求，选择三维地质模型的深度，以处理后的地形线为基础，绘制图切剖面。

S64：在沉积岩地层处，将地层按组名分成XX组上界线和XX组下界线，沉积岩层遵循地层层序率原理，在接近地表处岩层厚度逐渐减小直至歼灭，故而地质图切剖面中，岩层界线在接近地表处表现为具有一定弧度的曲线。

S65：岩浆岩体界线一般为弯曲的弧线，且上窄下宽(因为岩浆岩体由地下侵入，深处为岩浆岩体的根部，故而体积巨大，在图切剖面中表现为宽度大)，细小岩脉界线较直，自然界中小的岩脉、岩枝界线一般都较直，所以在绘制地质图切剖面过程中，界线形态取大概率形态绘制。

S66：在由东到西方向绘制的地质图切剖面中，向西倾斜的断层在图中表现为以地形线上的分界点为起点从左向右画，直至剖面底部为终点，向东倾斜的断层在图中则表现为以地形线上的分界点为起点从右向左画，直至剖面底部为终点。大量断层研究表明，断层并不是无限延伸的，大型断裂在地下5、6公里处倾角开始逐渐变小，并在更深处由脆性变形变为韧性变形，这时断层界线消失，在绘制断层界线时要注意断层角度变化。

S67：地层遵循地层层序率原理，在岩浆岩、断层及褶皱处，地层厚度均会有变化，基本原则是：先确定新形成的断层或地质体界线，后确定时代较老的断层或地质体界线。

S68：岩层倾斜角度以及形态特征则以产状、岩浆岩侵入形态和地层实际沉积形态为依据。综上所述，最终完成地质图切剖面的绘制。

值得注意的是，在绘制图切剖面的过程中，地质体的覆盖关系和岩层产状等要素，切忌不可只观察图切剖面线上的狭小范围，要适当的扩大观察范围，以便得到准确的地质信息。其他地质图切剖面的绘制过程与上述相同，但绘制到与其他图切剖面有交点的位置，应注意地表下地质体的厚度，交点处地质体的厚度应是一致的。

S7、以相互交叉的地质图切剖面为基础，结合三维地质模型的顶面，最终合成三维地质模型；首先以图切剖面交叉点为基点，向四周辐射直至充满整个空间，有图切剖面的位置，空间位置以图切剖面为准，没有图切剖面的位置，空间位置处于过渡状态，由其一侧相邻的图切剖面位置过渡到另一侧相邻的图切剖面位置。当整个三维地质模型空间内的地质体形态全部表达出来后，结合三维地质模型的顶面，最终就完成了三维地质模型的建立。

下面结合附图，对本发明进行进一步阐述。

参见图1所示的本发明基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法，其包括步骤如下：

S1、收集或采集数据处理区域的相关数据(包括地形数据和地质数据)，如为纸质资料，须通过mapgis、arcgis或双狐软件进行矢量化处理(如图2所示)。将收集到的纸质地质图和地形图扫描后存成图片格式，图片格式的地质图加载进相关软件中，分析图面中存在的元素并将元素分类，分别建立相应的点、线、区文件，至少应包括地质区、地质界线、地质点、图例区、图例线、图例点、构造线、构造点、地层产状(点文件)以及居民点文件。绘制地质界线，根据地层层序率及后期构造导致的地层掩盖关系，遵照先画新地层，后画老地层的原则，将地质界线绘制完成，对不同的接触关系界线进行线型修改，分别改成对应的正确线型。然后检查地质界线是否有错误，检查无误后，借助地质界线进行地质区造区，造区完成后依据国标修改地质区颜色。之后在地质点文件中标注地质代号、花纹符号。其他点、线、区文件根据其具体分类依次绘制出相关内容，最终完成完整的矢量化地质图。

将图片格式的地形图加载进相应软件中，新建等高线、道路、河流、居民点文件。在等高线文件中依次绘制不同高程的等高线，并给等高线赋高程值，确保每根登高线的高程值都是准确的。然后在道路、河流、居民点文件内分别绘制相关内容，并根据国标修改成相应的准确的线型。

S2、采集后的等高线数据通过相关软件处理后，得出一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，进而建立三维地形模型(如图3所示)。在连续的等高线上差值，这些差值为具有一定间距的点，如间距为固定值2米的点或间距为固定值5米的点。等高线为矢量化数据，其x、y值为大地坐标值，其高程值z可由地形图图面信息获得，因此，可以得出一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，河流、湖泊要素也参与在地形数据处理中，所以需要根据河流流经的位置及湖泊所在位置判断其高程值，并将高程值赋予在线上，然后差值，得出一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，最终形成与真实地表形态相同的，具有高低起伏的三维立体图形。

S3、经相关软件处理，将地质界线(包含断层、河流等构成闭合地质区域边界的相关界线)处理成具有一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，与三维地形模型结合后作为三维地质模型的顶面(如图4所示)。将与闭合地质区域边界相关的地质界线、断层界线、河流界线等存放在一个文件内，这些界线的x、y坐标即大地坐标为已知的，而高程z值未知。打开等高线文件和地质界线文件，地质界线与等高线必然有相交点，根据等高线的高程值(即z值)和二者之间的相交点，即可确定地质界线不同位置的高程值。当地质界线可以在三维空间内表示出来时，地质区也就可以在三维空间内表达出来。地质点的高程可以根据实际情况和图形美观的标准，赋予其适当的高程值。然后，分别将地质区、地质界线及地质点依次投影到地形三维立体图上，最终得出三维地质模型的顶面。

S4、根据模型精度要求，布设间距一定，方向相互交叉的一系列平行线为图切剖面线(如图5所示)，为了后续处理方便，选用东西向和南北向的图切剖面线，图切剖面线之间的间距为200米，这样的间距绘制的剖面较多，最终得出的地下三维地质模型较精确。在绘制剖面过程中，会有局部区域地质界线过密、地质现象复杂的情况出现，这时则需要局部加密图切剖面线的布置，力求达到数据处理区域内所有地质体和地质现象均能在模型中体现出来。

S5、通过相关软件，做地质图切剖面，并在绘制地质图切剖面前将横坐标转换为大地坐标X(或Y)，将纵坐标转换为海拔高度Z；当图切剖面线为东西向和南北向布设时，东西向的图切剖面线大地坐标x随位置的变化而变化，大地坐标y不变，高程值z可由图切剖面线与等高线相交交点得出，由软件做出的图切剖面，横坐标值并非为原来的大地坐标值，故应通过相关软件将图切剖面线处理成具有定值间隔的含有x、y、z值的离散点，地质图切剖面的横坐标值即为大地坐标x，纵坐标值为高程z。南北向图切剖面线大地坐标y随位置的变化而变化，大地坐标x不变，高程值z同样可由图切剖面线与等高线相交交点得出，由软件做出的图切剖面，横坐标值并非为原来的大地坐标值，故应通过相关软件将图切剖面线处理成具有定值间隔的含有x、y、z值的离散点，地质图切剖面的横坐标值即为大地坐标y，纵坐标值为高程z。

S6、根据岩石岩性，岩浆岩、沉积岩、变质岩等知识，结合地层厚度、岩层产状和断层性质等信息，绘制地质图切剖面(如图6所示)；以处理后的地质图切剖面边框(即地质图切剖面地形线和深度)为基础，依据岩石岩性，岩浆岩、沉积岩、变质岩知识，地层厚度、岩层产状和断层性质等信息，绘制图切剖面。

绘制图切剖面前，首先要分析地层的新老关系，断层性质及断层时代等信息，判断出剖面中所有地质体的新老关系，然后根据地层层序率、地层厚度和岩层产状等信息，绘制地质图切剖面。依据地层层序率，在未受强烈构造运动的情况下，先形成的地层在下，后形成的地层叠覆其上，即上覆地层比下伏地层新。地层层序率是确定同一地区地层相对地质年代的基本方法。当地层因为构造运动发生倾斜但未倒转时，地层层序率仍然适用，这时倾斜面以上的地层新，倾斜面以下的地层老。当地层经过剧烈的构造运动而发生倒转时，上下关系正好颠倒。

绘制过程中，根据实际要求，选择三维地质模型的深度，然后以处理后的地形线为基础，绘制图切剖面。在此实施例中，由于地质图面积是一定的，深度过浅或过深都会造成最后生成的模型不够美观，分析后认为深度为1.5km最为适宜。在沉积岩地层处，地层遵循地层层序率原理，在岩浆岩、断层及褶皱处，地层会有变化。基本原则是，先画新形成的断层或地质体界线，后画时代较老的断层或地质体界线。岩层倾斜角度以及形态特征则以产状、岩浆岩侵入形态和地层实际沉积形态为依据。

分析地层的新老关系，断层性质及断层时代等信息，根据剖面中所有地质体的新老关系，逐一画出地质体的界线，然后造区，并对地质体颜色进行修改，之后填充地质岩性花纹符号以及地质代号。

在绘制图切剖面的过程中，地质体的覆盖关系和岩层产状等要素，要适当的扩大观察范围，不可只观察图切剖面线上的狭小范围，这样才能得到准确的地质信息。绘制到与其他图切剖面有交点的位置，要注意地表下地质体的厚度，交点处地质体的厚度要一致。综上所述，最终完成地质图切剖面的绘制。

S7、以相互交叉的地质图切剖面为基础，结合三维地质模型的顶面，最终合成三维地质模型(如图7所示)。以图形边部四条剖面为边界，将图切剖面交叉点作为基点，向四周辐射直至充满整个空间，有图切剖面的位置，空间位置以图切剖面为准，没有图切剖面的位置，空间位置处于过渡状态，由其一侧相邻的图切剖面位置过渡到另一侧相邻的图切剖面位置。当整个三维地质模型空间内的地质体形态全部表达出来后，结合三维地质模型的顶面，最终就完成了三维地质模型的建立。

本发明提出的三维地质数据处理方法与传统的数据处理方法相比，传统数据处理方法需要大量钻探、地球物理和地球化学解释等数据，耗费大量人力物力，数据处理成本高，数据处理方面需要数据处理人员耗费大量时间进行处理，数据处理效率较低。本发明提供的基于地质图和mapgis、arcgis或双狐软件的三维地质数据处理方法，在已有纸质地质图的前提下，以地质学、构造地质学等学科知识为基础，结合该地岩石地层厚度、岩层产状和断层性质等信息，就可建立三维地质模型，因此大大节省了数据处理成本，提高数据处理效率，节约了数据处理时间。本发明提出的基于地质图和mapgis、arcgis或双狐软件的三维地质数据处理方法不受钻探、地球物理和地球化学解释等数据的限制，在基本地质信息的基础上，就可完成三维地质数据处理。

另外，本发明同时还具有一定的经济效益，相关软件处理后得到的三维地质模型，可通过3d打印机实现具象化，3d打印机打印出的三维地质模型可以让人更直观的观察到地下地质体的形态，在任意处做剖面均可。同时还可以截取出部分三维地质模型，打印成可随身佩戴的饰品等，即可以学习，又具观赏价值。

本发明不局限于上述实施方式，对于本领域普通技术人员来说，本发明可以有各种改动和变型，在不脱离本发明原理的前提下，这些改动和变型以及润饰也视为本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、通过地质勘探的技术手段，收集或采集数据处理区域的地层、岩浆岩、构造、矿产和钻孔资料，并对收集或采集数据处理区域的地层、岩浆岩、构造、矿产和钻孔资料进行矢量化处理；

S2、依据步骤中的矢量化数据，得出一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，进而建立三维地形模型；

S3、将包含断层、河流的构成闭合地质区域边界的质界线处理成具有一定精度和密度的含有x、y、z坐标的离散点，与步骤S2中得到的三维地形模型结合后作为三维地质模型的顶面；

S4、根据模型精度要求，布设一定间距，方向相互交叉的一系列平行线为图切剖面线；

S5、基于步骤S4中的结果做地质图切剖面，并在绘制地质图切剖面前将横坐标转换为大地坐标，将纵坐标转换为海拔高度Z；

S6、结合地层厚度、岩层产状和断层性质信息，绘制地质图切剖面；

S7、以步骤S6中的相互交叉的地质图切剖面为基础，结合三维地质模型的顶面，合成三维地质模型；

其中步骤S1包括以下步骤：

S11：将图片格式的地质图分别建立相应的包括地质区、地质界线、地质点、图例区、图例线、图例点、构造线、构造点以及地层产状文件的点、线、区文件；

S12：绘制地质界线，根据地层层序率及后期构造导致的地层掩盖关系，遵照先画新地层，后画老地层的原则，将地质界线绘制完成，并对不同的接触关系界线进行线型修改，分别改成对应的正确线型；

S13：检查地质界线是否有错误，检查无误后，借助地质界线进行地质区造区，造区完成后依据国标修改地质区颜色；

S14：在地质点文件中标注地质代号、花纹符号；

S15：其他产状、断层类型、河流和湖泊分别根据其内容依次绘制完成，最终完成完整的矢量化地质图；地形图的矢量化过程，分析图面中存在的元素并将元素分类，其分类依据为图例中元素类型；

S16：将图片格式的地形图加载进相关软件中，分别建立相应包括等高线、道路、河流、居民点文件的点、线、区文件；

S17：在等高线文件中依次绘制不同高程的等高线，并给等高线赋高程值，确保每根等高线的高程值都是准确的；

S18：在道路、河流、居民点文件内分别绘制相关内容，并根据国标修改成相应的准确的线型。

2.根据权利要求1所述的基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法，其特征在于，所述步骤S1中，对纸质资料进行矢量化处理。

3.根据权利要求1所述的基于地上、地下地质信息的三维地质数据处理方法，其特征在于，所述步骤S6中，根据岩石岩性，岩浆岩、沉积岩、变质岩，结合地层厚度、岩层产状和断层性质信息，绘制地质图切剖面。