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三維空間數(shù)據(jù)模型

在對全球三維GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的深入研究中，主要三維GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是三維網(wǎng)格（A-ray）、實體結(jié)構(gòu)幾何（CSG）組成的。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（TEN）代表基于諸如網(wǎng)絡(luò)（TEN）的體積技術(shù)的三維矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以準(zhǔn)確地表示空間實體并充分描述空間拓?fù)潢P(guān)系，但是TEN本身很難構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。

Octree是一個以尺寸描述為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)模型，是三維立體體模型的延伸，在這種模型中，質(zhì)子被用作描述空間物體的小單位，這是一個簡單而易于分析的結(jié)構(gòu)模型。這一特性表明精確度較低，但精確度提高將導(dǎo)致數(shù)據(jù)數(shù)量大幅增加，處理速度下降，模型顯示了場地與空間實體陳述之間的明顯缺陷。在地球科學(xué)領(lǐng)域，空間物體非常復(fù)雜，在三維描繪和顯示方面非常不規(guī)則的缺陷，地質(zhì)、井眼、礦石、隧道等非常復(fù)雜，矢量結(jié)構(gòu)很難解決物體內(nèi)部的不均勻現(xiàn)象。

三維地質(zhì)模擬技術(shù)方法

目前的三維測量模擬技術(shù)主要包括剖面建模、表面建模、天體質(zhì)量建模、框架建模、實體建模和界面視覺技術(shù)。其中，截面法是一個三維問題，但其缺點是不完整；表面方法在DTM模型中使用，其缺點是關(guān)于特性的信息不能在地面質(zhì)量內(nèi)表達(dá)。三維模型可以更好地平衡精確度和儲存信息，該線是表層和塊法的組合，其優(yōu)點是以任何方式描述礦物質(zhì)，但缺點是在控制點編碼改變地質(zhì)界面時，需要重新調(diào)整和劃分地表。

輻射成像技術(shù)是根據(jù)計算的科學(xué)設(shè)想而發(fā)展的技術(shù)。在三維地面模擬中應(yīng)用外部成像技術(shù)的一個典型例子是法國NACY大學(xué)開發(fā)的gcad軟件以及美國的三維地質(zhì)模擬。包括我國在內(nèi)，多數(shù)學(xué)者提出了三維地質(zhì)模擬技術(shù)和物理成像的挑戰(zhàn)，并研究了生物成像方法、算法展示和光學(xué)模型等關(guān)鍵技術(shù)。

最近出現(xiàn)的虛擬現(xiàn)象是一種計算機系統(tǒng)，可以創(chuàng)建和測試虛擬世界（或稱虛擬環(huán)境）。這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有視覺和目標(biāo)定向特征，通過三維立體圖像顯示復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識和圖表，這些圖表不僅信息豐富，還可以實現(xiàn)交互共享。這是一個充滿希望的新領(lǐng)域，已經(jīng)成為研究和利用地球數(shù)字資源的重要工具。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)為用戶提供了與虛擬自然環(huán)境互動的新方式，展示的自動界面不再是二維平面形狀，而是動態(tài)的三維對象。這為虛擬地理和與地理相關(guān)的虛擬人體工程學(xué)活動提供了新的可能。因此，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于3D地質(zhì)模擬是這一領(lǐng)域的重要趨勢。

傳統(tǒng)的處理二維度數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)技術(shù)雖然方便，但在處理三維地質(zhì)模擬時存在一些問題。然而，隨著三維地質(zhì)模擬技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，這一領(lǐng)域的前景更為廣闊，也更加科學(xué)。地理信息系統(tǒng)正在從固定的二維模型轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，利用三維地理信息系統(tǒng)將單維或二維地球塊置于三維空間。因此，三維地理信息系統(tǒng)的開發(fā)將為三維地質(zhì)建模提供重要的技術(shù)支持。

三維地質(zhì)建模軟件首先從油田收集各種地質(zhì)數(shù)據(jù)，例如地層信息和側(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，然后建立數(shù)據(jù)庫。通過數(shù)據(jù)庫建立三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并設(shè)置三維網(wǎng)格的精度。然后，可以建立相關(guān)的儲層結(jié)構(gòu)模型，其中應(yīng)包含分層模型和缺陷模型。大量的橫向井?dāng)?shù)據(jù)和鉆探數(shù)據(jù)用于模擬儲層材料并定量解釋儲層參數(shù)的空間變化。使用大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進行數(shù)據(jù)分析和地理統(tǒng)計，并描述空間中屬性的分布。使用定性和定量方法對地質(zhì)模型進行測試，計算和評估其儲量，最后對模型進行處理。