矿床可视化实现技术优化方案

对于矿化模型的建立有很多种方法，本书中采用基于体素的形式来构建矿化模型。由于数据插值的精确性直接影响到最后图形绘制结果的准确性，所以，在钻孔数据离散化后，需选择多种插值方法如多边形法、距离幂次反比法以及克立格法等空间不确定信息量化方法进行分析比较，以提高仿真效果。同时，由于插值的时间较长，且所形成的空间数据量庞大，故在按空间插值方法处理后，应将所产生的空间插值数据存储于地质数据库中，以实现矿体空间几何形态的描述和储量的估值分析和显示。对于矿体的显示，则以立方体作为规则体素的组合来表达带有矿体品位属性的空间，即矿体。

矿床模型的建立包括钻孔模型和体矿化模型等，与其相对应的三维仿真也包括钻孔仿真和矿体仿真等两部分。

1.钻孔可视化仿真

（1）钻孔数据结构的设计。分析包括勘探线表、钻孔基本信息表、钻孔测斜表、钻孔取样信息表、样品表和表间关系，分别建立勘探线类、钻孔类、样本类等。其中，勘探线类包括勘探线编号、勘探线名称、勘探线起始位置、勘探线终止位置、钻孔个数、钻孔编号集合等；钻孔类包括钻孔编号、测斜次数、钻孔孔口位置、孔深、测斜编号集合等；测斜类包括测斜编号、测斜深度、倾角、方向角等；样本类包括样本编号、钻孔编号、孔自、孔至、孔深、样品的成分和相应品位、岩性等属性。其各类及关系如图5.7所示。

图5.7　钻孔可视化主要类图

（2）钻孔可视化主要步骤。根据勘探线模型、钻孔模型、测斜模型、钻孔的岩石样品模型等建立相应的数据结构及实现算法的设计，并以钻孔及样本预处理后数据为基础进行钻孔的绘制。

钻孔的绘制分为点绘制、线绘制和体绘制。点绘制是基于钻孔数据表，对每个钻孔将其开孔口以点的形式进行显示；体绘制是根据样品属性形成三维圆柱体进行实体描述，对每个钻孔中的采样分段进行显示；线绘制是利用可视化算法将采样分段进行连接，并结合钻孔测斜表中的测斜数据，实现钻孔的整体显示，表达钻孔的空间位置关系。同时，基于预先设定的品位区间对应不同的颜色，在钻孔三维图形中，每段钻孔的品位按不同的颜色来显示。

2.矿体可视化

参考体素的矿体模型的建立过程，分别建立矿体类、体素类、岩性类、三角形类、边类、顶点类等。其中，矿体类包括矿体编号、名称、体素集合、移动立方体类、中间三角形集合等属性；体素类包括体素编号、体素大小、位置、所属对象等属性；移动立方体类包括对象编号、搜索值、三角面片集合、顶点集合、边集合等属性；三角形类包括编号、边集合、顶点集合等属性。其各类及关系如图5.8所示。

图5.8　矿床可视化主要类图(www.xing528.com)

矿体的三维可视化仿真采用两种方法。

（1）体绘制方法，其主要过程如下。

1）根据矿体的矿物属性，确定矿物种类，设定显示类别。

2）按照体素绘制的规则，对矿体一体化模型的体素集合进行提取。

3）运用体绘制技术，对矿体模型进行实体表达。

4）同时，通过设定剖面方程参数，实现矿体模型的任意剖切。

（2）MC方法。其主要过程如下。

1）确定MC法所绘制矿体的边界品位。

2）以边界品位作为搜索值，采用MC法构造矿体的等值面。

3）遍历MC法形成的三角形，以三角形片的面绘制方法完成矿体绘制。

这两种仿真方法，旨在表达矿体不同的方面，故可在MC法绘制的同时，以射线法判断矿体内部体素，并进行有效填充，以实现两种方法的混合绘制。借以满足MC法所形成矿体的剖分需要。