1　研究背景

随着科学技术的迅猛发展和建模相关软件的不断完善，在强大的应用需求牵引以及三维几何造型、计算机软硬件等学科发展的促进下，三维地质建模得到飞速发展(李青元等，2016)。三维地质模型是指以计算机为支撑，采用适当的数据结构构建的数学模型，该模型不仅能呈现地质构造形态和各要素之间关系，并能反应地质体物理、化学属性空间分布等地质特征(张宝一等，2007)。随着深部成矿等研究的发展，三维建模的市场性日益彰显，模型的精确度直接影响深部预测精度，是深部成矿预测等地质研究不可或缺的基础性步骤。

空间数据模型是表达数据的概念集合，包括对空间实体以及空间关系的归纳，是采用适当方案建立数据对象的逻辑组织方式。而数据模型的具体化即数据结构，在系统的实现上起着至关重要的作用(赵州，2004)。目前常用的数据模型分为：基于面模型、基于体模型、混合与集成模型等(吴立新等，2003)。考虑到目标和应用的复杂性,单种数据结构很难满足建模的不同需要(李德仁等，1997)，通常采用几种数据结构结合进行对象表示。基于面模型的空间建模侧重空间实体的表面表示，而基于体模型的三维建模更侧重空间体的表示(郭甲腾，2005)，本文不进行一一阐述。

对照组中，男性患者27例，女性患者23例，年龄区间为41.15～78.52岁，平均年龄为（59.63±1.17）岁。心功能诊断结果：Ⅰ级患者21例，Ⅱ级患者15例，Ⅲ级患者10例，Ⅳ级患者4例。观察组中，男性患者31例，女性患者19例，年龄区间为42.22～79.63岁，平均年龄为（60.25±1.31）岁。心功能诊断结果：Ⅰ级患者22例，Ⅱ级患者14例，Ⅲ级患者9例，Ⅳ级患者5例。两组受试者基线资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

目前常见的三维地质建模方法，按建模数据源可分为：地质填图(PRB)数据建模、钻孔数据建模、三维地震资料建模、剖面数据建模以及多源数据融合建模等(吴志春等，2016)。前四种建模方法为单一数据建模方法，建模数据单一且模型尺度受限，不能充分反映实际地质情况，而基于地质、物探、化探、遥感、钻探等多源数据的建模方法数据利用率高，数据间综合解释并相互印证，所构建的模型准确性高，是三维地质建模的主要发展趋势。

研究表明，不同性格的消费者在化妆品消费行为，选择偏好等方面存在差异。基于化妆品的特点以及女性消费者性格因素对于化妆消费和使用的影响，营销人员在选择营销策略时应充分考虑女性消费者性格特点以及其所处的心理状态。

三维地质建模工作的核心是怎么有效集成且充分利用现有的多源地学数据，并真实描述深部地质情况(潘懋等，2007)。本文提出基于多源数据融合的相山火山盆地三维地质建模方法，以多源数据融合建模方法为基础，对相山火山盆地多源数据建模方法进行研究。在先进的三维地质软件平台上，构建相山火山盆地三维地质实体模型。通过将多源地学信息与三维地质模型进行空间融合分析，最终呈现相山盆地多源地学信息特征、深部地质背景，以及深部成矿地质环境研究，进而进行三维深部铀矿成矿预测(林子瑜等，2013)。陈建平等利用三维预测找矿方法，对云南个旧锡矿东区开展大比例尺隐伏矿体的实际找矿预测，实现找矿有利靶区的定位(陈建平等，2007)。马恒等在相山铀矿横涧-岗上英矿区三维预测研究中将三维建模与深部预测结合应用于铀矿中，取得了很好的效果，也充分印证了三维地质建模的重要作用(马恒等，2017)。

江西相山铀矿田位于赣杭陆相火山岩成矿带西南端，扬子板块与华夏古大陆的交汇部位。区内地层由基底和盖层组成，相山火山盆地基底主要为新元古代震旦纪变质岩系Pt2，出露在盆地北、东、南侧，变质岩多属绿片岩相-低角闪岩相，中低变质程度，岩性以千枚岩、片岩为主(黄锡强，2007)；盖层地层由白垩系下统的打鼓顶组K1d、鹅湖岭组火山岩系K1e和上统红色碎屑岩组成。火山岩系形成之后，其上覆上白垩统沉积物，红色夹杂色厚-巨厚层的砂砾岩、含砾砂岩、粗砂岩和细砂岩，底部为砾岩。次火山岩及脉岩分布在相山盆地的东、南、北部，以不规则的弧形围绕盆缘。侵入充填于基底断裂、区域断裂、火山环状断裂以及火山塌陷形成的拉张构造中(周玉龙等，2011)。相山盆地受大型的塌陷式火山机构控制，盆地构造除区域构造外，基底构造有NE、NW、EW和SN向，盖层构造有火山机构和火山构造(火山通道、环状破碎带，断块塌陷构造和层状节理)及盖层的NE、NW、EW和SN向断裂构造共同构成了相山盆地的控岩控矿构造格局(图1)。

2　相山火山盆地基本地质概况

“为了达到这个效果，我再次选择了蔡司50mm镜头。因为这个拳台位于健身房边缘靠墙的位置，所以我没办法用更长的焦距，那里没有足够的空间可以站得开。但场地大小的限制也未尝不是一件好事，它让我拍出的照片更加具有在场感。这里我用了f/2的大光圈，虚化了背景中那些不必要的细节，让画面看起来也更富有趣味。”

3　多源数据预处理

实践证明，地质工作日益困难，遥感、地质、地球化学等多源地学信息需要相互结合并综合应用，方能实现更满意的地质应用效果(陈勇敢，2014)。融合是指收集不同信息源的多格式信息并集成，进而获取更加完整、准确并有效的综合信息的过程(陈宁红，2003)，融合的数据更简洁、冗余度小，用途更加广泛。多源数据中，勘探工程资料能提取出地层、构造、岩体、矿体等建模对象的二维投影线，但不能指示建模对象的空间揭露点；钻孔资料内有丰富的钻孔揭露信息，以钻孔揭露点作为控制点，进而校正层面；地质填图数据、物化探解译数据在无地质数据控制的外围和深部区域提供数据支撑；遥感数据、地质填图数据可丰富地上三维模型。

3.1　图件类数据处理

三维转换：三维转换的工作对象为各类平面图、剖面图，根据图内两个对角点的图面标和实际坐标进行四参数(缩放、平移、X平移、Y平移)设置，实现两点坐标转换，平面图利用两个对角点的图面坐标和实际坐标即可转换至三维空间，剖面图的转换需参考平面图内剖面图的实际平面位置。

岩体线不规则且分布不规律，为建模增加了工作量和难度。用构造-地层流程建模方法建立岩体实体模型，即复杂数据简单化处理的原则，将复杂岩层数据拆分成几个接触的层面，定义层面类型，运用GoCAD软件的半自动化流程建模方法建立岩体实体模型，构建的岩体实体模型能充分展现岩体的不规则状态。岩体实体建模最大的技术难题在于数据拆分，如何把复杂不规则的岩体线拆分为接触的上下层。针对这个问题，目前并没有成熟的处理方法，结合实际建模过程中的工作经验以及对线数据的空间分析进行数据的拆分，拆分的子层在原始数据的基础上没有太大的形状变化，以免给层面接触关系定义以及层面模拟增加难度。

配准与误差校正：由于图形扫描导致图片产生变形，需要对附图进行影像配准，减小图形误差，最大化利用矿床数据。利用MapGIS图像分析模块，采用多项式拟合法添加参照控制点信息，完成影像几何校正。

图5给出了传感信号探测端探测到的信号功率和拉曼泵浦激光器的泵浦功率之间的关系。随着拉曼放大器泵浦功率增加,剩余泵浦功率增加,剩余泵浦功率同时又用做掺铒光纤激光器的泵浦源。当此功率值超过谐振腔内损耗阈值的时候,就有信号激发出来。激射信号的功率随着泵浦功率的增加而增加。

在实际建模工作中，数据拆分和接触关系定义需反复尝试，以相山盆地游坊勘查区规模最大的岩体为例，该岩体由源头、横排山、红卫、巴泉等铀矿床共同揭露，岩体形态明显。最终将勘查区内岩体线拆分为4个接触的子层(图6a)，利用流程建模法最终建立游坊勘查区岩体实体模型(图6b)。

经过系统的影像配准、矢量化和三维转换等一系列数据处理工作，将地层、构造、岩体、矿体等建模对象提取并导入至三维建模软件中。

3.2　文字信息类数据处理

针对收集到的勘查报告附表数据进行规范化整理，提取出建模所需的信息并整理成规范的表文件。一般附表整理的工作内容主要为钻孔位置信息表、钻孔属性表等。钻孔位置信息表用于存放钻孔位置信息，包括定位表、测斜表；品位表、蚀变表、构造表、岩性表等都属于钻孔属性表，各数据表结构如表1所示。将信息按规范整理成表文件并GoCAD软件内，建立钻孔数据库。

表1　钻孔数据表结构

Table 1　Structure of borehole data

表名字段定位表测斜表属性表ID，X，Y，Z，max-Depth……ID，depth，Azimuth，Dip……ID，depth＿from，depth＿to，Property1，……

4　多源数据融合方法

由于多源数据来源不同，完成时代不同，数据格式不一致，数据杂乱，尤其是早期完成工作规范性不强，不能直接用于三维地质建模工作，需依照建模软件所支持的数据格式，进行规范化的系统整理以及数据处理，将原始数据整合到三维空间中，为三维综合建模提供数据支持。一般的，多源数据主要包括：勘探工程资料、地质填图数据、钻孔信息、遥感数据、物化探专题数据以及其他数据等。按表现形式可系统划分为：图件类、文字信息类。图件类数据主要包括地质平剖面、物化探二维剖面等数据；文字信息类数据包括各类文档、表格等文件。多源数据处理的目的是将多源数据导入GoCAD三维空间数据库中。

利用回归方程求算各个处理中的异硫氰酸盐含量,结果如图2所示。与CK相比,在低浓度NaCl (0.25 mg/mL)处理时,萝卜幼苗中总异硫氰酸盐含量出现了升高,达到173.08 μmol/g(干重),比CK增加了6.89%; 随着NaCl浓度的持续增高,总异硫氰酸盐含量又开始逐渐下降,到NaCl浓度为10.00 mg/mL时,达到最低值45.63 μmol/g(干重),比对照降低了71.82%(图2)。

图1　相山火山盆地地质构造略图 Fig.1　Sketch showing geological structure of the Xiangshan volcanic basin 1-第四系；2-上白垩统南雄组砂岩；3-下白垩统鹅湖岭组上段，碎斑流纹岩；4-下白垩统鹅湖岭组下段砾岩、砂岩和流纹质熔结凝灰岩；5-下白垩统打鼓顶组上段，流纹英安岩；6-下白垩统打鼓顶组下段砂岩、砂砾岩和流纹质熔结凝灰岩；7-上三叠统砂岩、砂砾岩、炭质岩夹煤线；8-下石炭统华山岭组砂岩、粉砂岩；9-震旦系变质岩；10-黑云母二长花岗岩；11-次花岗斑岩；12-加里东期混合花岗岩；13-实测、推测 断层；14-地质界线及推测地质界线；15-推测火山活动中心界线 1-Quaternary；2-sandstone of Upper Cretaceous Nanxiong Formation；3-variegated rhyolite of upper member in Lower Cretaceous Ehuling Formation；4-conglomerate, sandstone and rhyolitic ignimbrite of lower member in Lower Cretaceous Ehuling Formation；5-rhyodacite of upper member in Lower Cretaceous Daguding Formation；6-sandstone, glutenite and rhyolitic ignimbrite of lower member in Lower Cretaceous Daguding Formation；7- sandstone, glutenite and carbonaceous intercalated coal line of Upper Triassic；8-sandstone and siltstone of Lower Carboniferous Huashanling Formation；9- Sinian metamorphic rock；10-biotite adamellite；11-sub-granite porphyry；12-Caledonian mixed granite；13-measured and inferred fault；14-geological and presumed geological boundary；15-presumed boundary line of volcanic centre

在实际建模工作过程中，仅以地质数据建立三维模型得到的地质面会按现有数据的趋势进行空间延伸。需加入地质填图数据和物探解译的成果，以地质填图成果确定地质体的地表出露形态，以物探解译成果对模型深部及数据空白区进行数据约束。在地质数据和物探数据差异较大的区域，选择以地质数据为准对物探数据进行趋势拟合(图2)。

5　相山火山盆地三维地质建模

实际工作中，三维地质模型指由地上三维模型、地下三维模型组成的双三维模型。地上三维模型指地表模型，分为地形地貌模型、矿区建筑模型以及河流、湖泊、道路等，地下模型包括钻孔模型、构造-地层模型、岩体模型、矿体模型等地质体三维模型。模型的复杂程度需综合考虑其重要性、对模型精细程度的需求以及建模软件的功能，三维地质建模的技术路线图如图3所示。其中，矿体模型、钻孔模型、地形地貌模型可以利用建模要素直接构建对象模型。而由于建模对象复杂且数据多源化，地层-构造模型、岩体模型以及混合集成模型等构建较为复杂，其中岩体模型的构建尤为复杂。本文以GoCAD软件(法国南希大学)为建模平台，针对上述对象模型的构建提出实现方法。

图2　多源数据融合分解图 Fig.2　Decomposition and fusion of multiple-source data

GoCAD软件作为新一代地质建模软件的代表，以工作流程为核心，达到了半智能化建模的世界最高水平(董梅等，2008)。GoCAD软件的优势在于：它具有强大的空间分析能力以及地质统计分析功能、应用范围广、人机交互能力强、数据接口齐全、建模能力强等，实现了真三维模型的构建(刘秀军，2011；张燕飞等，2011；杨志华等，2012)。离散光滑插值(DSI)作为该软件的核心技术，在缺少数据以及空间信息的情况下，对点、线、面等原始数据进行加密和调整等处理工作，构建形态更为合理的空间几何曲面。

图3　三维地质建模技术路线图 Fig.3　Flow chart of 3D geological modeling

5.1　地形地貌模型

地形地貌模型能真实反应地表地貌情况，精确指示成矿的空间位置，是矿床建模中不可缺少的一部分。地表形态利用不规则三角网表达，该法利用不规则三角形面片建立地质模型，常采用Delaunay三角剖分，其特征是利用某种相对合理的方式将随机分布的控制点联系起来，建立三角形网络，形态完美且功能完善(曹代勇等，2001)。通常利用研究区数字高程数据(DEM)生成，或利用不同比例尺的等高线矢量文件插值生成，选择三角网对象的Texture属性叠加遥感影像生成地形地貌三维模型。

5.2　钻孔模型

通常钻孔作为基础数据，是三维地质建模的重要资料，GoCAD软件支持钻孔位置信息、钻孔路径(Path)信息及地质标注(Maker)信息的加载，导入钻孔信息生成钻孔显示和表达，Maker指示钻孔的揭露位置，在后期对象建模中可约束层面，保证建模质量。

5.3　矿体模型

依据矿体的实体模型，能更直观形象的观察矿体的产状、空间形态以及三维空间展布等,进一步研究其与地层、构造、围岩等对象的关系以及成矿规律，进而对其他区域开展较为准确的成矿预测(向中林等，2009)。由于矿体连续性差且不规则，实际建模工作中一般建立矿体线框模型。线框模型又称为轮廓线重构面技术，通过相邻平剖面的二、三维线串用三角面连接起来，形成由系列三角面围成的不规则复杂曲面(南格利，2001)。矿体线框模型是空心的地质体，模型成果可用于直观的三维空间分析，在实体模型的基础上，以矿体线框模型为约束体通过空间计算生成矿体块体模型，应用于成矿预测、储量估算等工作。

5.4　构造-地层模型

本文利用GoCAD软件的流程建模法建立构造-地层实体模型，该法以工作流程为核心，实现了半自动化建模，采用向导式的工作流程，引导用户按步骤导入建模数据，同时支持用户在流程中修改建模数据、微调地层面、定义构造接触关系等操作，模拟地层面或断层面的空间展布形态、位置和相互关系，较好地处理了断层与地层的相交、切割关系，并在流程中重点考虑了钻孔揭露点对地质层面的校正作用以及断距分析功能块，更符合建模需求。地层-构造模型由钻孔、地层、构造、物化探解译以及平面地质图等数据融合构建，在建模前需定义分层数据并赋予地质意义。流程建模的核心内容是地层柱定义，定义地层的接触关系，地层接触关系包括整合、不整合、底超、剥蚀四种类型。

图4　(a)层面离散插值结果；(b)断层与地层切割图 Fig.4　(a)Discrete interpolation results on the surface; (b)Sketch showing a fault cutting strata

基本流程如下：建立地层柱格架，并定义地层接触关系；添加层位信息，选择建模数据；添加断层数据，定义断层类型；定义建模范围；模拟生成断层面，建立断层模型，完善断层轮廓、断层接触关系等；插值生成断层面，建立地层面模型，微调地层面；钻孔校正，利用钻孔揭露点校正地层，保证地层面严格受钻孔控制；调整断距，建立断层与地层的切割关系；建立Sgrid地质网格模型。其中，DSI离散插值功能和断距分析功能是流程建模的两大特色，利用DSI离散插值功能在原数据的基础上进行拟合插值，构建的层面平滑不生硬(图4a)，而断距分析功能实现了断层对地层的错动(图4b)，建立的三维地质模型更加生动(图5)。

5.5　岩体模型

岩体形态不规则，且大多是非层状，受岩体空间几何特征和地质特征的影响，岩体建模是三维地质建模的一个难点，针对岩土工程研究对象的三维构模方面，国内外的许多学者进行了大量的研究工作(徐能雄，2002；何满潮等，2003；2005)。本文以研究区地质背景为基础，综合分析岩体的形态及范围，确定岩体建模方法，最终根据相山火山盆地各建模区的实际情况，运用线框建模法和流程建模法分别构建了不同区域、不同尺度的岩体实体模型、岩体线框模型、岩体块体模型三种模型成果。

5.5.1　岩体实体模型

1.1.1 CKD的诊断标准［7］（1）肾损害（肾脏结构或功能异常）≥3月，伴或不伴肾小球滤过率（GFR）下降。可出现以下表现之一：病理学检查出现异常；或肾损害指标显示阳性：如血、尿成分异常或影像学检查异常；（2）GFR＜60 mL/（min·1.73 m2）≥3月，有或无肾脏损伤的依据。

图5　构造-地层模型图 Fig.5　Model of structure and strata 1-下白垩统鹅湖岭组；2-下白垩统打鼓岭组；3-震旦系变质岩 1-Lower Cretaceous Ehuling Formation；2-Lower Cretaceous Daguding Formation；3-Sinian metamorphic rocks

数字化：图件类空间数据的数字化主要是指图件内各类点、线和面要素的矢量化与重新整理，分类合并、填写属性的工作过程，是提取各类建模对象、控矿因素等的前期工作。

作者贡献声明 朱秀影：收集数据，参与选题、设计及资料的分析和解释；撰写论文；根据编辑部的修改意见进行修改。盛文：参与选题、设计和修改论文的结果、结论

图6　游坊勘查区岩体线拆分图(a),游坊勘查区岩体流程建模结果(b) Fig. 6　Subdivision of rock mass(a),Process modeling of rock mass in the Youfang exploration area(b) 1-子层1；2-子层2；3-子层3；4-子层4 1-sublayer 1;2-sublayer 2;3-sublayer 3;4-sublayer 4

5.5.2　岩体线框模型

受岩体空间特征的影响，表面模型不能充分展现岩体的空间形态，实体模型的构建速度慢且困难，由若干表面模型组合成封闭的表面模型即线框模型。而根据空间分割原理，一个复杂对象的几何形状由若干个简单的几何形状模拟组成(侯卫生等，2006)，因而线框模型能实现大部分岩体的空间形态特征。三维建模前需对线数据进行数据检查并根据情况添加控制线，保证岩体线均闭合且已有线数据能反映出岩体形态。

以相山盆地地质填图成果认识为参考，结合相山地区火山活动、构造运动等地质知识为理论基础研究岩体的喷发时间、产出形态与K1e、K1d、Pt2等地层以及构造的接触关系进行分析。以地质数据为主，融合物探解译结果，推断岩体规模及延伸，确定相山火山盆地岩体的产出形态。具体实现方法：在GoCAD软件平台下，通过表面模型模块中闭合线连接功能，即可生成岩体线框模型，以模型不同角度反映出岩体的形态(图7a、7b)。

图7　线框模型俯视图(a),西视图(b) Fig.7　Top view(a), west view (b)of wire frame model

5.5.3　岩体块体实体模型

今年，中行明确提出“坚持科技引领、创新驱动、转型求实、变革图强，建设新时代全球一流银行”的总体战略目标，中国银行明确将科技引领数字化发展置于新一期战略规划之首，加快金融科技创新，全面推动数字化转型，拉开数字化发展大幕。

GoCAD建模软件提供多种数据模块下的Region赋值计算，包括Solid、Sgrid、GeologicGrid等对象，通过对数据对象进行空间分析从而建立“域”，并能进行属性赋值操作。岩体块体模型的实现方法：在已有实体模型的基础上，进行Region赋值计算。本文以构造-地层实体模型为基础，通过岩体线框模型进行实体空间运算，将地层实体中的侵入岩体分离生成岩体Region，建立岩体块体实体模型，并建立构造-地层-岩体实体混合模型(图8)。

图8　相山盆地构造-地层-岩体实体混合模型 Fig.8　Structure-strata-rock mass combination model of the Xiangshan basin 1-第四系；2-上白垩统南雄组砂岩；3-下白垩统鹅湖岭组；4-下白垩统鹅湖岭组；5-震旦系变质岩；6-花岗岩(πγK1e2与γπK1e2)；7-加里东 期混合花岗岩；8-断层 1-Quaternary；2-Upper Cretaceous Nanxiong Formation；3-Lower Cretaceous Ehuling Formation；4-Lower Cretaceous Ehuling Formation；5-Sinian meta- morphic rock；6-granite(πγK1e2 and γπK1e2) 7-Caledonian mixed granite；8-fault

6　结论与意义

(1)采用多源数据融合的方法构建地形地貌、钻孔、地层、构造、岩体、矿体等对象模型，在相山盆地取得了较好的建模成果。模型成果可任意方向、角度切剖面，进行细致的观察与分析。

(2)实现了“熔岩瀑布”、“塌陷构造”、“推覆地层”等特殊地质现象的建模，建立三维可视化模型。

(3)本文提出的两种岩体实体建模方法：流程建模法、线框建模法，以该两种方法建立岩体模型，较好的反映了岩体形态。

(4)三维建模成果模型可用于矿床深部及外围成矿要素分析，辨识主要控矿要素，定位铀矿成矿潜在区域。

马恩在《共产党宣言》中，提出了实现全球空间正义的思想和愿望，这也为当前人类命运共同体的构建提供价值指引。人类命运共同体的构建需要在价值层面达成普遍的共识，这种价值共识并不是西方资本主义国家以自身标准为依据所倡导的“普世价值”，而应是建立于尊重民族性和文明“个性”基础上的“共同价值”，习近平指出：“和平、发展、公平、正义、民主、自由，是全人类的共同价值。”[12]习近平对人类共同价值的概括彰显了人类社会发展所具有的共同价值诉求和精神追求，这也是人类命运共同体得以构建的精神纽带。同时，以共同价值的凝练与打造为价值基础，促进全球空间正义的实现，也是人类命运共同体构建的重要价值目标。

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