中華人民共和國地質礦產行業標準中華人民共和國自然資源部發布前言 I Ⅱ1范圍 2規范性引用文件 3術語和定義 4總則 3 34.2工作程序 34.3數據來源 34.4基本要求 35數據準備 45.1建模準備 45.2資料匯集 55.3數據處理 55.4建模主題數據庫建設 66三維地質建模 66.1三維地質建模方法 66.2三維地質模型類型 76.3空間數據三維化 7 7 87模型質量控制 87.1模型質量檢查 87.2模型質量評價 98建模成果 9 98.2模型數據體 98.3模型管理與維護 9附錄A(規范性)固體礦產勘查各階段及礦業開發階段三維地質建?；疽?11附錄B(資料性)三維地質模型應用 附錄C(資料性)常見的三維空間數據模型 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定本文件由中華人民共和國自然資源部提出。本文件由全國自然資源與國土空間規劃標準化技術委員會(SAC/TC93)歸口。本文件起草單位：山東省地質礦產勘查開發局、山東理工大學、山東省地質礦產勘查開發局第六地質大隊、山東省第三地質礦產勘查院、中國地質大學(武漢)、武漢地大坤迪科技有限公司、北京超維創想信息技術有限公司。Ⅱ隨著信息技術和軟硬件平臺的發展，三維地質建模已成為礦產資源勘查和礦業開發過程中的一項常規生產和科研活動。由于勘查區地質特征的復雜性、軟件平臺的局限性及工作人員專業素質的差異，同一建模區相同的數據來源，使用不同軟件建立的三維地質模型的內容、質量存在較大差異，有必要制定固體礦產勘查三維地質建模標準。經過廣泛調查研究，認真總結實踐經驗，參考國家、行業和地方相關現行地質建模的統一技術要求和保證三維地質模型質量的標準。1固體礦產勘查三維地質建模技術要求1范圍本文件規定了固體礦產勘查三維地質建模的目的任務、工作程序、基本要求、數據準備、地質模型構建、模型質量控制和建模成果等方面的技術要求。本文件適用于金屬、非金屬固體礦產資源勘查的三維地質建模工作，是固體礦產勘查三維地質建模工作開展、質量監控、成果驗收的重要依據。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。固體礦產地質勘查規范總則基礎地理信息要素分類與代碼地質礦產勘查測量規范電子文件歸檔與電子檔案管理規范固體礦產勘查工作規范DZ/T0078固體礦產勘查原始地質編錄規程DZ/T0079固體礦產勘查地質資料綜合整理綜合研究技術要求DZ/T0179地質圖用色標準及用色原則(1:50000)DZ/T0197數字化地質圖圖層及屬性文件格式3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。三維地質建模three-dimensionalgeolo運用計算機技術，在虛擬三維環境下，將空間信息管理、地質解譯、空間分析與預測、地學統計、實體內容分析及圖形可視化等工具有機結合，實現地質模擬及分析的技術方法。三維地質模型three-dimensionalgeologicalmodel基于三維數據結構模型并利用勘查區內的相關資料，通過內插和外推建立的帶有圖元屬性、地質屬性和相互約束關系的三維數字化、可視化的虛擬地質體和地質結構。按照模型承載的地質信息內容，三維地質模型包括三維地質結構模型和三維地質屬性模型；按照對象和任務類別，三維地質模型包括地形模型、地質構造模型、地層或巖體模型、礦體模型、勘查工程模型、地球物理模型、地球化學模型和資源量估算模型等。2三維地質結構模型three-dimensionalgeologicalstructuremodel基于各種地質界線建立的表達地質體及結構構造空間展布與相關關系的三維地質幾何模型，由斷層等地質界面綜合構成。反映地質實體內部物理、化學屬性參數的三維模型。根據各種地質體屬性空間分布規律，采用賦值、插值或隨機模擬等方法建立，通常使用體元存儲和表達。為了表達地質體的非連續和非均質性，并便于開展空間分析和數據挖掘，三維地質屬性模型應基于休元數據結構構建，并以地質結構模型的界面為約地質屬性數據geologicalattributedata球化學參數。地質屬性數據具有多類、多層次和多主題的特征。按照三維地質建模需求和地質數據庫規定的標準數據格式進行數據整理和規范化。主要包括對不據及其他地質描述數據的術語語義和層位歸屬進行一致化、標準化。數據標準化是對大量數據進行去粗三維空間數據模型three-dimensionalspatialdatamodel用于描述三維空間對象的適合于計算機存儲、管理、處理的邏輯模型，是空間數據在計算機內的組織和管理方式，是地質實體的空間排列和相互關系的抽象描述。三維空間數據模型包括三維空間數據點模型、三維空間數據線模型、三維空間數據面模型、三維空間數據體模型和三維空間數據混合模型等。析和應用等操作的數據集合。34.1目的任務固體礦產三維地質建模工作是固體礦產勘查工作的延伸，目的是有效實現各種不規則地質體的三維可視化與重建。深入分析地質體空間結構，提取控礦信息，建立成礦模式，為進一步開展礦床勘查、礦山開采設計、成礦預測和成因研究提供直觀、準確的數據支持，服務于礦產勘查和礦業開發工作。其主要任務是：基于普查、詳查或勘探各勘查階段獲取的各種地質數據和資料，利用計算機技術和三維建模軟件，建立勘查區的三維地質模型，實現表達、分析、仿真、設計和決策的三維可視化，最終為進行勘查區三維空間分析，進一步開展礦產資源勘查、資源量估算、成礦預測、成礦規律研究、礦山開采設計提供三維數據模型。4.2工作程序基本工作程序包括確定建模目的及模型主要功能、匯集勘查區地質勘查相關資料，提取與三維地質建模相關的各種地質空間數據和地質屬性數據；進行數據標準化處理，構建三維地質建模主題數據庫；基于三維地質建模軟件，采用人機交互方式，構建地質結構一屬性一體化的三維地質模型；進行模型質量檢查、質量評價，最終完成成果編制和歸檔。圖1給出了固體礦產勘查三維地質建模工作流程，圖2給出了固體礦產勘查三維地質建模技術路線。圖1固體礦產勘查三維地質建模工作流程4.3數據來源建模數據來源于礦產勘查工作中獲取的各種地質資料，建立的三維地質模型精度須與勘查工作程度相適應。根據勘查工作程度及資料基礎，可采用地形數據、地質填圖數據、地質剖面數據、地球物理數據、探礦工程數據等進行三維地質建模。4.4基本要求4.4.1應建立勘查區內結構一屬性一體化的三維地質模型，滿足勘查區地質構造表達、礦(化)體形態和產狀描述、礦石物質組成及空間分布模擬的需要，實現表達、分析、仿真、設計和決策的三維可視化。4.4.2用于三維地質建模的軟件平臺應具有多源海量數據管理、模型高效顯示、地質圖件制作、地質要4數據和樣品測試數據模型成果管理模型應用對資料進行梳理，建立概念模型地形地質圖科研成果資料補充數據圖2固體礦產勘查三維地質建模技術路線素插值分析、資源量估算等功能。4.4.3應在地形測量、地質調查、物探、化探、槽井探、鉆探等工作獲取數據資料的基礎上，按照本文件4.2規定的程序開展三維地質建模工作。4.4.4應根據勘查工作程度、勘查階段及地質資料的類型和精度，確定擬采用的數據模型和建模方法，選取合理的建模技術路線。各勘查階段三維地質建模基本要求應符合附錄A的規定。4.4.5應在開展三維地質建模工作前，根據勘查工作需要確定建模環境，編制固體礦產勘查三維地質建模工作大綱。工作大綱的內容可融入地質勘查設計的相關章節中，工作大綱包括但不限于下列內容：a)項目概況；c)建模內容及要點；d)建模方法及要求；4.4.6完成的三維地質模型可用于三維空間分析、資源量估算和三維成礦預測等。三維地質模型應用參見附錄B。5數據準備5.1建模準備5.1.1應根據建模目的、保密要求、數據量大小、資料兼容等情況，選擇適宜的三維地質建模軟件平臺，同時根據建模目的及功能要求選擇相應的建模平臺功能模塊。55.1.2應根據建模目的、勘查工作程度及模型主要功能，確定建模所需的數據類型及精度要求，并評估資料獲取的可能性。5.1.3應根據建模目的、建模范圍和固體礦產勘查工作的相關要求，確定模型所使用的三維空間數據模型及投影坐標系統。投影坐標系統應保障模型具有較高的平面精度及高程精度，具有較小的長度、角度、面積、休積變形，滿足建模精度要求且應符合GB/T18341相應部分的規定。5.2資料匯集5.2.1應匯集固體礦產勘查及綜合研究過程中各種原始數據、圖件和統計表格等地質資料，并按照數據他相關數據。用于建模的地質工作及地質資料應符合GB/T13908、GB/T33444、DZ/T0078、DZ/T0079和DZ/T0179相應部分的規定。網等要素，數據分類應符合GB/T13923相應部分的規定。5.2.3基礎地質數據應包括區域地質調查、礦產調查、礦區填圖、實測地質剖面等形成的野外觀察和編5.2.4勘查工程數據應包括鉆探、坑探、槽探等各類勘查工程所獲取的各種文字記錄、采樣數據、試驗測5.2.5物化遙數據應包括各類地球物理勘查、地球化學勘查、衛星遙感、航空遙感等所獲取的數據以及解譯或解釋結果。5.2.6礦山地質資料應包括礦業開發過程中積累的各種反映礦床地質特征的相關數據，如礦山采礦生5.2.7其他相關數據應包括在固體礦產勘查過程中所進行的各類科研成果，如與成礦條件相關的巖漿5.3數據處理5.3.1應將各類原始地質數據進行數據標準化，處理成為適用于三維地質建模的源數據，包括進行地質語義一致性處理、數據格式標準化處理、建模數據錄入和空間一致性處理等，并整理成建模軟件所要求的5.3.2應對紙質圖像數據進行數字化、幾何校正及矢量化，對其他電子數據進行格式轉換及幾何校正。5.3.3應對文字記錄和測試數據按照其性質和來源進行系統的整理和分類，并進行規范化和標準化處理，形成數字化電子文檔及電子表格。5.3.4應對所有數據進行地質語義一致性分析，確定統一的數據結構，統一的地層、巖性、蝕變、礦化分類分級標準，并統一命名。對勘查區地名、勘查線、鉆孔、構造、樣品等進行規范化命名和編號。對各類原始數據中包含的其他信息進行語義一致性處理。對各類分析測試數據的字段信息進行統一和規范。5.3.5應利用DEM(數字高程模型)、等高線或點云等數據，進行內插和濾波處理，建立地形模型?？蓪⒌孛嬲溆跋駭祿鳛榧y理映射在相對應的地形模型上，以增強地形模型的逼真程度。5.3.6應將平面地質圖、勘查線剖面圖、中段地質圖、坑探素描圖、槽探素描圖、物化探解釋剖面圖和鉆巖相、沉積相和變質相等，進行識別、解釋、描述和定位等處理。數字化地質圖圖層及屬性文件格式應符合DZ/T0197相應部分的規定。65.3.7應根據剖面圖的起止點坐標及高程范圍進行三維幾何校正，將二維剖面圖投影至三維坐標系中。5.3.8應對以鉆孔為代表的勘查工程(探槽、淺井、淺鉆、鉆探、坑道)資料進行數據處理，使用表格數據工程方位角、分層信息、斷層信息、巖性(包括礦化、蝕變等)、樣品編號、取樣位置、樣長和分析測試結果等。5.4建模主題數據庫建設5.4.1建模主題數據庫應能存儲管理基礎地理數據、基礎地質數據、地質勘查工程數據、樣品測試數據、地球物理數據、地球化學數據、礦山地質數據等，以及包括地質要素單元邊界和內部特征的三維地質結構模型和三維地質屬性模型。5.4.2建模主題數據庫兼容的數據類型應包括地質空間數據和地質屬性數據。地質空間數據以三維空間中的點、線、面和體等矢量形式或柵格形式表達；地質屬性數據以數據表形式存儲。5.4.3建模主題數據庫采用統一規范的空間數據編碼體系，基本功能應包括地質空間數據和地質屬性5.4.4應將各類地質空間數據、地質屬性數據錄入建模主題數據庫中。對通用點、線、面、體類型的地質數據，按照所選平臺的數據格式，對三維空間坐標及屬性字段進行存儲；對特定的數據類型，如鉆孔數據、三維地球物理數據等，按照所選平臺支持的模型類型進行存儲管理。5.4.5隨著地質建模工作的開展和勘查工作的深入，將陸續產生新的地質數據和地質認識，應持續對建模主題數據庫進行完善與補充。6三維地質建模6.1三維地質建模方法6.1.1根據勘查工作程度或建模數據源，可選擇地質填圖數據建模、物探數據建模、鉆孔數據建模、勘查線剖面數據建模及多源數據融合建模等建模方法。6.1.2在勘查工作程度較低僅進行了地質填圖的區域，宜采用地質填圖數據建模方法，利用地質圖的圖切地質剖面建模。數據全部來源于地質圖件及地質填圖資料，是基于專家知識經驗對平面地質圖信息的解譯。6.1.3在進行了系統地球物理勘查的區域，宜采用基于地球物理數據的建模方法，在高分辨率地震勘探、重磁電勘探及地球物理反演解釋的基礎上建立三維地質模型。6.1.4在進行了系統鉆探揭露的區域，可采用基于鉆孔數據的建模方法，根據已有的鉆孔數據直接構建三維地質模型。為解決鉆孔數據離散的問題，可采用添加虛擬鉆孔數據的方法，對實際的鉆孔數據進行加密。6.1.5在勘查工作程度高的區域，可采用基于勘查線剖面數據的建模方法，基于原始地質勘查的二維地質剖面，采用曲面構造法(邊界表示法)生成各層位面，進而表達三維地質模型，或者利用空間拓撲分析法直接進行地質體建模。6.1.6在各類勘查數據豐富的區域，可采用多源數據融合建模法，融合基礎地理數據、基礎地質數據、鉆孔數據(包括其他探礦工程數據)、物探解釋數據、礦山地質數據，利用空間插值技術構建三維空間數據場，以真三維形式表達建模區域的地質結構空間分布特征與內部屬性信息。76.2三維地質模型類型6.2.1三維地質模型應包括三維地質結構模型、三維地質屬性模型。應先建立描述地質體整體形態、結構特征的三維地質結構模型，在此基礎上將地質體剖分為陣列排布的體元，并為每個體元賦以特定屬性6.2.3三維地質結構模型應使用面元數據結構表達三維地質體的邊界。面元數據基于三維空間中的曲線、離散點構建，包括封閉和不封閉兩種曲面。封閉曲面可選擇不規則三角網格(TIN)和邊界表示(B-Rep)數據結構模型，不封閉曲面可選擇規則格網(Grid)和不規則三角網格(TIN)數據結構模型。常見的三維空間數據模型參見附錄C表C.1。6.2.4三維地質屬性模型能用于描述地質構造、地層、巖漿巖、蝕變帶、礦休等地質對象內部某種參數在三維空間的分布和變化情況。6.2.5三維地質屬性模型應使用體元數據結構表達。通過記錄類似陣列排布的每個體元的特定屬性值，表達某種屬性在三維空間中的分布，包括規則體元建模和不規則體元建模兩種類型。規則體元建模應根據建模區原點坐標、空間范圍和體元大小等模型參數，將三維地質體空間分割成一定體積和大小的立方體、長方體等規則幾何體，根據需要以地質體界面或空間坐標范圍建立約束，在約束范圍內根據定義的模型參數和體元形狀充填生成三維地質模型；不規則體元建模方法依賴于所選擇的不規則體元類型，不同休元類型的建?？蓞⒁娋唧w建模軟件平臺的技術說明。6.3空間數據三維化6.3.1應基于三維地質建模平臺，對建模主題數據庫中與空間位置相關的數據進行三維展示。其中，地6.3.2應對進行三維展示的各類數據進行目視檢查，確定其范圍是否完整，相互關系是否合理，如地質界線、剖面位置、鉆孔開孔位置與實際空間位置是否一致，相互關系是否正確。當多種來源的數據對同一地質結構三維展示的結果不一致時，應依據可靠性更高的數據進行修正，最終使所有數據協調一致。6.4三維地質結構模型構建6.4.1三維地質結構模型構建應包括地質界面構建、地質體構建、地質體屬性賦值等步驟。6.4.2應運用計算機自動處理和人機交互處理技術，采用插值、直接連線、添加輔助線等方式，構建地質界面模型，包括地形、地質構造、地質休界面等?；谥黝}數據庫，提取約束各類地質界面空間形態的信6.4.3地形模型應表達地表形態特征，常用數據包括地形圖、地質圖、高程點集合、剖面數據中的地形線等。建立地表模型后，可對其進行高分辨率衛星照片的地表紋理映射，也可把各類平面地形、地質圖與地表模型進行匹配和校準，生成地表地形地質模型。系及構造對地質體和礦體形成與分布的影響等信息?？刹捎勉@孔的構造標志信息、剖面圖上的構造線狀或面狀控制信息，平面地質圖上的構造產狀信息、地球物理和遙感地質解譯成果等資料，生成構造面模型或者較復雜的構造帶模型。構造建模過程中應設置邊界約束，處理構造之間的主輔關系、構造和建模區8元一提取地質界線—生成地質體界面”的步驟建立地質體界面模型。6.4.6應對各個地質界面進行一致性處理，逐一檢查各地質要素之間的時空關系，包括各種地質要素的產狀、各種地質要素內部及相互之間的接觸關系，如地表地質界線與地形關系、地層與斷層關系、鉆孔中分層數據與地層關系、鉆孔中斷層標志與斷層關系等。6.4.7應使用各類地質界面對三維空間進行剖分，將三維空間劃分為各個地質體，采用連接面、封閉面、面裁剪等多種方式，建立地質體模型。地質體模型應表達的內容如下：形成時代等，在巖體邊界發生轉折彎曲的部位應視情況增加控制點，保證巖體邊界的合理形態；c)礦化蝕變帶模型應表達蝕變巖的種類和邊界，反映蝕變巖與構造、圍巖、礦體之間的關系；d)礦體模型應表達礦體的形態、產狀、6.4.9三維地質結構建模完成后，應對各個地質體進行拓撲檢查，判斷各個塊體是否封閉、相鄰塊體是否貼合、與構造線之間關系是否符合地質認識等。模型檢查可采用生成平、剖面地質圖和虛擬鉆孔柱狀6.5三維地質屬性模型構建6.5.1應依托三維地質結構模型進行三維地質屬性建模。采用體元建模方法，對三維地質結構模型的各類地質塊體進行內部剖分；根據地質體屬性特征，對每個填充體采用賦值、插值或隨機模擬等方法賦以6.5.2地質體屬性應包括地質體的非連續和非均質性屬性，如巖性、品位、礦物含量、蝕變強度、成礦地6.5.3對單一的地質體屬性值(如地層巖性)應采用直接賦值法，對隨空間位置變化的地質體屬性值(如品位)宜通過插值賦值。6.5.4插值賦值方法可根據數據特點和具體需要選擇自然鄰點插值法、距離冪次反比法、趨勢面插值6.5.5三維地質屬性建模完成后，應對各個屬性值進行檢查，判斷屬性取值范圍是否能夠達到建模目的、分布規律與地質認識是否一致。模型檢查可以采用生成平、剖面地質圖的方式。7模型質量控制7.1模型質量檢查7.1.1對建立的三維地質模型應進行質量檢查，確定建模的合規性、合理性、準確性和完整性。7.1.3合理性檢查，可采用三維視圖、隨機剖面、等值線視圖等方式，檢查內容應包括：各類地質界線形97.1.4準確性檢查應包括：模型精度檢查及模型與基礎數據、分析數據的一致性檢查，可采用目測、量7.1.5完整性檢查應包括：建模范圍、建模資料齊全性，數據處理和入庫完整程度，模型元素連續完整7.1.6模型質量檢查的結果應做記錄，對檢查后不符合要求的部分，應通過補充數據、添加約束等方式完善主題數據庫，對模型進行編輯與修改。7.1.7經過模型質量檢查，確認三維地質模型質量合格后，應對模型進行整飾，包括清除模型編輯過程數據，對模型進行輕量化處理及配色等。模型配色應符合DZ/T0179相應部分的規定。7.2模型質量評價7.2.1應依據已有地質資料及地質認識，對三維地質模型進行質量評價。7.2.2應評價數據結構模型和建模方法是否滿足三維地質建模任務要求，結構模型和屬性模型是否與原始數據精確對應。7.2.3應評價地質界面模型與實際地質界面趨勢的一致性、模型地質界面與實際分層數據的吻合程度。7.2.4應評價空間插值方法對不同礦種、礦床類型及空間數據分布的適應性。7.2.5應評價各類型勘查工程、勘查線剖面、地形地質圖、數字正射影像圖、遙感影像圖、物化探異常圖等數據的融合程度。7.2.7應分別評價三維地質模型及包括地層、構造、巖漿巖、礦化蝕變帶、礦體、鉆孔等在內的子模型的8建模成果8.1建模成果說明書8.1.1三維地質建模完成后，應編寫三維地質建模成果說明書。建模成果說明書的內容可融入地質勘查報告的相關章節中。8.1.2建模成果說明書主要內容應包括：模型名稱、原始資料情況、勘查區三維地質特征、礦床三維地質8.2模型數據體8.2.1應對照原始資料對三維地質模型數據體進行嚴格檢查和糾錯，消除錯誤信息及冗余數據。數據文件格式應包括建模所用軟件自身數據格式，并轉換成符合要求的Geo3DML格式。8.2.2三維地質模型可實現脫離軟件展示。8.2.3三維地質模型數據體與地質建模成果報告經檢查合格后，應及時存放于安全的介質中，便于查詢和進一步完善模型時使用。8.3模型管理與維護8.3.1三維地質建模是動態的過程，隨著勘查程度的提高和勘查數據的不斷增加，應持續更新、管理及維護勘查數據和三維地質模型，不斷形成新的版本。8.3.2三維地質建模的主題數據庫和模型宜采用版本管理的方法，包括時序版本和建模版本。8.3.3應根據礦產勘查數據的形成時間，在三維地質建模的主題數據庫中建立不同時間段的數據集合，一個時間段的所有數據構成一個時序版本，每個時序版本是獨立的。8.3.4建模版本的數據來自不同的時序版本，即從不同時序版本或依據空間不同地質條件約束選取建8.3.5三維地質建模數據和成果應按照有關規定歸檔。電子文件歸檔與電子檔案管理應符合GB/T18894相應部分的規定。(規范性)固體礦產勘查各階段及礦業開發階段三維地質建?；疽驛.1普查階段建模對象是礦化潛力較大的普查區。建模的數據包括地質填圖、物探、化探、遙感、重砂測量和稀疏取樣工程等數據。采用勘查線剖面結合地質剖面或地質地球物理剖面，建立地層、構造、巖漿巖和礦化蝕變的大致三維地質結構，初步構建普查區三維地質模型。A.2詳查階段建模對象是系統取樣工程控制的詳查區。建模的數據包括大比例尺地質填圖、物探和化探、系統的取樣工程等數據。主要采用探礦工程和勘查線剖面，建立地層、構造、巖漿巖和礦化蝕變的準確三維地質結構，基本構建詳查區三維地質模型。A.3勘探階段建模對象是具有工業價值的礦區。建模的數據包括大比例尺地質填圖、物探和化探、探礦工程及生產勘探等數據。主要采用探礦工程和勘查線剖面，建立地層、構造、巖漿巖和礦化蝕變的精確三維地質結A.4礦業開發階段建模對象是具有工業價值的礦區。建模的數據包括大比例尺地質填圖、物探和化探、探礦工程、礦山三維地質結構，詳細構建礦床三維地質模型，為進一步礦山開發及生產管