常用地质三维解决方案简介
一、背景状况 地质三维的应用，国内外最早是应用于地矿、石油分析领域，国内外大量有关三维地质分析软件基本都是基于此开发的。但是地质三维领域中，地矿、石油的三维分析相对来说是比较简单的，相比之下工程地质、水文地质等的三维分析更是复杂，比如说在地矿、石油领域应用克里金方法基本就可以分析，但是对于工程地质、水文地质分析来说，克里金方法基本是不可行的。通过对国内外大量软件的调查和了解，基本可以概括为类地质三维重构算法，即剖面成面法、直接点面法，以及拓扑分析方法。下面将分别介绍其实现思路。
二、剖面成面法 剖面成面法的基本思路是，在生成大量的地质剖面的基础上，再应用曲面构造法（趋势面法、DEM生成技术）来生成各个层面，进而来表达三维体。比如国外的三维地质分析软件GEOCOM就是采取此种思路的一个典型。 具体的解决步骤是： 1、收集、整理原始地质资料，并进行柱状和综合分层； 2、建立地质空间多参数数据库； 3、根据以上资料，应用人工交互式的地质剖面生成软件平台，加上专家的人工干预生成各种各样的空间地质剖面； 4、分别根据各已计算剖面的土层分布结果，加上专家的干预、分析参数的控制来生成各个地质曲面； 5、建立地层空间曲面构架数据库； 6、应用地质三维展示平台，基于地层空间曲面构架数据库、地质空间多参数数据库，来进行地质三维展示，三维切割分析、方量计算等功能。
三、直接点面法 直接点面法的基本思路是，直接将原始的线状数据进行有效的分层，直接根据各个层面的标高，应用曲面构造法（趋势面法、DEM生成技术）来生成各个层面。比如国外的三维地质分析软件ROCKWARE就是采取此种思路的一个典型。其解决步骤基本同于剖面成面法，只是没有第3步，但是地层曲面生成技术相对前者来说要更难一些。 四、拓扑分析法 拓扑分析法的基本思路就是，基于各个层面的离散点，通过分析这些点的空间拓扑关系来，来构造地质体。目前来说进行拓扑分析基本采用六面体、四面体模型，或者是Delaunay四面体模型等。其与剖面成面法、直接点面法，在本质上没有什么区别，还是从离散的点出法去构造地质层面。
五、地质三维结果表达方式 地质三维的结果表达形式概括起来有两种形式，一是矢量层面技术来模拟三维地层，二是三维小立方体栅格来模拟三维地层。这两种方法各有优缺点。对于矢量层面技术来说，缺点是：算法表达和求解都很复杂，三维切割和空间拓扑分析也很复杂；优点是：处理数据量的能力大，图形表达非常精细，可以实现复杂的三维地质切割和空间拓扑分析分析。对于三维小立方体栅格来模拟三维地层技术来讲，缺点是：处理数据量的能力小得多，基本只能展示小尺寸图形，而且图形表达不精细，三维切割和拓扑空间分析的结果表达效果不佳。
六、简单结论 目前这三类算法与我所提出的泛权算法是完全不同的，前者本质是基于离散点后曲面构造技术来实现的，而后者是在利用所有已知信息的基础上，综合得到的解。当然解决效果和分析能力也完全不一样。对于前三类算法，基本需要的大量的人工干预才能进行地质三维的分析，对于大区域的地质三维分析，这种思路基本是不可求解的。但是对于泛权算法来说，任何复杂的三维地质重构问题，从理论上都是可以求解的，而且计算机自动化、智能化分析程度也非常高，只是问题越复杂，计算求解的速度相对较慢而已。
