DB13/T 5148-2019 铁矿床三维建模技术规范

ICS73-010

D00

DB13

河北省地方标准

DB13/T5148—2019

铁矿床三维建模技术规范

2019-12-27发布2020-01-28实施

河北省市场监督管理局发布

DB13/T5148—2019

前言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由河北省自然资源厅提出并归口。

本标准起草单位：河北地质大学、河北省煤田地质局环境地质调查院、山东省鲁北地质工程勘察

院、山东省第一地质矿产勘查院、武汉地大坤迪科技有限公司、中交公路规划设计院有限公司北京岩

土工程技术分公司。

本标准主要起草人：刘傲然、李鹏、谢明忠、刘苏哲、鲁峰、刘屹立、杨克基、刘育、李少虎、

安振。

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铁矿床三维建模技术规范

1范围

本标准规定了铁矿床三维建模的过程、实现功能、建模成果及管理维护等要求。

本标准适用于铁矿产勘查和开采过程中的矿床三维地质建模工作，同时可作为铁矿床三维地质建

模过程管理、质量监控和成果验收的参考指南。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T13989国家基本比例尺地形图分幅和编号

GB/T33444固体矿产勘查工作规范

DD2015-06三维地质模型数据交换格式（Geo3DML）

DZ/T0078固体矿产勘查原始地质编录规程

DZ/T0079固体矿产勘查地质资料综合整理综合研究技术要求

DZ/T0197数字化地质图图层及属性文件格式

DZ/T0274地质数据库建设规范的结构与编写

NB/T35099水电工程三维地质建模技术规程

CH/T9024三维地理信息模型数据产品质量检查与验收

3术语和定义

GB/T33444、DZ/T0079、DZ/T0197、DZ/T0274、CH/T9024、NB/T35099界定的以及下列术语

和定义适用于本文件。

3.1

三维地质模型three-dimensionalgeologicalmodel

基于一定的三维数据结构模型并利用勘查区内的相关资料，通过内插和外推建立的带有图元属性、

地质属性和相互约束关系的三维数字化、可视化的虚拟地质体和地质结构。

3.2

三维地质格架模型three-dimensionalgeologicallatticemodel

三维地质格架模型是根据各种地质体界面线，通过内插外推建立的具有一定体积和空间属性的三

维地质模型。

3.3

三维地质属性模型three-dimensionalgeologicalattributemodel

根据各种地质体属性特征，采用单点随机模拟或多点随机模拟的方法建立的三维地质模型。

1

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3.4

三维地质建模three-dimensionalgeologicalmodeling

为了满足各类地质勘查和研究的需要，而进行的三维可视化数字地质模型构建的操作及其过程。

3.5

数据标准化datastandardization

数据进入数据集市之前，按照三维地质建模需求，以及各种地质数据库和数据集市规定的标准数

据格式，进行数据整理和清洗。

3.6

地质空间数据geologicalspatialdata

地质空间数据是指地质对象实体的空间位置、大小、形状、方向和几何拓扑关系的表征。

3.7

地质属性数据geologicalattributedata

地质属性数据是地质对象性质和特征的表征，包括岩层、岩体、铁矿床和矿体的岩性、岩相、成

分、含矿性、颜色、层理、透明度等等。

3.8

三维地质模型尺度scaleofthree-dimensionalgeologicalmodel

模型所涉及的范围大小，由大到小可分为区域成矿带(或矿集区)尺度、矿田尺度、铁矿床尺度和

矿体(或矿段)四种。

3.9

混合数据模型hybriddatamodel

采用两种或两种以上的数据结构模型，进行同一地质体三维建模。

3.10

复合地质模型compositegeologicalmodel

地质体与地形地貌及地上-地下人工构筑物一体化构建的铁矿床三维地质模型。

3.11

模型集成modelintegration

为满足成果交付和模型利用等需求，将模型分块或分项的部分，通过三维地质建模软件和模型参

考、模型合并等操作，组装成一个整体的过程。

3.12

数据集市datamart

数据仓库的子集。

3.13

主题theme

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主题是一个抽象概念，是在较高层次上对数据汇聚、分类、归并、分析、应用等内容的概括。

3.14

ETLextractiontransformationloading

数据抽取、转换和加载。

3.15

体元模型voxelmodel

用体元结构来模拟的地质体内部结构细节和非均质性特征。

3.16

面元模型patchmodel

模拟的地质体界面。

4建模过程要求

4.1工作流程

铁矿床三维建模实施单位宜遵循以下工作流程，如图1：

图1铁矿床三维地质建模工作流程

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4.2尺度与精度

4.2.1铁矿床三维地质建模采用与勘查阶段相适应的多尺度建模体制，所建立的矿床三维地质模型应

与具体工程控制程度相适应。

4.2.2铁矿床三维建模所采用的各类地质矿产勘查资料的取得及综合整理，都应符合GB/T33444和

DZ/T0078、DZ/T0079的要求。

4.2.3铁矿床三维建模的范围不应小于矿区实际勘查范围或铁矿床的分布范围。建模范围应在平面上

以拐点的地理坐标形式标定，剖面上以海拔高程标定，都应符合GB/T13989的要求。

4.2.4应根据国家相关要求和矿区测量实际情况，确定建模使用的坐标系统和投影参数，后续的数据

处理和数据集市构建、三维地质模型构建，都需要将空间数据转换为统一的坐标系统和投影方式。

4.2.5应根据矿区勘查工作程度、勘查阶段及地质资料的类型和精度，确定拟采用的数据模型和建模

方法，选取合理的建模技术路线。

4.3主题数据集市的构建

4.3.1数据抽取与分类

4.3.1.1按照三维地质建模主题的需求，从勘查区所建立的原始数据库、基础数据库和成果数据库中，

按照一定方式和规则检索并抽取拟用于铁矿床三维地质建模的空间数据和属性数据。

4.3.1.2遥感影像、地形、地貌、水系、植被、居民地、交通、境界、特殊地物、地名、地理坐标系

格网等要素宜归为基础地理数据。

4.3.1.3区域地质调查、矿产调查等形成的野外观察和编录数据、文字报告、相关图件、测试数据及

相关资料宜归为基础地质数据。

4.3.1.4矿区填图和钻探、坑探、槽探等各类勘查工程施工过程中所获取的各种地质体特征描述、矿

物与化学成分、物理力学性质测试，以及柱状图、剖面图和平面图等宜归为勘查工程数据。

4.3.1.5航空地球物理探查、地面地球物理探查、多光谱遥感、高光谱遥感，以及对地观测遥感卫星

和合成孔径雷达干涉技术等所获取的探测数据、原始数据、图件，以及解释结果宜归为地球物理遥数

据。

4.3.1.6矿产资源勘查过程中所进行的与成矿条件研究相关的岩浆岩相、沉积相和变质相分析的成

果，以及与成矿预测模型相关的母岩、围岩、蚀变、矿体和各种成矿标志等宜归为其它相关数据。

4.3.2数据清洗与转换

4.3.2.1对于从原始数据库抽取的纸质图件资料，应当进行数字化、栅格数据的几何校正和矢量化。

数据类型都应符合DZ/T0078的要求。

4.3.2.2对于文字记录或测试表格等属性数据，需要按照其性质和来源进行系统的整理、分类和清洗，

并进行规范化、统计表结构的转换。

4.3.2.3对其多源数据解释标准化，对数据之间的联系进行完整性、一致性描述。

4.3.2.4对各种平面地质图、勘查线素描图、坑探素描图、槽探素描图、物探地质解释剖面图、钻孔

柱状图等，进行分层处理，赋以统一的空间坐标系和高程坐标。

4

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4.3.2.5对复杂的构造、地层、岩体、矿体、蚀变带、岩浆相、沉积相和变质相等，进行识别、解释、

描述和定位等处理。根据剖面图平面投影的位置，将二维剖面图定位至三维坐标系中。

4.3.2.6数据库中典型的钻孔为代表的勘查工程资料，需要进行岩石地层学、生物地层学和年代地层

学，以及空间位置及其拓扑关系的一致性处理，并且把勘查工程资料抽象为表格数据，从各种数据库

中抽取的数据的整理内容和要求见附录A。

4.3.3数据加载与数据集市构建

4.3.3.1数据集市的数据应来源于区域地质调查和各阶段的矿产勘查数据库，其中包括相关的原始数

据库、基础数据库和成果数据库，也包括各种物探数据库和遥感数据库。原始数据都应符合DZ/T0274

的要求。

4.3.3.2主题数据集市，应存储管理地质勘查工程数据、样品测试数据、地球物探数据，以及包括地

质要素单元的边界和内部特征的三维格架模型和三维属性模型数据。

4.3.3.3主题数据集市的各种属性数据，均转换为表格形式存储，由数据索引与空间数据建立关联关

系。

4.3.3.4主题数据集市的数据粒度、层次划分，可以通过估算数据行数和所需的直接存取设备数来确

定。数据集市的主题的逻辑实体及其相应的事实数据表和维度表来实现，并依靠概念模式设计时确定

的公共码键联系在一起，形成确定的关系模式。该数据集市宜采用星型架构，每个维度表都有一个关

键词直接链接到事实数据表中。铁矿床三维地质建模主题数据集市各维度表见附录B。

4.3.3.5铁矿床三维地质建模主题的数据集市，应具如下基本功能：基于本地及网络的空间数据和属

性数据的存储、分发、查询及三维浏览，能实现用于建模的空间数据及属性数据高度集成，并且采用

统一规范的建模数据编码体系，实现数据的版本管理及访问权限管理等。

4.4格架建模要求

4.4.1对处于预查和普查找矿工作程度的矿区，可采用地质剖面或地球物理剖面数据，构建1/1万～

1/5万比例尺的勘查区区域三维地质模型，剖面线间距应与铁矿的普查阶段勘查工程间距相当，或者

不大于1600m。用于建模的地质剖面可以为实测剖面，亦可根据矿区大比例尺地质图图切剖面。

4.4.2对于达到普查至勘查工作程度的矿区，应采用勘查线剖面或/和探矿工程数据，建立1/2千～

1/1万比例尺的铁矿床（区）三维地质模型，勘查线剖面或探矿工程间距应与铁矿勘查阶段的工程间

距一致。当勘查线剖面或工程数量不足时，可以补充虚拟勘查线剖面或钻孔。

4.4.3对于已查明铁矿床的深部及外围，可按照已有勘查线间距和延伸方向补充虚拟勘查线剖面或采

用适当比例尺地质、地球物理剖面数据，建立1/5千～1/25千比例尺矿区三维地质模型或三维地质、

地球物理模型，勘查线剖面间距可在铁矿的相应勘查阶段工程间距的基础上，放稀1至3倍。

4.4.4铁矿床三维地质建模可采用联合剖面法。

4.4.5采用地质地球物理解释剖面进行三维地质建模要求如下：

a)应构建二维地质剖面图，并对所有地质单元赋予物性参数；

b)宜使用地球物理模拟技术，将二维剖面扩展到2.5维，并将2.5维剖面转换到三维模拟环境；

c)将剖面输入到三维可视化平台中，宜利用位场数据结合地质剖面进行正反演模拟对比，最终

得到三维地质模型。

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4.5三维实体地质建模要求

4.5.1应建立地表、地形地质模型、钻孔三维模型、地质体三维模型，视具体情况建立地球物理数据

模型等。

4.5.2地表、地形地质模型应表达建模区域的地形特征、地面探/采矿工程、建筑物分布情况和地表

地质特征。

4.5.3钻孔三维模型应表达钻孔结构、钻孔方位、空间分布及矿石品位变化状况，其它勘查工程可抽

象为具有孔口坐标、测斜数据、样品分析数据和岩性数据的钻孔。

4.5.4断层模型应表达断层的产状、规模、期次、级别、相互关系及断层对矿体形成与分布的影响等

信息，可建立断层面模型或者较复杂的断裂带模型。

4.5.5褶皱模型用地层模型来体现，需要的数据包括形成褶皱的所有地层及其产状，在剖面及地质图

上的地质界线和褶皱枢纽。

4.5.6地层模型应表达地层、岩性及构造分布特征，可反映矿体产状特征及其与围岩的相互关系。

4.5.7岩体模型应表达岩体单元、岩体的侵位期次，岩体之间及岩体与构造、地层之间的接触关系。

4.5.8蚀变岩模型应正确表达蚀变岩的种类和边界，可反映蚀变岩与构造、围岩、矿体之间的关系。

4.5.9矿体模型应反映矿体的数量、形态、产状、空间分布等基本信息，可反映矿体与围岩、岩体和

构造之间的关系。

5铁矿床三维地质模型实现功能的要求

5.1三维可视化剪切分析

5.1.1可用于静态和动态的剖切分析、槽探和坑探虚拟开挖分析、虚拟钻孔进分析等可视化剪切操作

与分析，并进行开挖土石方量计算。

5.1.2可根据地质体结构特征和业务分析需求，通过垂直切片、水平切片、任意切片、路径切片等方

式对模型进行剖切处理，并且制作任意位置和形状的剖面图、栅状图、水平切面图、虚拟钻孔柱状图，

为面元模型的操作提供依据。

5.1.3能根据矿体产出状态开展露天或地下采矿工程设计，并且能够进行预定路线或随机路线的地面

和地下工程的飞行浏览。

5.2三维矿产资源储量估算

5.2.1能根据给定的长度进行样品组合，将品位等信息通过长度加权的方法提取到若干点上，并按等

间距的原则给样品加权插值。

5.2.2能对组合样进行数学统计分析，获取均值、方差、标准差、变量系数、频率分布、偏度及峰度

等参数；能进行变异函数计算，为体元模型的克立格插值等提供依据。

5.2.3能有效地识别和处理特高品位值。

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5.2.4能建立矿体品位模型，在赋予体积、体重等属性数据后，可分别利用传统方法和地质统计学方

法，完成不同铁矿床类型、不同勘查阶段、不同坐标区间、不同品位区间、不同矿体或矿段的资源储

量估算。

5.3三维空间分析

5.3.1能进行三维趋势面分析、坡度计算、剖面计算、等值线分析、空间统计分析、空间变异性分析、

空间位场分析和空间数据挖掘。

5.3.2能对三维模型进行空间数据和属性数据的双向查询、显示和输出，能对建模主题数据集市进行

查询、检索及输出，能通过三维地质模型有效地进行空间与属性数据的一体化描述、组织、管理和应

用。

5.4三维成矿预测

5.4.1能挖掘控矿构造条件、成矿建造条件、控矿物探异常、控矿矿物组合与蚀变带，并提取矿化有

利度等信息，得到铁矿床三维定量预测模型。

5.4.2能对各预测要素进行评价，圈出铁矿床深部及周边找矿信息量高值区，依此确定找矿有利区域。

5.4.3能对找矿有利区和找矿靶区进行资源量估算，实现对未知铁矿床或者已知铁矿床深部及周边矿

体的定位和定性成矿预测。

6建模成果及管理维护要求

6.1建模成果说明书

6.1.1铁矿床三维地质建模完成后，应按照CH/T9024的要求编写地质建模成果说明书。

6.1.2建模成果说明书主要内容应包括：地质模型名称、矿区和铁矿床三维地质特征、建模软件和方

法、建模成果（数据集市、格架模型、属性模型及模型应用等）、模型的质量控制及验证结果、建模

人及日期。

6.2模型数据体

6.2.1提交的铁矿床三维地质模型数据体应经过严格的检查和纠错，消除了错误信息，无冗余数据。

数据文件格式应包括建模所用软件自身数据格式，并按照DD2015-06规定转换成符合要求的Geo3DML

格式。

6.2.2铁矿床三维地质模型数据体与地质建模成果报告经验收合格后，应及时存放于安全的介质中，

便于查询和进一步完善模型时使用。

6.3管理与维护

6.3.1随着勘查数据的增加和认识水平的提高，应不断更新、管理及维护勘查数据集和铁矿床三维地

质模型。

6.3.2铁矿床三维地质建模软件应具备快速局部动态更新能力，能根据勘查阶段的推进和数据的增

加，对三维地质模型进行快速局部更新。

6.3.3铁矿床三维地质建模的主题数据集市和模型宜采用版本管理的方法。

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6.3.4应根据铁矿床勘查数据的形成时间，在铁矿床三维地质建模的主题数据集市中建立不同时间段

的数据集合，一个时间段的所有数据构成一个时序版本，每个时序版本是独立的。

6.4建模质量控制

6.4.1不同尺度的铁矿床三维地质建模精度，应与矿产勘查不同阶段的勘查控制程度相对应，建模所

采用的勘查工程数量和分布间距应符合铁矿及其勘查阶段的规范要求。

6.4.2针对不同的三维地质建模任务，应当选择合理的数据模型和建模方法，有效地提高各个尺度的

格架模型和属性模型精度。

6.4.3铁矿床勘查过程中所获得的数据类型和格式不同，具有不同的精度与优势。应充分利用各类型

探矿工程、地质剖面、勘查线剖面、地形地质图、数字影像地图、遥感影像图、物探异常图等多种数

据类型，采用多源数据相互验证来提高建模精度。

6.4.4应根据不同类型铁矿床的地质特征及其空间数据分布规律，综合考虑数据类型及原始数据的变

异特征等因素，并结合应用需求，选择合适的空间插值方法和模型，提高模型的可用性。

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AA

附录A

（规范性附录）

铁矿床三维地质建模数据整理

A.1数据整理基本规定

A.1.1统计表

在铁矿床三维地质建模的主题数据集市中，各种统计表可以存储为二维表，也可以将整个文件以

二进制方式存储到一条记录中的一个字段中。将整个文件以二进制方式存储到一条记录中的一个字段

中，对该统计表进行修改、检索等操作的时候，需要调用外部程序对统计表进行处理。

A.1.2图像数据

图像数据从数据库中抽取后，在数据集市中以栅格数据形式存储，包括数字高程模型、遥感图像、

地球物理反演图像等资料。使用数据库进行存储时，多维数组一般放在数据库的二进制字段当中并建

立相关索引。

A.1.3图形数据

图形数据从数据库中抽取后，在铁矿床三维地