1.2.3.1離散點源法
在地質找礦中，往往需要根據少量離散采樣數據(如地質填圖或鉆孔數據)獲得地質體的形態，對進壹步指導找礦起到指導作用。因此，研究如何實現空間散亂點數據場的可視化具有壹定的意義。
卡爾森(1987)從地質學的角度提出了地下空間結構的三維概念模型，並提出用單純復模型建立地質模型。Victor(1993)和Pilout(1994)應用Delaunay四面體的三維矢量數據模型研究離散點的地質建模。Lattuada(1995)研究了3D DT (3維Delaunay三角剖分)在地質領域的應用，表明四面體網格可以很好地用於地質體的三維建模，其優點包括:四面體單元易於建立索引；模型易於手工編輯；拓撲結構可以由相鄰關系導出；約束三角剖分容易實現曲面約束；四面體非常便於可視化，表達精度高。很容易實現搜索和關系查詢。Courrioux等人(2001)實現了基於Voronoi圖的地質對象實體的自動重建。Frank等人(2007)使用隱函數來表達三維表面，並重建離散點來模擬斷層和鹽丘。楊琴(2001，2005)利用離散點源信息構建地層和斷層結構面，以此為約束條件約束Delaunay細分，建立三維地質模型。
鉆孔數據也屬於壹種點源信息。本質上，它是對原始點、線數據進行有效的分層，並根據每個層次的高程，應用表面構造法生成每個層次或實體。許多學者圍繞鉆孔數據研究了三維地質建模。其中加拿大學者Houlding (1994，2000)利用鉆孔孔點信息進行Delaunay三角剖分作為“初級tin”，其他地層通過高程測繪實現。張宇等(2001)對其建模方法進行了深入的研究和開發。在垂直鉆井的理想狀態下，利用三棱柱(TP)數據模型建立了三維地質模型，並給出了相應的切割算法。Lemon等人(2003)通過“地層層次法”建立了三維地層模型，並通過用戶自定義的剖面對地質模型進行了修改。吳(2003)、等(2003)提出了壹種基於鉆孔數據的二元拓撲數據結構的建模算法，並嘗試基於鉆孔數據的四面體體素模型構建地下三維地質模型。四面體結構在表達復雜結構時更加靈活，但是用四面體來表示空間實體會產生很多冗余，生成四面體的算法也更加復雜。張芳(2005)利用Delaunay三角剖分技術，利用鉆孔數據構建三維地層模型，並引入“界面分割”思想以適應海量數據模型的可視化表達，但缺乏地質體屬性信息的表達。在三棱柱模型的基礎上，針對井斜問題，先後提出了類三棱柱(ATP)(齊等，2002)和廣義三棱柱(，吳，2004)方法，這些方法被證明廣泛適用於礦山、石油等深部地質問題的建模。同時，類似的三棱柱(STP)(龔等，2004)也被提出來解決井斜問題。例如，鄭偉等人(2005)利用STP建立了基於鉆孔數據的三維地質模型，用於地下空間的虛擬漫遊。STP和GTP本質上是壹樣的。基於鉆孔數據的三維地質建模，壹種看似簡單的數據建模方法，經歷了10多年的發展:從最初的TP數據模型適用於鉆孔垂直分層、地層等厚的理想情況，到STP和GTP適用於非垂直鉆孔、地層不等厚的常見情況。
1.2.3.2截面框架法
剖面框架法是在收集整理原始地質勘探資料的基礎上，建立分類數據庫，人工生成大量二維地質剖面圖，然後利用表面構造法生成各層位的三維地質模型，或者利用體素表示法直接對地質體建模(Chae et al .，1999)。
利用地質剖面表達研究區域三維地質現象的主要形式是序列地質剖面法(朱小地等，2001)。層序地質剖面建模技術的本質是傳統地質填圖方法的計算機實現，即通過平面圖或剖面圖描述地質構造，記錄地質信息，如圖1.2所示。其特點是3D問題是2D，用幾個平行或近平行的地質剖面來表達研究區在空間上的地質分布特征，但在空間表達上是不完整的，把剖面之間的地層或構造分布留給工程師去“想象”。這種建模方法難以完全表達三維礦床及其內部結構。
基於剖面信息建立真三維模型具有很大的發展空間和對復雜地質構造區域的良好適應性，已成為目前地質建模的主要方法之壹。然而，基於輪廓的三維重建在醫學領域得到完善和發展，並迅速擴展到其他領域。在醫學領域，可以通過計算機斷層掃描(CAT)或磁共振成像(MRI)獲得壹系列平行的人體切片圖像，通過提取物體的邊界，基於輪廓算法生成三維人體模型。地質剖面信息和醫學剖面信息壹樣，反映了研究對象特定剖面的結構分布，借助醫學三維人體建模技術可以構建三維地質模型。更早將醫學剖面的三維建模引入地學的是在考古學中的應用(Tipper，1976，1977；Herbert et al .，1995)，主要用於古生物學的三維重建，但三維地質建模方面的文獻並不多。
圖1.2層序地質剖面建模示例
三維輪廓重建公認的代表作是Keppel的文章(Meyres et al .，1992；赫伯特等人，1995，2001；徐等，2003；曲紅剛等，2003)。Meyres(1992)在Keppel研究的基礎上，將剖面建模方法分為對應問題、平鋪問題、分支問題和擬合問題四個子問題:①對應問題解決相鄰剖面之間的輪廓匹配問題；(2)網絡構建問題主要解決等高線之間的三角網構建問題，考慮了壹些準則，如最大體積法(Keppel，1975)和最小面積法(Fuchsetal。, 1977).③分支問題是解決同壹物體在不同截面上的分量個數不同的問題；④光順主要解決對初始生成的三角網進行插值的問題，從而得到更加光滑的三角網。
曲紅剛等(2003)提出了基於拓撲剖面的地質建模方法實現復雜地質三維建模的相應問題，鄧飛等(2007)討論了剖面的壹般地質建模。
1.2.3.3多源數據耦合建模方法
隨著計算機性能的提高，人們有了處理海量數據的能力，對建立地質模型的要求也越來越高，希望建立高精度、高復雜度的地質模型(Turner，2003，2006；Calcagno等人，2006年；考夫曼等人，2008年).提高模型的精度可以通過插值來實現，但更好的方法是通過添加約束信息來細化初始地質模型，這就涉及到耦合多源數據建立地質模型的問題。
早在1993，Houlding提出三維地學建模概念時，就強調地質解釋信息具有修正模型的作用。還指出采礦工程中存在地質勘探數據、手工繪圖數據和施工數據，以及需要地質統計學估計的不確定數據(Houlding，2000)，最終的地質模型需要綜合考慮這些不同種類的數據。
McInerney等人(2005a，b)認為三維地質建模只能是壹個數字地質采樣過程，更重要的是壹個地質學家的人工解釋過程。並且尖銳地指出，不要指望某些計算機軟件能夠自動成功地“建模”！對於壹個有經驗的地質學家來說，輸入用於建模的解釋性信息是現實的和必要的。而軟件只是建模過程中的壹個方便工具(並不指望某些計算機軟件會成功，自動“建模型”！現實情況是，來自熟練地質學家的解釋輸入對於建立模型至關重要；該軟件只是壹個簡化建模過程的工具.實際上，要求是地質建模不僅要考慮地質勘探獲得的確定性數據，還要將地質工程師的解釋性數據加入到地質構造中，這就構成了多源地質建模的基本思想。
針對地質體建模的特殊性和復雜性，Mallet(2002)以點和線數據為主要數據源，建立了以三角形為基本單元的三維表面，並使用離散平滑插值(DSI)來最小化表面的粗糙度。作為GOCAD的核心技術，得到了很多物探公司和石油公司的支持。
相對於國外以石油和礦業工程為主要應用領域的三維地質建模，鐘等(2006)從水利水電工程地質領域研究多源地質數據，建立壩址區三維地質模型。吳等(2005)提出了壹種逐步細分的多源數據集成地質建模方法。考慮到地質數據稀疏、采樣率低的特點，通過逐步求精不斷修正初始地質模型。
地質構造的復雜性和認識的階段性使得多源地質建模吸引了越來越多的研究興趣。第32屆國際地質大會(IGC)於2004年在意大利佛羅倫薩召開。在“地質學的復興”(Zanchi et al .，2007)這個話題上，很多國際知名的地學建模專家* * *都提到了多源地質建模的問題。其中，Zanchi等人(2008)借助商業軟件研究了意大利阿爾卑斯山的多源地質建模，並將其應用於滑坡穩定性分析。西方發達國家主要將地質建模應用於能源和環境領域，這是為數不多的在工程建設領域開辟新路的研究。無獨有偶，Kaufmann等人(2008)試圖利用多源地質建模來研究廢棄煤礦巷道中的天然氣儲存問題。
總的來說，三維地質建模技術是壹個從簡單的地層模擬到復雜地質結構模擬的發展過程。從最初基於單壹數據建立簡單的分層三維地質模型，到綜合利用多源數據建立復雜的地質模型，可以反映地質構造的空間特征。