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TitreSpatial agents for geological surface modelling
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Auteurde Kemp, E AORCID logo
SourceGeoscientific Model Development vol. 14, 2021 p. 6661-6680, https://doi.org/10.5194/gmd-14-6661-2021 Open Access logo Accès ouvert
Image
Année2021
Séries alt.Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20210250
ÉditeurCopernicus
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.5194/gmd-14-6661-2021
Mediapapier; numérique; en ligne
Formatspdf
Sujetsmodèles; établissement de modèles; caractéristiques structurales; collectes des données; tendances structurelles; Sciences et technologie; géologie structurale
Illustrationsmodèles; modèles 3D; organigrammes; tableaux
ProgrammeGEM-GéoNord : La géocartographie de l'énergie et des minéraux Développement d'outils innovants données pour soutenir la prise de décision - Canada en 3D
Diffusé2021 11 01
Résumé(non publié)
La disponibilité et l'utilisation accrues de modèles géologiques rendus en 3D ont fourni à la société des capacités prédictives, soutenant les évaluations des ressources naturelles, la sensibilisation aux dangers et le développement des infrastructures. La Commission géologique du Canada, ainsi que d'autres institutions de ce type, ont tenté de normaliser et d'opérationnaliser cette pratique de modélisation. Cependant, savoir ce qu'il y a dans le sous-sol n'est pas un exercice facile, surtout lorsqu'il est difficile voire impossible de prélever des échantillons à de plus grandes profondeurs. Les approches existantes pour créer des modèles géologiques 3D impliquent le développement de composants de surface qui représentent des caractéristiques géologiques spatiales, des horizons, des failles et des plis, puis leur assemblage dans un modèle-cadre en tant que contexte pour les applications de modélisation des propriétés en aval (inversions géophysiques, simulations thermomécaniques, modèles de densité de fracture, etc.). Le défi actuel est de développer des modèles géologiques cadres de départ raisonnables à partir de régions de données plus clairsemées, alors que nous avons une géologie plus compliquée. Cette étude explore ce problème de rareté des données géologiques et présente une nouvelle approche qui peut être utile pour ouvrir l'embâcle dans la modélisation des terrains les plus difficiles à l'aide d'une approche à base d'agents. Des entités logicielles semi-autonomes appelées agents spatiaux peuvent être programmées pour exécuter des fonctions d'interrogation spatiale et de propriété, des estimations et des opérations de construction pour des objets graphiques simples, qui peuvent être utilisés dans la construction de surfaces géologiques tridimensionnelles. Ces surfaces forment les blocs de construction à partir desquels des modèles géologiques et topologiques complets sont construits et peuvent être utiles dans des environnements de données éparses, où des informations auxiliaires ou a priori sont disponibles. L'utilisation d'informations sur les gradients est essentielle au développement de modèles du domaine naturel. L'augmentation de la densité des informations sur les gradients spatiaux (pendages du tissu, inclinaisons des plis, tendances locales ou régionales) à partir des orientations des caractéristiques géologiques (planaires et linéaires) est la clé d'une modélisation géologique plus précise et au cœur des fonctions des agents spatiaux présentés ici. Cette étude, pour la première fois, examine l'utilisation potentielle d'agents spatiaux pour augmenter les contraintes de gradient dans le contexte du projet Loop (https://loop3d.github.io/) dans lequel de nouvelles méthodes complémentaires sont en cours de développement pour modéliser une géologie complexe. pour les candidatures régionales. Les codes d'agent spatial présentés peuvent agir pour densifier et compléter le gradient et les points de contrôle au contact, utilisés dans LoopStructural (www.github.com/Loop3d/LoopStructural) et Map2Loop (https://doi.org/10.5281/zenodo.4288476 ). Des agents spatiaux sont utilisés pour représenter les contraintes de données géologiques courantes telles que les emplacements d'interface et la géométrie du gradient, et des maillages triangulés simples mais topologiquement cohérents. Les agents spatiaux peuvent potentiellement être utilisés pour développer des surfaces conformes à des modèles géologiques d'intérêt raisonnables, à condition qu'elles soient intégrées à des comportements qui reflètent la connaissance de leur environnement géologique. Il s'agirait dans un premier temps de détecter des contraintes géologiques simples ; emplacements, trajectoires et tendances des interfaces géologiques. Les vecteurs propres locaux et mondiaux permettent des estimations de continuité spatiale, qui peuvent refléter les tendances géologiques, avec un biais de rotation, en utilisant une mise en oeuvre de quaternions. L'interpolation spatiale des données d'orientation de la géologie structurale avec des agents spatiaux utilise une gamme de schémas simples d'interpolation linéaire sphérique basée sur le voisin le plus proche à l'inverse de la distance (IDW) et d'interpolation linéaire sphérique basée sur les quaternions (SLERP). Cet environnement de simulation implémenté dans NetLogo 3D est potentiellement utile pour la géologie complexe - des environnements de données éparses où des fonctions d'extension, de projection et de propagation sont nécessaires pour créer des formes géologiques plus réalistes.
Sommaire(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Il s'agit d'une preuve de concept et d'un article de synthèse sur les agents spatiaux avec des recherches initiales axées sur la géomodélisation. Les résultats peuvent intéresser d'autres personnes travaillant sur une modélisation géologique régionale complexe avec des données éparses. Le comportement d'essaimage basé sur des agents structurels est essentiel pour faire progresser ce domaine. L'étude fournit des bases pour la recherche en modélisation 3D de géologie structurale avec des agents spatiaux. Ce travail a été réalisé avec Netlogo, une plateforme de modélisation d'agents libres utilisée principalement pour l'enseignement de systèmes complexes.
GEOSCAN ID328875

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Date de modification :
2021-03-02

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