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响，成为第三代数据库系统的主要标志，进而也促进了数字矿山的面向对象数据模型的发展[13]。
一般而言，空间数据模型由概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型三个有机联系的层次所组成。其中概念数据模型是关于实体及实体间联系的抽象概念集，逻辑数据模型是表达概念数据模型中数据实体(或记录)及其间关系，而物理数据模型则是描述数据在计算机中的物理组织、存储路径和数据库结构。
1、空间概念数据模型
由于职业、专业等的不同，人们所关心的问题、研究对象、期望的结果等方面存在着差异，因而对现实世界的描述和抽象也是不同的，形成了不同的用户视图，称之为外模式。数字矿山中空间数据模型的概念模型是考虑用户需求的共性，用统一的语言描述和综合、集成各用户视图。
2、空间逻辑数据模型
逻辑数据模型是根据前述的概念数据模型确定的空间数据库信息内容(空间实体及相互关系)，具体地表达数据项、一记录等之间的关系，因而可以有若干不同的实现方法。一般来说，可将空间逻辑数据模型分为采用结构化模型和面向操作的模型两大类。
3、物理数据模型
逻辑数据模型并不涉及最底层的物理实现细节，但计算机处理的是二进制数据，必须将逻辑数据模型转换为物理数据模型，即要设计空间数据的物理组织、空间存取方法、数据库总体存储结构等。
3.5 数字矿山建模的方法
三维空间数据模型是数字矿山研究的核心和基础，从六十年代初到现在，国内外的学者共提出了20多种三维空间数据模型。可以归纳为单一模型、混合模型和集成模型的三大类[14]。
1、单一模型
单一模型是指采用单一的面元模型或体元模型来表达三维空间实体。 (1)面元模型
基于面元模型的建模方法主要侧重于三维空间实体的表面表示，如地形表面、地质层面、构筑物(建筑物)及地下工程的轮廓与空间框架。所模拟的表面可能是封闭的，也可使非封闭的。
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(2)体元模型
基于体元(Voxe1S)模型的构模方法是指将三维连续空间离散化，以一系列连通但不重叠的体元组成。体元模型是基于三维空间的体元分割和真三维实体表达，体元的属性可以独立描述和存储，因而可以进行三维空间操作和分析。体元模型可以按体元的面数分为四面体(Tetarlldearl)、六面体(HXehaedral)、棱柱体(prismatic)和多面体(polyhedral)共4种类型，也可以根据体元的规整性分为规则体元和非规则体元两个大类。
2、混合模型
混合模型是指采用两种或两种以上的表面或体元模型同时对同一三维空间对象进行几何描述和三维建模。典型的有Ocrtee与TNE、B—rep与CSG、TIN与Sections、Wire Frame与Block、B—rep即与TEN等混合模型。
3、集成模型
集成模型是指采用两种或两种以上的不同模型分别对系统中的不同三维空间对象进行几何描述和三维建模。代表性的集成模型有TIN与CSG、TIN与Ocrtee和TIN与GTP，此外还有面向对象的矢栅集成，用于三维地质模型的集成方法等。
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第四章 地质数据库的研究与建立
4.1地质数据库简介
Surpac数据库模块能够在保持数据相联系的前提下，生成具有最小数据冗余的数据库。Surpac软件要求的最基础的数据资料就是钻孔的柱状图所包含的信息，要求输入到Surpac中的信息有钻孔位置、钻孔编号、钻进方向、方位、倾角、岩性、长度、取样结果、品位分布情况等。地质数据库中汇集了所有必要的地质信息，包括钻孔表、测量表和转换表这三个基础数据表，这些信息是以图和表相互结合的形式来描述的。具体的数据信息可分为以下四类:
1、钻孔的孔口信息:包括钻孔代号、孔口坐标(X，Y，Z三维空间坐标)、剖面位置、孔深。
2、钻孔的测斜信息:包括测点位置、测点方位、倾角等信息。
3、岩性信息:包括岩层、岩性及相应的代码和文字描述、岩层的起点、终点、矿化带状况、柱状岩性符号、图片、照片等信息。
4、取样信息:岩芯采取率、取样位置、取样品位、取样结果等信息。
Surpac吸收了多用户的开放数据库技术(ODBC)的优势，因此Surpac地质数据库能够直接与许多流行的数据库相连接，可用诸如Access，QLserver，oracle等任何一种方式来存储和管理地质信息。Surpac软件的数据库的结构和各表之间的关系以关系型数据库结构为基础[15]。
4.2地质数据库的建立
建立地质数据库和三维地形模型，收集必要的数据资料，是使用Surpac软件进行金属矿山开采设计的首要工作。
根据建立地质数据库的内容要求，对采集的数据进行了如下整理:1、从工程测量成果表中提取了28个钻孔的钻孔名、Y坐标、X坐标和Z标高；2、从钻孔柱状图中提取了28个钻孔的钻孔名、据孔口距离、倾角、方位角、样品段起点、样品段终点、岩石类型和孔深；3、从7个勘探线分析结果表中提取了个钻孔的钻孔名、样品段起点、样品段终点、au品位。
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根据收集的资料建立金矿地质数据库，其步骤如图4.1。
分析要创建的数据库表 创建数据库框架 数据库 将数据从excel或txt
数据库定义文件
Surpac的图形显示 图4.1 建立地质数据库步骤图
编辑 查看数据库 分析 提取
分析要创建的数据库表和字段：数据库的基本要素为“表”和“字段”。一个数据库由若干表组成，每个表中包含若干字段，各字段有对应的数据格式。这些表和字段都要与实际数据库相匹配。
创建数据库框架：分析完已有的地质数据及Surpac的数据库格式，创建一个数据库结构，即数据库中包含哪些表及哪些字段。
导入数据：将数据自.txt或.csv的格式，导入到数据库中。
数据库：存放数据的地方，地质数据存放在数据库软件中，如 Access，Oracel，Paradox，Foxpro以及所有的ODBC数据源，Surpac依靠数据库定义文件负责访问、管理这些数据。
数据库定义文件：通过此定义文件，建立了后台数据库和Surpac的桥梁，Surpac通过其强大的数据引擎，来访问‘编辑、显示数据库。
Surpac图形显示系统：一旦我们建立了地质数据库，就可以在三维空间显示地质工程，如钻孔孔迹线、岩性及描述、品味值、坑道取样轨迹、断层等，在三维空间了解地质现象。
编辑、查看数据库：在Surpac端，可以直接查看、编辑、追加数据，对数据库进行
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管理，对数据进行批量处理等。
分析、提取数据：提取各类信息，包括钻孔柱状图、剖面图，组合样、地质统计等。 4.2.1 数据表的创建
对数据处理后，创建名为“地质数据库”的数据库文件，并在库中设计4个数据表。 Collar表、Survey表、Sample表和Geology表，分别记录的矿区28个钻孔的孔口置、深度、测斜、岩性和铝金属品位分布情况等数据信息。具体如下：
1、Collar表(钻孔定位表):钻孔的基础数据包括钻孔名、开孔位置等。本文中所建 立的Collar表的数据结构见表4.1。
表4.1 Collar表的数据结构
Hole_id Y X Z Max depth Hole path 钻孔编号 北坐标 东坐标 标高 最大孔深 孔迹类型 表中字段说明:
Holeid:孔号，原则上应该用钻孔的实际名称，以便区分。
y、x、z：孔口坐标。Surpac采用的是西方的矿业标准，即北方向用字母“Y”。东方向用字母“X”。
Max path：钻孔的最大孔深。
Hole path：钻孔的孔迹类型，也就是Surpac在摘取钻孔数据的时候用到的数学法则，用来表明钻孔的轨迹性质。“vertical”表示钻孔为垂直钻孔，Surpac用垂直直线来显示此钻孔的轨迹；“Linear”表示钻孔有分段测斜，Surpac用分段直线来显示此钻孔的轨迹；“curved”表示钻孔有分段测斜，Surpac用圆滑曲线来显示此钻孔的轨迹。
此外，还有一些可选数据也可存储在Collar表中。例如钻井施工时间、类型或者项目名称，都可以存储在数据库中，进一步处理和报告的时候，可以选择这些信息数据进行处理。本研究中没有添加这些可选数据。
2、Survey表(钻孔测斜表)：钻孔的测斜数据用来控制钻孔的钻进方向，基本的字段 包括，钻孔测量深度，钻孔的方位角和倾角等。所建立 Survey表的数据结构见表4.2。
表4.2 Survey表的数据结构
Hole_id Depth Dip Azimuth
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