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目前，在矿业界主要应用Surpac和Micromine两款软件，但两者侧重点不同，其中Micromine软件广泛应用于地质勘查工程，而Surpac软件则广泛应用于矿山的生产和设计，在国内很少使用其他同类软件。随着矿业在工业发展中愈发受到重视，在国民生产总值中所占比重越来越大，国家对矿山三维可视化技术愈加重视，投入大量财力、物力，极大的促进了我国矿山三维建模的发展。
1.Surpac软件的介绍
1981年，Supace MINEX GROUP(简称:Surpac)成立于澳大利亚，是主要研究采矿规划及管理和矿产资源开发的软件系统，在不断的发展中向全球推广了自己的研究结果(XinJieChu，2016)。
Surpac矿山数字化软件可以导入地质数据建立地质数据库、构建实体模型、块体模型、晶位模型、进行地质解译、体积运算、对钻孔数据进行显示、矿体圈定等。而使用块体模型可以描述矿体空间分布、内在属性分布规律、品味分布等;矿体的实体模型则比较方便进行任意轴线和角度的剖切、描绘出实体空间位置、地表形态、报告实体体积和表面积等，通过模型的建立可以精确合理的对未来矿区的采矿计划进行安排，对采矿过程进行设计，还可以对矿区矿藏资源量进行估算、Surpac主要应用于初期矿产的勘探工程、中期矿区开采以及后期矿山采矿完毕之后进行的复垦设计(吕英英，2009)。
Surpac软件主要具有以下特点：
(1)Surpe软件需要新建坐标文件、工程测斜文件、品位文件、岩性文件，以上四个文件是后续建模的基础，而这些文件也可以在EXCEL或ACCESS中完成，因此在整理资料的过程中，用EXCEL或ACCESS便可以新建软件建模所需要的原始数据；
(2)Surpac软件在建立地质数据库的过程中可根据文本文件或EXCEL文件中的数据，十分方便地建立地质数据库，并对数据库中的数据进行校检，如重叠样品、代码许可格式、整数的最小值和最大值的校验等；
(3)Surpac软件在地质数据库的使用过程中可用不同的方式在钻孔上标注岩性、品味等信息，可查询钻孔的坐标与孔号；
(4)Surpac软件可通过交互式解译生产轮廓线，是比较强大的功能；
(5)Surpac软件能够将MapGIS格式的剖面图和平面图转换为DXF的格式，十分快捷方便;
(6)就创建块体模型而言，Supac软件在创建块体模型方面的功能十分的完善以及强大，可利用普通克里格、最近距离、指示克里格、距离反比、部分百分比、连续指示模拟、连续高斯模拟等估值方法对块体进行插值;
(7)就剖面分析而言，Supac软件可以进行任意轴线和任意剖面的切割，还能形成切割后剖面体；
(8)就储量估算而言，Surpac软件可根据不同的储量级进行估算;
(9)就二次开发而言，Surpac软件提供基于TCL脚本语言的二次开发工具，方便用户访问Surpac软件内部函数以及对外部的开发程序进行调用;
(10)就国家政策的支持而言。2004年9月24日国土资源部储量司宣布:Surpac软件的资源储量估算部分可用于我国矿产勘查和矿山设计、生产的资源储量估算中(李红零，2009)。
2.基于Surpac实体模型的构建原理
在Surpac软件的应用过程中，应该避免三角面出现自相交、交叉点、重复段、无效边等问题，否则由这些三角面组成实体模型将会无效三角网，也无法进行体积计算、约束块体模型、逻辑运算等，如出现上述问题应对无效实体模型进行修改使其转化为有效实体模型。有效的实体模型可以用于(杨天顺，2014):①三维可视化;②与地质数据库相交;③对块体模型进行约束:④进行任意方向的切割剖面:⑤计算体积和表面积等。数字地形模型(DTM)是一任意坐标场中选择的大量已知坐标点(x，y，z)对连续地面的一一个简单统计，换言之，DTM就是地形表面的数字形式。
在Surpac软件中，数字地形模型(DTM)和三维实体模型(3DM)有着相似的构建原理，都是通过线上有效的点连接形成三角面，再由三角面构建模型。它们之间也存在着区别(韩永军，2004)；①DTM描述地形表面形态，主要存在上下之分，而3DM主要为内外之分，但两种模型都能对空间形成约束:②在Surpac软件中，通过矿体模型可以生成3DM的体积和表面积，但由于DTM只是对表面形态的描述，因此只可计算其面积:③实体模型只能是空心体或封闭的实体，但是表面模型可以是封闭的也可以是开放的。④DTM是由一系列的三角面形成一层上下闭合的面，3DM是由系列的三角面包裹成内外封闭的实体:⑤在Surpac软件中，实体模型适用于建模对象表现形式为体，比如岩层、巷道、采场、矿体、硐室采掘带等，表面模型适用于建模对象表现形式为面，比如地表形态、断层面等(陈勋等，2013)。
3.插值方法
空间插值作为地理信息科学中一项非常重要的内容，数据空间插值是GIS中一项重要内容，在数据的表达、管理、可视化等方面都起着非常重要的作用(罗周全等，2006)。空间插值方法中，常常接触到的插值方法主要有:三角网插值、距离反比加权插值和Kriging插值法。
1)三角网插值
三角网数字地面模型(TIN)主要是通过不相交、不重叠的三角形连接在一起来表示地形表面的模型。三角网插值的算法很多，其中本科学习中最常接触到的是Delaunay三角网、约束的Delaunay三角网、基于规则网格的三角网和基于等高线的三角网。而本文主要是对Delaunay三角网算法进行了一个粗略的分类研究。
Delaunay三角网的算法主要包括三种:逐点插入法、分治算法、三角网生长法(Miller.C.laflamme等，1958)。
(1)逐点插入法。逐点插入法在二维Delaunay三角化中的核心是每当添加一个新的点时，就要找出包含此点的三角形(包括三角形的边上)。如果是落在三角形的中间，将此点与三角形的三个顶点进行连接，并且将三角形的三条边进行优化，按照Delaunay三角网的最小内角最大化和最大外接圆最小化的原则进行优化，当落在三角网的边上，删除这条边，重新建立两条新的边，同时将其余两边或者四边(有公边的相邻三角形)分别依次进行优化(熊磊等，2006)。在三维Delaunay三角化中逐点插入法的核心思想是:把没有处理过的点加入到四面体格网中，对每-个插入了新点的四面体格网都进行优化(王前进，2012)。
(2)分治算法。分治算法主要是对具有两个公共面的四面体组成的六面体进行判断，主要依据的原则是四面体格网的性质，当其中四面体的外接球面包含第五个顶点时，将六面体的公共面进行交换。
(3)三角网生长算法。三角网生长的算法基础步骤是:先定任意点作为起点，寻找到距离起点最近的一个点，将两点连接构成一条起始线:按照Delaunay三角形的判别法找出第三点，与起始的两点连接构成新的-条线;迭代以上两步，直到所有的基线都被处理完成。
2)距离反比加权插值法
距离反比加权插值法是一个地质层面建模过程中一个常用的内插方法。设空间待插点为P，P点邻域内有已知离散点Q，i=1，2，.，n，利用距离加权法对P点的属性Zp进行插值(吴慧欣，2007)。原理为:待插点的属性值是带差点邻域内已知离散点属性值的加权平均，权的大小与待插点与邻域内离散点之间的距离有关，是距离的k(0≤k≤2)(k的值一般为2)次方的倒数。即:
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其中di，为待插点与其邻域内第i个点之间的距离。
3)Kriging插值法
Kriging插值的主要依据是有效地假定变量的统计特征，假设任何变量
的空间变化都是可以用以下三个部分的和来表示:①与均值即趋势面有关的结构部分;②与局部变化有关的部分;③随机噪声即随机误差。Kriging插值方法由于考虑了观测点和估值点之间的相对位置以及观测点本身之间的相对位置，因此得到的数据相比距离加权法更加准确。
参考文献
[1]Xin Jie Chu.On 2012,2016.3DModeling CAD System of Production Platforms[J].Applied Mechanics and Materials (214).
[2]吕英英.2009.面向数字矿山应用的三维地质体建模关键技术研究[D].山东科技大学.
[3]李红零.2009.地下采矿设计三维可视化技术研究[D].广西大学.
[4]罗周全，刘晓明，苏家红，吴亚斌，刘望平.基于Surpac的矿床三维模型构建[J].金属矿山，4：33-36.
[5]Miller.C.laflamme,R.A.1958,The digital terrain model-theory and application.Photogrmmetric Engineering,24:43-442.
[6]熊磊，杨鹏，李贺英.2006.基于不规则四面体的矿床三维体视化模型[J].工程科学学报，28（8）：000716-720.
[7]王前进.2012.基于钻孔数据的四面体剖分方法研究[D].辽宁工程技术大学.
[8]吴慧欣.2007.三维GIS空间数据模型及可视化技术研究[D].西北工业大学.
作者简介
姓名：胡惠菱，性别：女民族：汉族，籍贯：四川荣县，硕士在读，学历：本科，单位：成都理工大学，研究方向：地图制图学与地理信息系统。