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天然气水合物是21世纪一种具有巨大潜在价值的未来能源,在能源危机的今天已经引起各国政府和科研部门的重视。我国针对海域天然气水合物陆续启动大型调查研究项目118专项和127工程。随着勘探调查程度的深入,将产生大量水合物数据,合理有效组织利用已经获取的数据进行天然气水合物特性规律分析、资源预测与评价,减少海洋勘探成本,是目前广大海洋天然气水合物科技工作者必须要解决的重要问题。三维建模技术在油气田和矿产资源领域发挥了巨大作用,在天然气水合物研究过程中也具有重要的应用价值。但目前针对地学领域的三维建模大多依赖于专业的软件如Petrel、Eclipse、GOCAD等,在水合物勘查初期,数据不完备的情况下,这些软件无法满足水合物相关数据三维表达的需要。此外,水合物地质地球物理,地球化学研究成果有很大一部分以表、矢量图、栅格图等形式存储在地理空间数据库中,二三维数据存储、管理和可视化平台的不一致性为水合物综合研究带来了很大的不便。本文以ESRI平台为例,进行基于GIS的天然气水合物三维建模可视化研究,具有一定的研究意义和应用价值。主要研究内容有:1、天然气水合物三维建模基础研究。对天然气水合物勘查业务和数据进行了详细分析,并总结了常用的三维空间数据模型(面模型、体模型和混合模型)及建模方法。2、基于ArcGIS三维地质体模型构建。在对利用ArcGIS进行三维建模的优缺点进行分析的基础上,研究基于ArcGIS的体元(GTP模型和GeoCellular模型)建模方法。3、海洋天然气水合物多尺度建模策略。首先以井筒数据和Petrel地质模型数据为例,研究基于ArcGIS关键地质信息建模可视化,然后在对水合物数据多源多尺度特征分析的基础上,初步研究水合物数据多尺度建模表达策略。4、海洋天然气水合物三维地质建模可视化原型系统。设计并搭建了具有三维建模、数据库管理、综合展示等功能的海洋天然气水合物三维建模可视化原型系统,为天然气水合物数据有效利用和综合研究奠定基础。