Ignorer kommandoer på båndet
Gå til hovedindhold
Naviger op
Log på
> Forsiden > Vand og jord > Kortlægninger > 3D geologisk modellering

3D geologisk modellering

​​

GEUS udfører forskning og udvikling indenfor 3D geologisk modellering og har udarbejdet detaljerede 3D geologiske modeller for en række danske områder. I modellerne integreres data (bl.a. boringer, geofysik, geokemi) med den kvartærgeologiske overfladekortlægning og øvrig geologisk viden.​ Modellerne er typisk opstillet, så de kan anvendes i efterfølgende grundvandsmodellering, men da de opstilles som basale geologiske modeller, kan de også bruges i andre sammenhænge.

3D geologisk modellering hos GEUS foregår ved brug af forskellige metoder. Metoderne kan beskrives ved lagbaseret modellering, voxel-modellering, geostatistisk og automatiseret modellering, modellering af begravede dale samt kombinerede modelleringsmetoder.

Lagbaseret modellering
Lagbaserede modeller opstilles typisk på baggrund af en række 2D tværsnit på tværs af modelområdet. De stratigrafiske tolkninger digitaliseres på tværsnittene på baggrund af stratigrafisk eller lithologisk korrelation mellem data på og mellem profilerne. Flader interpoleres derpå udfra de digitaliserede punkter. Denne tilgang baserer sig på iterativ, manuel og kognitiv tolkning af geologien. Geologen bruger sin baggrundsviden om geologi og geologiske processer i arbejdet med at opbygge modellen. Resultatet er en subjektiv model, der gør brug af al tilgængelig information.

Voxel-modellering
Voxler er byggeklodser og kan sammenlignes med legoklodser. Når hver voxel tildeles geologiske egenskaber opstår en geologisk 3D model.
​Ofte kan geologien ikke beskrives som lagdelt med pæne horisontale lag. Den er som regel mere komplex og heterogen. Derfor gøres brug af voxelmodeller, som er bedre til at beskrive kompleksitet. I en voxelmodel bliver hver voxel tildelt lithologi og/eller en anden type geologisk egenskab. Med denne tilgang kan former skabes og statistiske metoder bringes i anvendelse. 3D interpolation kan bruges til at beregne egenskaber for voxler ved at bruge information fra eksempelvis boringer og luftbåren elektromagnetisk geofysik. Arbejdet med den geologiske model sker iterativt ved at bruge dedikerede voxelmodelleringsredskaber. Fremgangsmåden sætter geologen istand til iterativt og direkte at indarbejde geologisk ekspertviden i voxelmodellen.

 
Geostatistisk og automatiseret modellering
I GEUS anvender vi også metoder til geostatistisk modellering; heriblandt Multible Point Simulation (MPS) og Clay Fraction (CF). Med disse metoder kan man bl.a. udnytte information fra luftbårne EM data og fra boringsdata. Stokastiske metoder giver et sæt af lige sandsynlige modeller afhængig af givne antagelser og forudsætninger. Ved CF modellering beregnes lerfraktioner ved inversion af borehulsdata og geofysiske resistivitetsdata. Typisk for automatiserede metoder er, at de normalt begrænser sig til at kunne forudsige få modelegenskaber - ofte kun sand og ler. Men metoden er effektiv og har andre fordele.

 
Modellering af begravede dale
På figuren ses en 3D model af et antal begravede dale. Flere af dalene krydser hinanden.
Begravede dale er almindeligt forekommende i glaciale landskaber. Når de forekommer, er de meget vigtige for forvaltningen af en grundvandsressource. Derfor er kortlægning og modellering af strukturerne meget vigtig. Data fra boringer er normalt for spredt forekommende til både kortlægning og modelopbygning af dalene. Derimod har det vist sig frugtbart at kombinere luftbårne elektromagnetiske data med seismiske data. Der arbejdes med forskellige teknikker og strategier for 3D modellering af komplekse netværk af begravede dale. Disse inkluderer brugen af lagmodellering og voxelmodellering. Modellerede lagflader fastlægger de erosionsdannede grænser for nedskårne dale, og voxler bliver brugt til at vise dalfyldets lithologi og stratigrafi.

 
Modellering med kombinerede metoder
Modelområder er ofte sammensat af områder med varierende geologisk kompleksitet og forskelle i datatyper og datatæthed. For at optimere modelresultatet kombineres flere modelmetoder. Modelmetoden vælges på baggrund af karakteren og dækningen af tilgængelige data og på baggrund af geologiens variation. Output fra forskellige teknikker brugt i delområder kombineres sluttelig til een samlet 3D geologisk model.

 
Kontaktpersoner:
Rapporter:
  • Kristensen, M., Vangkilde-Pedersen, T., Rasmussen, E. S., Dybkjær, K. & Andersen, L. T. 2014: Miocæn 3D opdateret 2014, GEUS rapport 1014/75. 160 pp?. Download rapport uden bilag 9 MB??; Download bilag 1 Paneler 1,3 MBDownload bilag 2 Udbredelseskort 6 MB?
  • Kristensen, M., Vangkilde-Pedersen, T., Rasmussen, E. S., Dybkjær, K., Møller, I. & Andersen, L. T. 2015: Miocæn 3D, opdateret 2015, GEUS rapport 2015/90. 168 pp.
    Download rapport uden bilag 18 MB;
    Download bilag 1 Paneler 3,4 MB;
    Download bilag 2 Udbredelseskort 4,7 MB;
    Download bilag 3 Udbredelseskort for sand- og lerformationernes resistivitet 4,2 MB;
    Download plot af gamma-, resistivitets-, formations- og lithologisk log fra 95 boringer 14 MB
  • Jørgensen, F., Sandersen, P., Høyer, A.-S., Møller, R.R., Pallesen, T.M., He, X., Kristensen. M. & Sonnenborg, T. 2014: 3D geologisk model ved Tønder. Danmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelse Rapport 2014/39. 126 pp.
  • Lauritsen L.U. & Jørgensen, F. 2014: Geologiske modeller. Vand & Jord, 2. p 53-57.
  • Jørgensen, F., Møller, R.R., Høyer, A.H. & Christiansen, A.V. 2012: Geologisk model ved Ølgod og Skovlund – eksempel på effektiviseret modellering i et heterogent geologisk miljø. Danmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelse Rapport 2012/82. 83 pp.
  • Møller, R.R. & Jørgensen, F. 2011: Geologisk model ved Egebjerg. Danmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelse Rapport 2011/37. 95 pp.
  • Jørgensen, F., Kristensen, M., Højberg A.L., Klint, K.E.S, Hansen, C., Jordt, B.E. Richardt, N og Sandersen, P. 2008. Opstilling af geologiske modeller til grundvandsmodellering. Geo-Vejledning 3. De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland - GEUS. 176 pp. Download 5 MB​
  • Sandersen, P. 2013: Geologisk model for Svendborg by: Opdatering og viderebearbejdelse af eksisterende model. Rapport udarbejdet af GEUS for Region Syddanmark. 39 s., maj 2013.
  • Sandersen, P. 2014: Skitser til en rumlig geologisk model for Vejen området. Rapport udarbejdet af GEUS for Region Syddanmark. 86 s., marts 2014 (Foreløbig udgave).
  • Odense - Er under udarbejdelse!

 
Videnskabelige artikler:

 

  • Jørgensen, F., Høyer, A.-S., Sandersen, P.B.E, He, X., and Foged, N. accepteret: Combining 3D geological modelling techniques to adress variations in geology, data type and density - an example from southern Denmark. Computers and Geosciences. In press.
  • Høyer, A.S., Jørgensen, F., Sandersen, P.B.E. and Møller, I. 3D geological modelling of a complex buried-valley network recognized on borehole and airborne electromagnetic data. Submitted to Journal of Applied Geophysics.
  • Høyer, A.-S., Jørgensen, F., Foged, N., He, X. and Christiansen, A.V. 2015: Three-dimensional geological modelling of AEM resistivity data - a comparison of three methods. Journal of Applied Geophysics, 115, 65-78. DOI:10.1016/j.jappgeo.2015.02.005.
  • Foged, N., Marker, P.A., Christansen, A.V., Bauer-Gottwein, P., Jørgensen, F., and Høyer, A. 2014: Large scale 3D-modeling by integration of resistivity models and borehole data through inversion. Hydrology and Earth System Sciences, 18, 4349–4362, 2014. DOI: 10.5194/hess-18-4349-2014.
  • Høyer, A., Jørgensen, F., Lykke-Andersen, H. and Christiansen, A.V. 2014: Iterative modelling of AEM data based on geological a priori information from seismic and borehole data. Near Surface Geophysics, 2014, 12, 635-650. DOI:10.3997/1873-0604.2014024.
  • He, X., Koch, J., Sonnenborg, T.O., Jørgensen, F., Schamper, C. and Refsgaard, J.C 2014: Transition probability-based stochastic geological modeling using airborne geophysical data and borehole data. Water Resources Research. Vol. 50, 3. DOI:10.1002/2013WR014593.
  • Jørgensen, F., Møller, R.R., Nebel, L., Jensen, N.-P., Christiansen A.V. and Sandersen, P.B.E. 2013: A method for cognitive 3D geological voxel modelling of AEM data. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. Vol. 72, 3, 421-432. DOI: 10.1007/s10064-013-0487-2.
  • Jørgensen, F., Møller, R.R, Sandersen, P.B.E. and Nebel, L. 2010: 3-D geological modelling of the Egebjerg area based on hydrogeophysical data. Geological Survey of Denmark and Greenland Bulletin. Review of Survey Activities 2009. pp. 27-30
3D geologisk modellering