三维地质建模技术研究

为研究三维地质建模的基本理论、发展现状及未来,该文回顾了三维地质建模产生的历史背景,阐述了三维地质建模流程,从矢(栅)属性、空间尺度、时间维度、拓扑一致性等方面对其进行了分类,并探讨三维地质建模在石油、地下水模拟、数字矿山、城市地质、岩土工程等领域中的应用。在研究三维地质建模方法和国内外软件的基础上,分析了其难点及关键技术;对三维地质建模进行了综合定义,并总结了三维地质建模亟待突破的研究方向。     

一种地裂缝地质体三维模型建模方法

为了展现地裂缝在地表和地下的形态特征,该文提出了一种基于广义三棱柱模型的地裂缝三维建模方法。首先提出假设对地裂缝进行概化,利用有限的地裂缝数据建立地裂缝模型,展现地裂缝地表及地下形态特征;然后利用地层数据建立地质体模型,并通过其与地裂缝模型间的空间布尔运算得到地质体-地裂缝集成模型。地质体-地裂缝集成模型空间拓扑关系明确,能够为后续空间查询、分析研究工作提供支持。最后研究利用该方法通过计算机编程实现了对无锡市洛社镇石塘湾因果岸村地裂缝的自动建模,并利用OpenGL绘制模型实现地裂缝地质体的三维表达。     

呼和浩特市城市地质调查需求分析及工作重点的探讨

随着城市化进程不断加快,城市建设发展中出现越来越多的地质环境问题,需要城市地质调查工作解决。从呼和浩特市城市可持续发展、规划建设、新区开发、重大工程建设、地下空间开发、城市土地利用规划、防灾减灾、生态环境保护及"智慧呼和浩特"等方面,分析呼和浩特城市发展对地质调查工作的需求。呼和浩特城市地质工作重点应以保障生态环境安全为主要战略目标,重点工作应安排在调查各类资源和保障城市地质安全这两大方面,同时建设地质安全信息服务系统。     

城市地质调查中知识驱动的多尺度三维地质体模型构建方法

在城市地质三维模型构建中,数据来源庞杂,且不同应用领域对模型精度的要求不同。当前地质体三维模型构建技术还无法很好地支持大范围复杂地质结构模型的快速构建,建模过程繁杂,并影响后续地质分析工作的开展。为了解决这一问题,该文面向三维城市地质调查工作,提出了一种知识驱动的多尺度三维地质体模型快速构建方法。以专家知识为指导,通过对研究区域进行盆地分析和古沉积环境分析,建立了研究区域内符合城市地质要求的沉积地层分层标准,摸清了时代内沉积相和沉积微相的空间分布。在此基础上,融合多源多类地质数据,运用Kriging插值、多约束条件Delaunay三角剖分与局部拓扑重构技术,详细探讨了从钻孔与剖面数据→地层格架面→三维地质体模型的快速构建过程。该方法已在中国地质调查局试点项目"闽江口地区地质环境调查"项目中得到应用,并集成在QuantyView3D系列地矿应用软件中。     

基于Surpac的盆地三维地质建模方法浅析

随着我国地质事业进入了新阶段,出现了包含城市地质以及三维地质填图等新的领域,地质工作由传统的二维开始向三维转变,因此三维地质建模技术就显得尤为重要。文章以Surpac软件为基础,盆地三维地质建模为主干,通过建模流程、建模资料收集和整理、影响建模效果的因素分析等六个方面,详细介绍了三维地质建模的技术路线、技术方法和影响因素。三维地质建模过程实质是受各种地质资料约束而进行修正模型的过程,利用的地质资料越丰富构建的模型就越真实。三维地质建模技术在地质要素可视化和地质资料综合利用等方面具有显著的优势。     

约束Delaunay四面体剖分在三维地质建模中的应用

简要介绍了地质建模概念及层状地质体建模方法,考虑到Delaunay三角剖分良好的边界约束适应能力,提出了一种以地质层面Delaunay三角网为约束条件进行约束四面体剖分构建地质模型的方法。在通过对南京河西地区钻孔数据进行自适应插值处理后,应用此算法构建该地区的三维地下浅层空间地质体模型,实践证明该方法能够得到可视化效果较好的地质模型,并可高效地支撑地学空间分析与计算,为城市规划提供更好的决策支持。     

三维地质建模若干基本问题探讨

由于地质数据及其应用本身所具有的复杂性、不确定性、信息不完备等特点,使得三维地质建模成为制约三维GIS研究及其应用的主要瓶颈之一。讨论三维空间数据模型的设计,提出“多元数据—多方法集成—多层次干预”的“三多”建模思路;从建模尺度、数据源、建模工具等方面对建模方法进行分类;分析三维地质建模的关键技术,包括三维地质模型构建、海量模型数据操作和多元数据一体化耦合显示;针对三维地质建模系统的开发提出6项建议,分析近期三维地质建模的研究热点。     

城市三维地质信息系统初探

地质问题已成为影响城市可持续发展的一个基础性问题,利用现代信息技术构建一个集信息输入、数据库管理和三维地质数据可视化分析功能于一体的城市三维地质信息系统,可有效满足城市发展对地质信息不断增长的需求。该文阐述了城市三维地质信息系统的建设目标和研究内容,认为其是一个集城市地表、地上、地下多维、动态空间信息于一体的大型综合性空间信息系统。介绍了系统涉及的数据、系统功能特征和总体架构,指出了城市三维地质信息系统的发展方向和需要重点解决的关键性技术问题。     

基于ArcGIS Engine的钻孔三维精细地质模型自动构建方法研究

针对ArcGIS软件复杂钻孔三维精细地质模型自动构建研究存在的不足,该文在简要分析MultiPatch三维空间数据模型和深入研究复杂钻孔三维空间精确定位方法的基础上,探讨了基于ArcGIS Engine的复杂钻孔三维精细地质模型自动构建工作流程,并从空间精确定位、属性精细表达两个层面对钻孔三维精细地质模型构建算法进行了设计与实现.经软件功能研发及实际应用检验表明,该研究能够有效实现复杂钻孔精细地质属性特征的三维空间精确定位及多尺度精细表达,为应用ArcGIS Engine自动构建复杂钻孔三维精细地质模型提供了一种新的有效途径,也可为基于ArcGIS Engine的复杂地质体三维可视化建模及精细地质属性表达研究提供应用借鉴.     

MicroMine软件在资源储量估算中的应用

近年来,随着计算机仿真和可视化技术的进一步发展,三维可视化建模技术在地质工作中的应用日趋成熟,地质工作者通过三维建模,可以大致了解地质体的赋存情况等问题。三维可视化建模技术就是运用现代空间信息理论来研究地质体及其环境的信息处理、数据组织、空间建模与数字表达,同时利用科学可视化技术来对地质体及其环境信息进行真三维再现和可视化交互的科学与技术。MicroMine软件能够帮助用户在矿产勘查、开采过程中提供各种技术指导和解决方案,同时还可以为矿山企业的资源评价与管理、矿山开采设计等生产技术管理和项目决策提供了有利的方案。本文主要对MicroMine软件的基本原理、应用以及操作流程等问题作简单的介绍。     

基于粗糙集和GeoMo3D的城市岩土参数重要性评估与可视化

岩土参数是影响地下空间开发利用的重要因素,岩土参数不同,其重要性也不同,并影响城 市地下空间开发利用.依据粗糙集理论,提出利用不可分辨关系、属性集正域及知识依赖度 判断岩土参数重要性的评估模型.结合北京市CBD实例,研究基于粗糙集方法的城市地下空 间开发利用岩土参数重要性及其权重,得到与传统层次分析法（AHP）相一致但更精细的重 要性评估结果,并在GeoMo3D系统中进行建模、评估及可视化比较,验证粗糙集方法的合理性和优越性.     

河谷型城市居住环境剥夺的识别及其影响因素——以兰州市主城区为例

居住环境质量提升是城市高质量发展的重要内容,而其设施的不均衡性、可获取性与可选择性差异对居民的生活质量、情感需求具有显著的剥夺影响。本研究以兰州市主城区居住区为研究对象,以各类城市设施的POI为数据源,通过构建居住环境剥夺评价体系定量识别其剥夺程度并对影响因素作出分析,结果表明：① 居住环境的综合剥夺在东西狭长的河谷城区上呈现出重心偏东的“核心-边缘”分布格局,高剥夺区集中在河谷边缘区以及西部城区,低剥夺区呈现于河谷中心区与东部城区。② 居住环境的正向维度基本呈现出河谷中心区剥夺程度低,河谷边缘区剥夺程度高的态势;负向维度在空间上则呈现出与正向维度反向的分布趋势。③ 河谷型城市居住环境剥夺格局是城市形态、居住区区位、城市的动态扩张次序、居住区密度以及政策规划等多重因素共同导致的结果。其中,城市形态下的空间可达性制约着城市空间的开发时序,进而影响设施的空间配置水平;居住区区位制约着居住区自身对设施的选择性与环境干扰性;城市的动态扩张导致了河谷城市开发周期的不同,进而导致新旧城区设施配置的不同;居住区密度对城市设施的配置具有一定的引导作用;政策规划对居住环境剥夺格局具有重构作用。     

城市地下空间开发利用容量评估的基础研究

该文探讨了城市地下空间开发利用容量评估的必要性,容量评估研究的基本内容及其关键技术。指出当前城市地下空间容量评估基础研究包括指标体系、评估模型、评估平台与评估示范四方面。城市地下空间容量评估研究不仅有利于城市地下空间的合理利用和有序开发,也有利于引导城市地面设施的合理布局与科学规划,对保障现代城市的可持续发展具有重要意义。     

Delimitation of Urban Growth Boundary Based on the Coordination of Ecology and Residential Activity Spaces: A Case Study of Jinan,China

Delimitation of an urban growth boundary (UGB) can effectively curb disorderly urban expansion, optimize urban development space and protect the ecological environment. Eco-environmental sensitivity was evaluated and areas prohibiting construction expansion were extracted by establishing an index system. Point of interest (POI) and microblog data were utilized to analyze the expansion of residential activity space. Urban space expansion potential was calculated using a comprehensive evaluation model, and an urban growth boundary for Jinan in 2020 was delimited combining the predicted urban expansion scale. The results showed that: (1) An evaluation of eco-environmental sensitivity can effectively protect ecological land and provide an ecological basis for urban expansion. Regions with high eco-environmental sensitivities in Jinan are located along the banks of the Yellow River and Xiaoqing River and in southeast mountainous areas, but eco-environmental sensitivities in the central, north and southeast areas are relatively low; (2) The model to evaluate urban residential activity expansion can quantify the spatial distribution of urban residents' activities. Regions with high potential for residential activity space expansion in Jinan are mainly concentrated in the middle of Jinan and most are part of existing built-up areas and surrounding areas; (3) The method that delimits urban growth boundaries based on the coordination of ecology and residential activity space is reasonable. Spatial expansion in Jinan mainly extends towards the east and west wings, and the boundary conforms to the spatial strategy guiding Jinan’s development and is consistent with the overall layout in related plans. Considering both ecological protection and the internal forces driving urban expansion, the method of urban growth boundary delimitation used in this study can provide a reference and practical help for studies and management of urban development in the new era.     

北京城市办公集聚区外部环境的主观评价

以写字楼为主要载体的办公活动正成为大城市经济发展的主要动力。关注城市办公人员对其工作场所及其环境的主观感受,不仅可以为城市办公空间及外部环境的规划设计提供参考,而且对城市建成环境运行质量的提升以及宜业城市建设的推动具有很大现实意义。本文以北京市10个具有代表性的办公集聚区为调查采样地,选取安全性、通达性、舒适度和便利度作为评价指标,通过问卷调查获取的一手数据来评价从业人员对其所在写字楼周边外部环境的主观感受。研究发现：①被调查者对北京城市办公空间外部环境整体上较为满意。其中,对安全性评价最高,轨道交通和办公配套服务网点建设滞后导致舒适度和便利度的满意程度较低,是当前急需改善的地方。②性别、年龄、学历、职位等个体因素对办公集聚区外部环境的评估结果具有一定影响,特别是女性和受教育程度、职位较高的从业人员对其办公场所的外部环境要求更高。③根据主观评价结果,城市办公集聚区可划分为成熟优越型、发展提升型、滞后型以及不协调型4类。北京市各类型办公集聚区的评估结果揭示了办公空间外部环境现状与从业人员实际需求的差异程度,并为分类进行环境提升改造提供了依据。     

烟台市区土地利用的环境工程地质研究

该文分析城市土地利用环境工程地质研究的意义 ,提出了一套工程地质环境质量评价理论在城市土地利用中应用的程序与方法 ,基于烟台市区的工程地质环境质量评价与分区 ,对烟台市区土地利用的适宜性进行分析与研究     

中国城市体检评估的理论基础和方法

城市体检评估是中国城市新发展阶段下,城市规划、建设和管理工作的重要创新,是推进城市人居环境建设的系统化、精准化和科学化的重要工作方式,也是建设更健康、更安全、更宜居的城市,为人民群众提供高品质生活环境的重要抓手。从地理学的系统性思维、经济学的规模经济、城市规划关于密度与空间的匹配以及城市宜居性等视角分析了城市体检评估的理论基础,并提出了城市体检评估的基本导则。在此基础上对体检评估的指标设计、数据采集、评估分析方法和整体技术流程进行了系统的构建。得出结论：城市体检评估必须建立理论框架和方法体系,形成综合和系统评价体系、科学数据采集手段、分析和模拟方法、诊断和反馈机制等全流程的体检评估机制,全面推进中国人居环境的高质量发展。     

中国城市生产、生活、生态空间质量水平格局与相关因素分析

城市作为人口集聚和社会经济活动的主要载体,也是生产、生活、生态空间的矛盾集中地。本文在城市“三生”空间优化理论框架指导下,构建了城市“三生”空间优化评估指标体系与评估模型,分析2015年中国289个地级及以上城市的“三生”空间质量水平的总体特征和空间分布规律。结果表明：城市“三生”空间质量指数总体处于较低水平,空间格局上从东南沿海向西部和东北地区递减;东北地区的生产空间质量塌陷尤为明显,西部地区生活空间质量堪忧,生态空间质量则与地方的自然生态条件和污染治理相关;生产和生活空间优化之间相辅相成,但不乏城市生产和生态空间质量反差较大;“三生”空间质量水平与人口规模、行政等级之间呈倒U型相关,即规模在1000万~1500万间的城市更利于实现“三生”空间优化,城市“三生”空间质量水平与人均GDP正向相关,职能综合城市和城市群地区城市“三生”空间质量水平更高。     

基于TIN的体布尔算法及其地质应用

提出一种基于TIN的体布尔操作算法,即采用快速碰撞检测方法、改进的三角形求交算法和三角形包含测试算法,能解决复杂地质体的交、并、差等布尔操作。该方法不仅可以有效处理具有侵入、交错等复杂空间关系的地质体建模问题,还适用于基于地质模型的工程分析应用,如开挖模拟等,并在北京市某岩土工程信息系统建设项目中得到了检验。     

基于乡村多功能评价的城市边缘区“三生”空间划分研究

城市边缘区乡村多元价值凸显,迫切需以乡村多功能理论为指导划分“三生”空间,以空间重构促进转型发展。论文首先从生产、生活与生态功能方面评价城市边缘区多功能时空变化;其次进行图斑尺度“三生”空间适宜性评价,两者共同得到基于乡村多功能的“三生”空间适宜性;最后据此设计算法划分“三生”空间。研究发现：① 城市边缘区乡村休闲娱乐、观光农业等功能显现,需要重构多功能空间促进转型发展;② 江苏徐州市铜山区乡村非农生产与生活功能主要分布在与中心城区较近地区,农业空间主要分布在中心城区远郊外围,生态功能则表现出高度空间异质性,农业、非农生产与生活功能在提升,而生态功能则普遍下降;③ 县域“三生”空间划定需多尺度联合,既要考虑乡镇尺度多功能差异,还要体现图斑尺度适宜性,才能为空间规划提供有意义的借鉴。论文提出的基于乡村多功能评价的“三生”空间划分可为即将开展的国土空间规划提供科学依据。