济南泉域四维环境可视化平台数据库建设研究

济南泉域四维环境可视化平台从济南市轨道交通建设对地质工作的实际需求出发,以地理信息系统为基础开发平台,基于2000国家大地坐标系,综合应用数据库、GIS、三维地质建模与可视化、数值模拟与数学模型分析评价等核心技术,建立基于空间数据库的四维可视化信息系统,实现多源、异构、海量地理地质数据的规范化处理和统一管理,为轨道交通建设与泉水保护、政府决策、城市建设布局和功能区划、灾害防治、城市土地地下空间合理开发利用等提供地质科学依据。数据内容的规范与统一是保障平台功能正常运行的关键,该文结合济南泉域四维环境可视化平台的数据库建设实践,探讨了该平台数据库对数据源进行的分析与处理过程。该平台数据库的建立实现了空间数据与属性数据的统一存储与管理,为济南泉域四维环境可视化平台的科学应用提供了有力保障。     

济南岩溶水系统划分及典型泉域水力联系

济南地区岩溶地下水研究程度较高,但泉域边界争议较多,命名混乱。为统一思想认识,以地下水系统理论为指导,依据相关边界划分及定名原则,将济南单斜岩溶水系统划分了三级系统,明确了各级系统的边界范围。通过对主要构造水文地质特征分析,揭露了典型泉域之间的水力联系及补排关系。对济南岩溶地下水系统划分及相互关系的综合研究结果,可为济南保泉供水提供地质依据。     

济南城市四维动态地质信息系统构建研究

近20多年,济南泉水流量逐渐衰竭,泉水断流时有发生,为保护泉水,恢复泉水喷涌,塑造济南城市形象,该次研究基于50多年的济南地下水勘查、试验和研究成果,实现对城市多源、海量、多期次、多比例尺、异构地质数据的有效管理,然后建立不同地质数据的专业模型,实现对模型时空展布特征的三维可视化再现,并提供对模型的专业处理与分析。最后,从二维三维等水文地质概念模型出发,加入时间维度,由历史积累的时空关系,反映济南城市地下水的时空变化规律,在三维地质模型的基础上实现地下水动态监测数据的嵌入,构成地下水四维地质信息系统,在其空间表征的基础上,介绍了城市地下水的形成,泉水的分布、成因、演化以及泉水断流的原因、保泉供水的对策措施等,引导城市地下水的保护和发展,为政府决策提供参考。     

济南市主要水源地地下水资源潜力评价

综合考虑水源地水质、水量、开采程度、开采地下水产生的环境地质问题及政策等因素,采用综合分析法对济南市主要水源地潜力进行评价。结果表明济南泉域水源地为了保泉,已无扩大开采的潜力;长清-孝里水源地具有较大的潜力,白泉泉域水源地潜力一般。该研究为城市地下水可持续开发利用、环境保护及经济发展提供了科学依据。     

济南泉域岩溶水系统管理模型研究

利用Visual Modflow软件建立了济南泉域岩溶地下水数值模拟模型,并在此基础上,采用响应矩阵法建立了济南泉域岩溶水系统管理模型,重点研究并利用模型定量计算了济西、西郊、市区、东郊开采地下水以及补源等对泉水位的影响,进行了2个方案的优化管理,对济南市水资源进行优化配置,为实现"保泉供水"向政府提供了可靠的决策依据。     

利用二维活断层探测资料构建焦作地区浅层三维构造模型

运用专业地震解释及构造建模软件，综合利用焦作地区地震数据、钻孔数据、地质信息对活断层二维浅层地震剖面进行层位与断层解释，同时对断层平面组合与空间展布规律进行研究，实现地质资料与地震数据的有机结合，构建近地表Q₃地层底界面、Q地层底界面、N地层底界面分布模型和第四纪断层模型。以第四纪断层模型为基本骨架，以近地表地层分布为主要分层，模拟Q-Q₃地质体、N-Q地质体的构造形态和断层发育情况，系统反映近地表N地层底界面至Q₃地层底界面的空间结构特征。     

基于GIS的钻孔资料信息化入库工作研究

钻孔资料是地质工作中形成的重要数据资源,囊括了地层、岩性、构造、矿化蚀变特征、元素化学分析和地下水动态等地质信息,是开展地质找矿,矿产资源评价、地质科学研究、环境保护、城市建设等工作所需要的重要地质资料。为了高效利用原始钻孔资料,本文结合近年来城市地质调查信息化和地下三维可视化建设的工作实践,研究了可操作性强、规范实用的钻孔入库数据表结构,实现了多元、多源、异构钻孔数据的规范化处理,提升了钻孔资料的利用效率和信息化服务水平,更好地发挥了基础地质资料的有力支撑作用,也为其他省市的钻孔资料信息化工作提供了参考。     

煤矿开采对明水泉的影响浅析

明水泉群为我国北方罕见的岩溶大泉，具有典型的雨源型特征。大气降水和雨洪水下渗后，向明水一带汇集，受西部文祖断层阻挡而富集，受上覆煤系地层阻隔而承压，在特定的构造条件下，沿断层破碎带或人工钻孔涌出地表，便形成明水泉群。煤系地层是明水泉群形成和存在的基本地质条件之一。煤矿开采吸引大量岩溶泉水，而且破坏原生的地质结构，影响明水泉群的正常出流，危及明水泉群的存在。针对煤矿开采对明水泉群的影响，建议实施相应保泉措施。     

地质断层三维建模的表达式方法

针对地质断层三维建模及可视化领域中现有技术存在的模拟断层局限性、插值困境等问题,本文提出了断层表达式方法建模方法。首先,以地质断层构造的形成机制为理论依据,分析构造断层表达式所需要运算对象和算子,构建表达式规则,并运用上下文无关文法对表达式规则进行形式化描述;然后,对断层原始勘探数据进行规范化,形成构建断层表达式所需要的断层二维数据表,从中提取构建断层表达式的运算对象集合和算子集合,形成断层表达式;最后,对断层表达式进行计算,形成断层地质体抽象模型,并结合相关勘探数据运用相关算法及图形库等工具进行三维地质建模及可视化。实验以包含多条断层的达连河地质体数据为基础进行实验验证,建模结果与真实地质情况符合。实验结果表明,断层表达式建模方法解决了现有技术的局限性问题,避免了对地层断裂区域的插值运算,从而解决了插值困境等问题。     

虚拟钻孔控制的三维地质体模型构建方法

在三维地质体模型构建过程中所采用的数据多为钻孔数据,而研究区域内原始钻孔数据通常数量有限且分布不均,难以构建出既能够准确地反映研究区域地质构造,又具有良好可视化效果的三维地质体模型。针对此问题,本文对虚拟钻孔概念进行延伸,提出了用于三维地质体建模不同阶段的三种虚拟钻孔概念,并基于此设计了一种虚拟钻孔控制的三维地质体模型构建方法。首先,根据原始钻孔数据空间分布特征,自适应地确定插值点位,并采用克里金插值算法构建插值加密虚拟钻孔;其次,根据尖灭规则构建尖灭处理虚拟钻孔,采用改进的自适应蝴蝶细分算法构建细分光滑虚拟钻孔;最后,利用原始钻孔、插值加密虚拟钻孔、尖灭处理虚拟钻孔,以及细分光滑虚拟钻孔构建研究区域内符合地统计学规律且具有C¹几何连续性,可视化效果良好的三维地质体模型。与将虚拟钻孔作为专家知识补充手段的传统建模方法不同,该建模方法将虚拟钻孔引入三维地质体构建的各个环节中作为核心的算法中间单元,有效简化了建模算法的实现过程,确保了算法的稳定性与高效性。     

济南白泉泉群形成机理研究

白泉泉群位于济南市历城区,有花泉、柳叶泉等20余处。20世纪五六十年代,因泉群四溢,形成一片开阔水域,泉群周围稻香四飘,荷塘遍地,因其独特的出露方式,在济南众多泉水中具有十分重要的地位。白泉泉域是一个相对独立的水文地质单元,南部以地表分水岭为界;北部以石炭、二叠系与岩浆岩接触带为界;东、西边界分别为相对阻水的文祖断裂和东坞断裂,总面积为783.48 km2。其南部山区大面积的寒武-奥陶纪石灰岩,大气降水在此入渗并向北径流,在王舍人、济钢附近遇到石炭、二叠系和岩浆岩体阻隔,在第四系薄弱处涌出地表。该文以前人所做的大量地质、水文地质工作为基础,从地貌、地层、构造、补给等条件入手深入分析研究了济南白泉泉群的形成机理,从而为白泉泉群的保护提供科学的地质依据。     

济南泉域岩溶地下水动态开采模型研究

通过收集近3年来济南泉域岩溶地下水开采量、降雨量、泉水流量及泉群水位资料,进行了相关性分析及回归分析。揭露了四大泉群之间内在联系及影响泉群水位变化关键变量间的相互关系,以此为基础建立了岩溶地下水年内动态开采模型。该模型量化了不同时期地下水的开采量,有利于引导当前开采模式下水资源配置,对实现泉水保护及城市供水具有重要意义。     

基于三维GIS的济南市矿山地质环境航测调查管理系统设计与实现

随着矿产资源大规模的开发利用,加剧了地质环境的不断恶化,矿山地质环境保护迫在眉睫,传统的矿山地质环境调查技术已经显得乏力。该文以济南市矿山地质环境航测调查为例,提出了基于三维GIS的矿山地质环境调查方法,利用三维GIS的高性能空间数据引擎、直观的可视化技术和强大的空间分析能力,整合济南市高分辨率的航空影像数据、DEM数据、倾斜摄影数据和历年的监测图斑数据,重建航测调查区真实的三维地貌。结合矿山开采信息,进行航测调查区矿山开采现状图斑的提取及拓扑处理,查明矿山地质环境破坏、地质灾害隐患情况,有效监测矿山地质环境,加强重点矿山开采区的监测与管理,推动济南市矿山地质环境保护工作。     

济南泉域岩溶水水化学特征

通过分析研究济南泉域代表性点多年水质动态变化资料,及2010年枯水期、丰水期各53份水质分析资料,总结了区内代表性点多年水质变化规律,并对2010年枯水期、丰水期主要水化学指标的分布、变化规律进行了分析对比,为保护济南泉域地下水提供了参考.     

沂沭断裂带地热资源管理信息系统的建设

山东省沂沭断裂带地热资源管理信息系统是以Mapinfo为平台,通过建立地热信息数据库及软件二次开发,实现对山东沂沭断裂带地区地热资源空间多源信息数据的有效管理。该系统可为政府部门做好地热资源开发与管理工作提供空间信息技术支持。     

Excel与MapGIS结合在地质制图中的应用

采用MapGIS软件绘制地质图件时,经常遇到需要批量输入点线等数据问题,如果直接逐个输入,不但效率低下,且容易输错,利用Excel的编制函数功能编写MapGIS明码文件,来说明如何实现MapGIS点线文件的批量输入,使地质图件的绘制更加快速、准确、高效。     

德州市城区沙河街组热储地热地质特征研究

通过该井地热钻探及区内已有石油钻探研究资料,对德州市城区古近纪沙河街组地热资源的地质背景、地热地质特征等进行了综合分析研究,认为沙河街组地热资源属于层控型低温地热田,在沧东断裂以东都有分布,热储层厚度超过120m,地热水中碘、锶、铁、偏硅酸达命名浓度,具有一定的开发利用价值。