城市三维地质建模及其在城镇化建设中的应用

城市是建设在地质体之上的,这就注定城市的建设发展离不开地质工作的支撑。城市三维地质建模是三维信息技术在城市地质领域的一个典型应用,可大大提升城市地质调查成果的表达方式,提高城市地质资源环境的评价预测能力,对中国正在大力实施的城镇化建设具有重要支撑作用。对城市三维地质模型进行了分类,分析了城市三维地质模型的特点;研究了城市三维地质模型的构建,并对城市三维地质结构模型的构建进行了详细阐述;以北京市为例,给出了城市三维地质建模服务城市规划、地铁隧道选线施工、新城建设、重点工程选址、资源开发等方面的应用实例。     

浅覆盖区第四系三维地质结构模型快速构建--以运漕幅为例

在浅覆盖区地质调查中,钻探和物探等方法常用于揭示地质体三维空间分布。本文借用三维可视化方法,以运漕幅作为研究区域,利用钻孔资料和人工解译的地质图快速构建第四系三维地质结构模型,以展现研究区第四系宏观地层格架。文中详细介绍了模型构建的数据源及流程。最后,结合虚拟勘探线剖面成果模型,探索以立体形象的方式显示区域地层分布。所构建的第四系模型可称之为三维地质图,其价值即体现在形象的展现地质体空间分布。     

上海市工程地质结构特征

根据前人的研究,结合三维城市地质调查取得的阶段成果,对上海市域工程地质研究程度、工程地质层的划分及其工程地质结构特征、工程地质分区及分区评价进行了论述。     

鲁南地区区域地壳稳定性评价与胶新铁路地质选线

以遥感图象解译和野外地质勘查结果为依据对活动断裂分布及其活动性进行了重新核对 ,结合地震、地球物理、地壳形变等资料进行构造稳定性分区。根据铁路工程地质选线的若干要求和铁路通过区的具体特点 ,选取地质、地震、活动断裂、地质灾害和场地岩土类型为主要评价因素 ,从构造稳定性、地面稳定性、岩土体稳定性三方面进行区域地壳稳定性的评价。最后根据上述评价结果进行综合工程地质选线.     

重磁电综合解释方法 在天津城市三维地质结构调查中的应用

天津作为城市地质调查的试点城市之一,在地质条件上具有其特殊性,属深覆盖地区,在深覆盖地区城市三维地质结构调查中,通过采用重、磁、电探测方法和不同的反演处理方法进行相互验证,综合解释,对查明地层主要界面的埋深、分布范围和厚度,断裂的平面展布状况和深部发育情况,隐伏岩体的分布状况等具有较好效果.通过Z14线剖面实例,介绍了重、磁、电综合分析解释方法的运用,可供类似地区的三维地质结构调查借鉴和参考.     

平原区1:5万区域地质调查在生态文明建设中的作用——以渤海湾北岸为例

本文梳理了影响渤海湾北岸生态文明建设的主要地质问题,结合近年来开展的区调工作分析了平原区1∶5万区域地质调查在解决这些地质问题中所能起的作用。平原区1∶5万区域地质调查能够查明第四纪地层结构,进而确定含水层的分布、时代和性质,为城市建设所需的应急水源地以及合理开采、利用地下水资源提供依据;能够查明区内主要断裂的分布及其活动性,为地壳稳定性评价提供资料支撑,也为重大工程建设规划和减灾防灾提供依据;能够详细调查区域岩相古地理,确定不同沉积相的分布空间,在此基础上查明河、湖和沼泽等湿地的形成演化过程,分析其控制因素,为改善生态环境提供依据。总之,平原区1∶5万区域地质调查能够为区域经济和地方政府在管理决策、环境治理、灾害防治等方面提供基础地质资料。     

二维地震和高密度电阻率测深揭示雄安新区浅部三维地质结构特征

雄安新区位于冀中平原中部,地下结构具有新生界地层厚度大、成层性好、构造活动相对稳定的显著特点。为精细刻画浅层地质结构,查明断裂构造特征,提高浅部探测精度,本次研究采用二维地震和高密度电阻率测深结合的方法,取得了重要进展,主要包括：(1)精细刻画了工作区200 m以浅深度范围内地层结构和断裂构造空间展布特征;(2)构建了三维可视化地质结构模型,直观展示了调查区新生界地层起伏形态和主要断裂构造空间分布;(3)分析总结了城镇化高干扰背景环境下地球物理方法的探测深度、横纵向分辨率、目标体响应特征和适用性等。本次研究有效支撑和服务了雄安新区的规划、建设以及地下空间开发利用,对大厚度沉积盆地城市地下空间的地球物理探测具有借鉴意义。     

北京五环城区浅部沉积层的三维地质结构建模

随着城市地下空间的开发利用,对三维地质结构的掌握成为科学合理开发利用地下空间的基本前提,三维地质模型的创建也得以迅速发展。三维地质结构模型可以直观展示地层空间分布形态,为地下空间资源的科学规划提供基础数据。本次工作首次完成了北京五环城区(750 km~2)的三维地质结构模型创建。建模工作基于研究区广泛分布的数千工程钻孔,通过筛选、标准化钻孔数据,绘制相应标准化地层剖面(107条),创建了钻孔模型,以及北京五环城区地下50 m以浅三维地质结构模型,并完成精度验证。本次建模过程整理了大量工程钻孔数据,综合考虑了冲洪积扇发育区地层互层、相交、尖灭、透镜体等复杂的地质现象,具有代表性,可为类似地质建模工作提供借鉴。此外,北京城区三维地质结构模型直观展示了研究区浅部的地层分布与地层结构,为后续三维属性模型的创建提供了实体框架,亦为区内地下空间资源地质评价提供了数据支撑。     

雄安新区工程地质勘查数据集成与三维地质结构模型构建

雄安新区位于太行山以东平原区,100 m以浅地层以冲洪积冲湖积砂层和黏土层为主,工程地质条件良好。中国地质调查局组织实施了工程地质勘查工作,获取了百余个钻孔的地层、标贯、测试等地质数据,形成了雄安新区工程地质勘查技术方法体系,建立了工程地质钻孔数据库及三维模型,为雄安新区规划建设提供了有力支撑。本文从工程地质钻探数据获取、数据集成方法、地质资料处理技术等方面进行了整理和归纳,利用三维可视化软件建立工程地质三维结构模型。以雄安新区工程地质勘查数据集应用的实例,为城市地质调查和数据集处理及应用提供参考。     

分块区域三维地质建模方法

区域三维地质建模是区域三维地质调查的关键。在大量反复实践的基础上,提出了分块三维地质建模方法,该方法的主要步骤为：以断裂、岩体边界和不整合等为边界,把复杂的三维地质建模区域分解为内部构造相对简单的建模块或建模地质单元;分别对各建模块进行地质地球物理综合研究,编制深部地质剖面,揭示深部地质结构;采用基于剖面的建模方法按照全区统一的坐标系统构建三维地质模型;在完成全区所有建模块三维地质模型构建之后,把各个建模块的三维地质模型集成在统一的三维空间框架下,形成全区的三维地质模型。该方法具有能够简化三维地质建模过程、易于修改完善模型、易于集成模型等优势,能够克服常规的基于剖面的三维地质建模方法中存在的问题,突破了大规模区域三维地质建模的瓶颈。在本溪-临江深部地质调查中的应用表明,采用该方法可以有效构建研究区的三维地质模型,并能充分表达复杂的地下深部地质结构,为开展复杂地区大规模区域三维地质建模提供了一个重要途径。     

基于多源数据的安徽庐枞盆地三维地质建模

基于安徽庐枞地区深部地质调查成果,探索了多源数据联合建模方法。以区域地质和成矿规律研究成果为基础,以深部探测最新认识为主线,综合地质、钻探、物探、遥感等多专业数据,联合构建庐枞盆地2 km以浅三维地质结构模型,实现了盆地结构、基底隆起、岩浆岩分布等三维地质结构的“透明化”表达。此外,构建了区内多个典型矿床模型,并对区域地质模型与典型矿床模型进行耦合验证,为庐枞地区三维成矿预测提供依据。     

GOCAD技术在城市环境地质评价中的应用

随着我国城市化进程的不断加快,很多城市产生了一系列的环境地质问题,如地震、滑坡、泥石流,地面沉降和洪水等,如何尽快进行全面环境地质调查工作,以避免不断的环境地质灾害给人们生命财产造成的严重损失,已经越来越迫切.而三维地质建模技术是近年来逐渐成熟起来的一项先进的计算机技术,将三维地质建模技术应用于城市环境地质调查能够更直观和方便地展示城市环境地质调查的成果,并能根据需要揭露相关的地层,加速其信息化的进程.     

浙江江山城建区地质条件分析与评价

详细研究了浙江江山城建区的地层、岩性和构造，分析了这些基础地质条件对城市建设的影响。城建区地层复杂，出露了晚元古代以来13个组的地层，还有侵入岩和火山碎屑岩出露。地质体中的层理、接触面以及软弱夹层对地质体的结构强度有很大的影响。城建区内碳酸盐岩分布最广，有岩溶塌陷现象，对城市建设不利。侵入岩、火山碎屑岩和砂岩，坚硬致密，风化裂隙不发育，是很好的建筑基岩。志棠组含砾粗砂岩、硅质岩岩性虽然较坚硬，但多被断裂破碎，对城市建设有一定的影响。页岩、泥岩和粉砂质页岩属软质岩石，易变形。城建区断裂构造发育，对城建区的工程建设有很大的影响，但区内无新的构造活动，无大于4．5级地震的历史记录，地震烈度为Ⅵ度，城建区所在的区域地壳稳定。根据基岩、土层和断裂构造的性质和特点，笔者把城建区划为三个级别：一级区，适宜重大工程的建设；二级区，进行高层建筑时要预先实施岩溶地基处理；三级区，工程条件差，应避开建设重大工程。     

重庆都市经济圈城市地质三维地质结构模型构建方法

针对山地丘陵城市的地貌和地质构造特点以及前期开展重庆都市经济圈三维地质结构模型建设经验,通过离散光滑插值技术的多源数据自动构面与正确性检查机制,采用在二维状态下可判读和分析调整的等值线建模技术,将地质调查数据、钻孔数据、人工绘制剖面等数据进行多重融合插值建模。同时,根据模型输出中间结果检查等值线图进行判读完善,将判读认识更好地融入地质模型的建设中,从而形成在一定精度下更符合实际的地质模型。研究成果可应用于沉积类矿山勘查、区域性地质调查等的模型建设中,为城市规划、工程决策、地质分析和自动制图等工作提供服务。     

基于GIS的中国区域地壳稳定性评价

在上世纪90年代杜东菊等人编制的“中国区域稳定工程地质图”的基础上,开发了中国区域地壳稳定性数据库,数据库存入了历史地震、活动断裂、地壳形变、活火山等大量内动力地质作用的信息。介绍了该数据库开发的方法,提出了加权信息量法评价模型,在GIS数据库平台上实现了用该模型对中国区域地壳稳定性进行评价。根据评价结果,按稳定、基本稳定、次不稳定、不稳定4个级别对中国陆域范围进行了地壳稳定性分区,作出了分区图,分区结果与实际吻合。     

基于MapGIS-K9软件的城市三维地质建模方法探讨——以武汉市为例

随着我国城市化的快速发展,城市地上地下一体化规划和建设的需求逐渐增大,城市三维地质建模的作用日益重要。以武汉市为例,针对该城市地质条件复杂的情况,运用一种分区交互式建模方法。该方法通过地层剖面数据与水平方向的中断面或地质图所形成的网格作为最小单位,结合断层等特殊地质情况,手动构建地质体,并最终完成整个区域的三维地质模型建立。论文罗列了在模型建立过程中出现的问题,并给出了具体建议。所建三维地质模型已通过野外验证,表明本方法能够很好地应用于城市三维地质建模。     

杭州城市第四系三维地质结构模型建立中的孔间地层对比方法分析

构建地质结构模型是正在开展的杭州城市地质调查工作的主要内容之一,精确模型的建立基于孔间地层的精确对比。因此,确定适合该地区的地层对比方法成为一个非常重要的课题。笔者对传统对比方法及1:25万杭州市幅第四纪地层高精度对比方法进行了分析,根据高分辨率层序地层学理论和对比准则,结合杭嘉湖平原位处河口地区的沉积特点,拟定了适合杭州第四系钻孔间地(岩)层对比的新方法。     

北部湾经济区主要环境地质问题探讨

北部湾经济区的飞速发展,引发了一系列环境地质问题。为查明经济区内的主要环境地质问题类型、分布特征、背景条件以及成因等,本次通过遥感解译、地面调查以及水化学分析等技术手段进行1︰25万环境地质调查,在此基础上综合集成,对北部湾经济区的主要环境地质问题进行了梳理。目前需要引起关注的重大环境地质问题为断裂活动性与区域地壳稳定性、地下水污染、特殊土环境工程地质问题、地质灾害以及海岸带相关环境地质问题。经济区内的主要环境地质问题分布较分散,发育的程度也有差异。北部湾经济区内地震多沿断裂成条带状展布,主要发生在NE向和NW向断裂的交汇处,地下水污染呈点状分布,主要污染组分为氨氮和硝酸盐等,工程地质问题主要为南宁地区的膨胀土、沿海软土以及填海造陆地区的场地稳定性问题,地质灾害主要以经济区中东部的灵山、浦北及横县一带较为集中,沿海一带的海岸侵蚀和淤积、海水入侵和高位养殖引发的地下水污染和地下水咸化等环境地质问题较为突出。     

长江经济带地质环境综合调查工程进展与主要成果

为保护长江生态环境,近年来,中国地质调查局组织实施了"长江经济带地质环境综合调查工程"。通过采用环境地质调查、评价、监测以及专题研究和综合研究相结合等方法,取得了一批重要成果和认识:①初步构建了长江经济带地质资源环境综合信息管理与服务平台,系统梳理了长江经济带与重点区域的资源环境条件和重大地质问题,提出相关建议;②创新地将"光纤技术"应用于地面沉降和地裂缝监测,相关成果引领了光纤监测技术发展;③编制了1∶5万比例尺的环境地质调查技术标准和要求;④创新形成了3个层次环境地质调查合作机制,探索建立了3种尺度资源环境承载能力评价方法体系和大流域环境地质工作模式;⑤建立了江汉平原地球关键带监测网络,编制了平原区地球关键带调查技术方法指南;⑥提出了长江流域重大水利工程与生态地质环境多元响应研究思路,创新构建了一套多模态传感器调查系统,提出了重大水利工程对地质环境影响新判断;⑦建立了长江中下游不同沉积单元区第四纪地层多重划分对比序列,构建了重点地区第四系三维地质结构模型,提出了长江贯通时限和演化新认识;⑧编制了流域、经济区和城市系列地质调查报告和图集,成果转化与服务成效显著。该工程进展及成果提升了长江经济带地质调查工作水平,可为区域国土空间规划、绿色生态廊道打造、立体交通走廊建设、产业转型升级、新型城镇化建设以及脱贫攻坚工作等提供科技支撑。     

基于倾斜摄影地表模型的三维地质填图软件关键技术与应用前景

讨论了基于倾斜摄影测量所构建的三维地表模型进行三维地质填图与三维地质建模软件的设计理念、开发环境、软件架构、关键技术、实现现状与应用前景。倾斜摄影影像经处理建模后构建的三维地表模型通常以OSGB格式保存,因此基于倾斜摄影成果的三维地质填图软件最好基于能直接读取、显示OSGB格式数据的OSG开源库,推荐VS2015+QT+OSG开发环境。该类软件的关键技术包括以Proj4为核心的坐标转换系统、地层界线的拾取与半自动追踪技术、基于反距离衰减函数的地层界面防穿透高程调节技术、切制地质剖面并由剖面修改地层界面的二三维联动编辑与修改地层界面的技术、在露头剖面上采集地层界线构建露头地层柱状图的技术。该软件的应用前景包括野外区域地质调查、煤田和油田等行业的野外地质填图,以及滑坡和泥石流崩塌等地质灾害危险区域的圈定。