地上地下一体化三维可视化平台基本技术框架

正智慧城市的概念自2008年由IBM提出以来,坚持以人为本,绿色、低碳、可持续发展的理念,在民生、环保、公共服务、城市建设、医疗卫生等领域都开展了广泛实践。智慧城市的建设,以往较多关注"地上"部分,而城市管理又离不开"地下"数据资料的支持。2017年《政府工作报告中》提出"统筹城市地上地下建设,加强城市地质调查"、"使城市既有‘面子’、更有‘里子’",中国地质调     

基于Voxler平台的城市地质调查数据的 三维可视化

在计算机虚拟的三维环境下,可以更加直观、形象的展示地质模型,服务于工程建设、科学研究和决策支撑。Voxler平台具有强大的建模、分析和三维可视功能,可用来支撑"透明城市"的实现,但却鲜用该方面的应用研究。以丹阳市小城镇水工环地质综合调查项目为依托,采用Voxler平台中的计算、图形输出和通用模块,探索了该平台在城市地质调查数据三维可视化中的应用潜力。结果显示该软件在钻孔、地质界面、地质体和试验测试数据的可视化以及地上地下一体化建模方面,具有良好的应用效果。     

基于平面地质图的地质体三维建模

文章针对大尺度研究区域勘探范围有限、不能直接基于勘探数据构建区域地质体三维结构模型的问题,提出了一种以平面地质图为研究对象的地质体三维建模方法。此方法以平面地质图为基础,利用Section软件在DEM模型(数字高程模型)约束下半自动绘制一系列图切剖面图,将二维剖面映射到三维空间,利用三维剖面上轮廓线的对应性和连续性构建地质体三维模型。通过广西东平地区地质体三维模型构建实例,验证了该方法的可行性。     

三维可视化地测信息系统的综合集成

针对国内矿山普遍缺乏三维地测信息系统软件的情况,根据矿山地测工作的一般流程,开发了地测信息管理系统、地质编录数字化软件及矿山三维图形处理系统,建立了矿山地测信息数据库,编写了相关软件的接口程序,实现了系统的一体化综合集成。该系统可通过接口的智能处理,将采集到的基础数据导入三维图形处理软件,并生成基础图件,从而实现地矿工程的三维建模。通过系统集成,实现了矿山地测数据处理及地测图件绘制的一体化管理。     

一种基于平面地质图的复杂断层三维构建方法

在分析平面地质图数据特点的基础上,为准确表达复杂断层的空间几何形态和相互之间的关系,引入了由地质形体的轮廓线构建而成的线框架模型概念;修正了边界表示法模型有效构建的基本条件;从地层与断层之间的关系角度详细阐述了有效构建线框架模型的方法;提出了以线框架模型为基础的断层面整体构建技术思路,解决了复杂断层面三维构建问题。     

基于ArcGIS的钻孔三维层序——构造可视化建模

以廊坊市为例,收集和利用廊坊市区范围的工程地质、水文地质、城市建设等约200～300个场地钻孔资料,通过层序地层分层法、数据处理、三维钻孔数据库建立及三维空间拟合,采用ESRI公司的ArcGIS软件进行第四系三维地层构造建模和可视化分析。     

广东城市地质信息管理服务平台设计与实现

要:为实现对全省城市地质调查成果的规范化管理,挖掘地质调查成果信息,为城市规划、建设、管理、安全等提供综合地质信息服务,依托广东省"数字政府"政务云资源,充分利用"云计算""大数据""中台+微服务"等技术搭建广东省城市地质信息管理服务平台;开发数据管理与维护、三维地质建模、专业分析评价、地上地下二三维一体化展示分析、示范应用、公众服务等应用系统,实现对全省城市地质调查成果的汇聚管理、分析评价、共享服务及辅助决策.通过"数字政府"建设的政务大数据中心实现成果共享,以及基于省平台搭建地市版城市地质平台、地质成果生产软件等为各地市提供信息化技术支撑,避免重复建设.     

煤层气地面与井下一体化抽采三维可视化管理系统关键技术

在对典型矿区不同储层条件下煤层气协调开发技术模式和地面与井下联合高效抽采技术分析总结的基础上,结合人工智能技术,实现了煤层气地面与井下一体化抽采三维可视化管理系统的智能化。根据煤层气地面与井下抽采系统中三维要素的不同特征,分别采用地面建筑物与抽采设备的3DMAX静态建模和基于钻孔数据的地质体动态建模。运用对原始数据进行解析控制插值算法的精度和视窗的消隐与裁剪等技术,实现了三维要素的多角度观察、放大、漫游、旋转、平移、叠加、剥离、透明和纹理处理等可视化功能。系统在晋城矿区寺河区块进行实际应用,取得了良好的效果。     

红青三维立体地形地质图的制作及其地质应用

应用红青滤色三维立体图对制作立体地形图是一个十分重要而简单的方法。文中简述了红青滤色立体图的原理,应用SRTM-DEM数据制作红青滤色三维立体地形图,结合地质图获得红青滤色三维立体地形地质图。立体地形地质图是地质填图成果的直观形象,是活动构造地貌研究的重要工具。     

Stacking集成策略下的径向基函数曲面复杂矿体三维建模方法

建立三维矿体模型是数字矿山、智慧矿山的基础.针对经典径向基函数曲面重建算法在原始数据稀疏时出现曲面边界自拟合及模型不连续现象,提出了一种集成多种机器学习模型的径向基函数曲面复杂矿体三维建模方法.该方法利用Stacking模型学习矿体轮廓线离散化点云数据的分布特征,建立表征矿体模型几何信息的有向点集;在此基础上提取边界点及法向量,通过Hermite型径向基函数建立隐式场,最后基于行进四面体算法建立三维矿体模型.与轮廓线拼接法、经典径向基函数曲面重建算法、简单克里金插值法相比,该方法能够有效减少曲面边界自拟合现象,减少模型多余孔洞,提高模型的连续性;建立的模型所切轮廓线与原始轮廓线相似度达75.14%,与人工干预程度较高的显式模型相当;在体积表征上与显式模型的差距达到最低.     

三维地质建模与地矿勘查图件编制一体化方法研究

利用先进的三维可视化模型改造传统地矿勘查图件编制是目前研究的一个重要方向,是实现地矿勘查图件定量化、精准化编制的一种有效途径和方法。以传统方法矿产资源储量估算为主线,以矿山三维地质建模及资源储量估算相关图件编制为切入点,对三维地质建模与地矿勘查图件编制一体化方法进行了探索性研究。通过矿山实际应用表明,该方法可有效解决矿山在不断勘探与开采过程中所面临的三维地质模型更新与地矿勘查图件动态编制问题,初步实现了矿山三维地质建模与地矿勘查图件编制的一体化与可视化;有效避免了地矿图件编制中的三维空间地质内容不一致问题,矿山图件编制及三维地质建模效率与精度明显提高,应用效果显著。     

1:500万国际亚洲地质图

1:500万国际亚洲地质图(IGMA5000)是由世界地质图委员会(CGMW)的4个分会、亚欧20个国家的100余名地质学家合作完成的.这是 CGMW 旗下,第一份 IGMA5000;第一份以亚洲为主体,又包括邻区,既表示大陆地质,又表示海底地质的 IGMA5000;第一份按国际标准,在 ArcGIS 平台上编制的数字化IGMA5000.图幅西起阿尔卑斯,东到马里亚纳海沟,北起北冰洋,南到爪哇海沟.从这张图上,不仅可以解读亚洲地质,而且可以研究亚洲与相邻大陆和海洋的地质构造关系.IGMA5000的完成,为亚洲大地构造、成矿规律和资源环境研究建立了一个坚实的基础.     

关中盆地城市群环境地质图编图研究

关中盆地城市群是一个人口密集、工农业发达的地区,同时也是一个环境地质问题突出区。笔者以关中盆地城市群为研究对象,开展资料集成分析和综合研究工作,编制完成《关中盆地城市群环境地质图》。笔者阐述了关中盆地城市群环境地质图的编图思路和编图原则,详细介绍了环境地质图反映的主要内容以及主图、镶图的编制方法。本图的编制为关中盆地城市群地质灾害防治和地质环境保护提供了科学依据,为城市群发展规划和政府宏观决策提供了重要支撑,也为中国其他地区环境地质图件的编制提供了参考。     

1:25万地质图空间数据库的建立

建立地质图空间数据库是将通过调查得到的数据整理后进行属性数据、图形数据采集,利用GIS软件形成不同格式的地质图空间数据库从而达到数据库存储、查询、分析、检索的目的,并实现信息共享。通过利用MAPGIS软件以及基于MAPGIS上开发的RGMAP数字填图系统建立1∶25万地质图空间数据库,分析了数据库的内容和功能,重点提出了建库过程中应该注意的问题。     

基于线框架模型的三维复杂地质体建模方法

提出了一种基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法,在准确表达复杂地质体各要素空间几何形态与相互关系的基础上,实现地层交错情况下断层面、地层面模型及复杂地质体模型的准确快速构建.建模实践表明:基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法是准确高效的,能适应常见复杂地质条件下三维复杂地质体模型的构建.     

碳酸盐岩溶洞型储集体地质建模的几个关键问题

与常规储层不同,碳酸盐岩溶洞型储层是一种由古岩溶作用形成的特殊储层,其发育特征复杂,非均质性极强,碎 屑岩储层建模中较为成熟的方法并不适用于该类储层。本文在分析现有研究成果的基础上,以塔河油田为例,讨论了溶洞 型储集体建模中的几个关键问题：以溶洞型储集体成因特征为前提实现地质约束,考虑建模软硬数据的相对性,进行多类 多尺度数据整合以及较完善的溶洞型储集体形态模拟方法;对溶洞型储集体建模研究中亟待发展的问题进行了展望,指出 表征溶洞型储集体复杂形态、配置关系及内部充填特征是下一步的研究方向;认为多点地质统计学方法在表征溶洞型储集 体复杂形态方面是可行的,根据溶洞型储集体充填程度及充填物类型进行属性表征有利于建立更准确的地质模型。     

3-D Geological Modeling–Concept, Methods and Key Techniques

3-D geological modeling plays an increasingly important role in Petroleum Geology, Mining Geology and Engineering Geology. The complexity of geological conditions requires different modeling methods in different situations. This paper summarizes the general concept of geological modeling; compares the characteristics of borehole-based modeling, cross-section based modeling and multi-source interactive modeling; analyses key techniques in 3-D geological modeling; and highlights the main difficulties and directions of future studies.     

一种基于物性数据的深部三维地质建模方法

地质采样信息不足是制约深部三维地质建模的重要因素, 深部物性探测数据由于其易于获取而能够有效形成可视化模型.结合这一特点, 在地质调查项目工作中探索出了一种基于物性探测数据的三维地质建模方法.它首先利用岩石样品物性测量实验数据提取出物性参数及其对应地质属性的映射关系, 然后将不同地球物理方法所获取到的物性数据进行综合建模并解释, 最后将解释后的可视化模型转换为地质三维模型.实践证明, 该方法能够针对性地解决项目中的一些深部地质三维建模问题.      

基于MapGIS建立的中国地质环境图系数据库

中国地质环境图系数据库,是中国首套统一结构、统一格式、统一编码的涵盖地质环境、地质灾害、地下水、矿山地质环境、地质遗迹5个专业领域的全国性数据库。该套数据库是基于1：1 000 000数据源的地理信息库,以分省1：500 000环境地质调查、县市地质灾害调查、重点地区1：50 000地质灾害调查、新一轮地下水资源评价、第二轮全国矿山地质环境摸底调查和矿产资源集中开采区矿山地质环境调查、首轮地质遗迹调查等数据为基础,集成近20年来水工环地质调查监测数据和最新综合研究成果,根据统一的建库技术要求建立而成。该套数据库具有统一的系统库（符号库、颜色库、图案库、线型库）,属性按照统一的编码规则和要求建立,图件按照统一的图饰图例进行了规范化处理,共包含163个专业图层,图元数量共337 833个,容量约8.8 GB。该套数据库为实现成果图件的动态管理与更新、构建数字地质环境奠定了基础,可为地质环境保护管理、国土空间规划、生态修复、地质灾害防治提供详细的基础信息资料。     

复杂断裂构造条件下城市地质三维建模方法研究

三维地质建模技术是城市地质应用中的一个前沿课题。三维模型的准确程度对于工程分析、判断和决策影响极大。常规的三维地质建模方法通过大量简化地质条件来降低建模的复杂度,却无法精确描述断层等复杂而特殊的地质现象。笔者以构造条件复杂、断裂发育的沉积盆地为研究对象,对复杂断裂构造条件下城市地质三维建模中的关键技术和建模方法进行了探索性研究,形成了一套以地质构造框架为单元,以岩层出露线和岩层产状作为岩层的形态要素,钻孔数据作为层面的控制要素,形成一套由面成体的“构造镶嵌”地质建模的技术方法流程。关中盆地第四纪三维地质建模实例证明,该方法可以有效地提高复杂断裂条件下三维地质建模的效率与准确性,可为地质条件复杂地区的城市地质调查项目提供借鉴。