城市三维地质数据组织与管理方法研究

城市三维地质数据的组织与管理是城市三维地质信息系统建设所面临的首要难题。通过对城市地质调查成果数据和城市三维地质信息系统用户需求的分析,将城市三维地质数据抽象、概括为“两个层次、四大类别”。“两个层次”是指城市三维地质数据包括原始数据和解释成果数据这两个层次;“四大类别”则是将城市三维地质数据分为地理空间数据、原始勘察数据、专业解释数据和三维地质建模数据等四个大类,其中地理空间数据和原始勘察数据属于“原始数据”这一层次,专业解释数据和三维地质建模数据属于“解释成果数据”这一层次。论文还按照地质数据所涉及的专业标准,将城市三维地质数据划分为多个专业库,这可满足不同专业的工程人员的应用需求。根据三维地质建模的要求,特别提取出经特殊解释后的三维建模数据,以实现对地质数据的三维可视化显示与分析。这种数据组织与管理方案已经成功的应用于北京、上海等城市的三维地质数据管理和服务系统之中。     

3D GIS支持下的城市三维地质信息系统研究

介绍了3D GIS的发展现状与应用前景，详细地讨论了基于3D GIS构建的城市三维地质信息系统的设计思路和结构功能。在分析城市三维地质数据多种建模方法的基础上，采用一种基于TIN和TEN的混合数据结构来构建城市三维地质数据建模系统。另外，针对城市三维地质数据的特点，探讨了城市三维地质海量数据的采集与管理、城市三维地质数据信息的Web发布等重要问题，为系统功能的最终实现提供了完整的解决方案。     

济南泉域岩溶地区多源多尺度数据三维耦合模型及应用

为解决济南城市轨道交通建设与地质环境、保泉供水及建构筑物之间的矛盾,实现泉水保护与轨道交通建设双赢,研发了三维城市地质信息管理与应用系统。根据济南泉域富水岩溶的特点,采用现场工作、室内实验、理论研究、数值分析、成果集成应用等综合研究方法,设计了基于MapGIS 10的三维地质环境信息系统,建立了济南城区标高-350 m的三维可视化地质模型、岩溶模型和水位动态模型,形成了岩溶区三维地质建模的系统方法。为济南轨道交通建设及保泉供水提供了重要管理和应用平台,为济南城市轨道交通的规划、建设、管理提供决策依据,作出更科学的分析和预测。     

福州城市地质信息服务应用拓展研究

通过对"福州城市地质信息系统"及国内其他城市地质信息应用系统进行分析,提出当前地质大数据环境下,探讨拓展城市地质信息服务的深度和广度,并提出应用拓展方案,构建城市地质信息服务共享平台,建立城市地质信息服务发布系统,扩展城市地质信息系统应用,建立地质数据长效动态更新机制。阐述地质信息服务应用拓展框架结构,搭建具有综合性、时效性、差异化的地质信息服务平台。     

江苏徐州城市地质调查需求分析及关键问题

随着城市化及城乡一体化进程加快,地质环境问题对城市建设的影响日益突出,开展城市地质调查,解决城市地质问题已成为当务之急。从徐州市城市规划建设、重大工程建设、城市防灾减灾、生态环境保护及"智慧徐州"构建等方面分析徐州城市发展对地质调查工作的需求,从基础地质、地质资源、地质环境、综合研究、信息系统5方面部署徐州城市地质调查工作,并提出徐州城市地质调查中亟需解决的关键问题,即地下水资源约束与应急供水保障、岩溶区地下工程风险与灾害防控、采空区建设用地的适宜性与风险评价、塌陷地复垦土地质量与生态安全、城市地质信息系统的构建与"智慧徐州"融合。     

城市区域三维地质结构模型建设与集成方法

大区域高精度城市三维地质模型可以实现多源数据有效集成,提升城市地质工作成果的可视化表达能力。本文剖析了交叉折剖面、多源交互式复杂地质体建模等适用于城市地质三维建模的技术方法,并对每种方法的适用性及优劣势进行了详细的描述。以GeoBGS平台为基础,利用不同数据模型的特点,通过标准化钻孔数据库、基准钻孔库、基准剖面库及地层模型的建设实现了通州区范围的土壤环境、地下水环境、地面沉降等多专题信息地质模型。将多专题地质模型进行集成显示和分析,构建了通州区域三维地质集成模型展示系统。为满足空间一体化表达的应用需求,通过空间配准、坐标系统转换及地下模型的拓扑修复,确保了地上地下一体化模型在同一坐标系下的无缝集成。     

自然资源管理视角下江苏城市地质调查工作新思考

城市地质调查是城市规划建设和运行管理的基础工作。江苏在全国率先覆盖地级市的城市地质调查工作,形成具江苏特色的工作机制、工作方法、工作模式和工作成果,但尚不能满足自然资源管理的需要。本文在全面分析江苏城市地质调查工作成效和不足的基础上,基于自然资源管理需求,构建了由多尺度三维地质调查、多要素自然资源调查、多系统生态地质调查、多维度地下空间评价、资源环境监测网建设和城市地质信息系统及服务平台建设组成的城市地质调查工作新体系,并提出精准服务国土空间规划、建立地质大数据开放共享平台、推广“地质+”成果转化创新和探索后工业化时代工作方向等城市地质调查工作新思考。     

厦门三维地质建模方法研究及其在工程应用

主要根据厦门城市发展的战略需求,针对厦门市社会经济在可持续发展过程中所遇到的资源、环境与安全等问题,在充分搜集与整合并数字化厦门已有地质勘察、调查等资料及成果的基础上,综合运用地质学、地球物理化学、钻探方法和计算机信息技术等手段,全面调查城市地质灾害点与地质地层环境,建立厦门三维可视化城市地质信息管理服务系统,实现全市地质数据的一体化多层次管理和三维可视化,为城市重要重点项目的规划、选线选址、勘察设计及施工建设与运营管理提供最基础的地质信息化资源与决策平台。     

杭州市城市三维地质信息管理与服务系统的构建

分析了城市地质信息化的必要性、发展历史及现状。提出了城市地质信息系统的总体结构,系统划分为数据层、应用层和服务层3个层次。在功能上则由信息数据录入与管理子系统、地质数据分析评价子系统、数据共享与社会化服务子系统构成。然后分数据库和业务应用系统两个部分阐述了系统的开发方案,并说明了三维地质结构建模、多元数据一体化显示和专业分析评价这3个关键技术的解决方案。最后给出了所述思想在杭州城市地质信息管理与服务系统开发中的应用情况。     

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。     

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.     

基于T-C-V架构的三维城市地质信息共享平台建设

基于Arc GIS平台强大的空间数据管理和分析功能,采用OGRE图形引擎从底层研发地下三维地质信息模型,运用云计算技术设计基于T-C-V(终端—云端—虚拟端)架构模式的三维城市地质信息共享平台。通过统一入库标准、专业的分析算例、通用的服务接口、完备的服务体系,构建集城市工程钻孔管理、多源数据融合、区域信息服务、三维地质建模、地质成果输出与共享、地质资料检索等功能于一体的服务体系。建立统一的数据中心,以服务的形式实现平台数据共享与互操作,达到提高三维城市地质数据的应用能力和增强地质信息的共享水平的目的。依据笔者方法建立了原型系统,在实际使用中证实能够满足生产要求。     

论中国“玻璃国土”建设

"玻璃国土"是在一个国家范围内对"玻璃地球"的称谓。这是一个地质信息和地理信息相结合并存储于计算机网络上的、可供多用户访问和开展决策分析的三维可视化虚拟浅层地壳。其目的是便于矿产资源的发现和评价,同时揭示地质灾害孕育背景和机理并实现预警和减灾。"玻璃国土"建设不仅涉及理论、方法论和高功能三维地质信息系统的研发,还涉及获取深部探测新资料能力、新资料综合和解译能力的建设,以及矿产资源勘探、工程地质勘察和地质灾害预警等模式的建立,核心是地质信息科学和技术。"玻璃国土"建设的目标与各地质矿产部门所进行的信息化建设目标一致,但更系统、更完整、更完善,需要多部门联合行动。     

城市地质信息系统建设的目标与解决方案

城市地质信息系统建设的基本功能目标是：支持多源异构地质空间数据的存储、管理、提取、传输与交叉访问,实现地下地质结构与关系的表达、分析和过程的三维可视化,支持政府决策并开展相关领域的信息社会化服务。为此,应当将其纳入“数字国土”和“数字城市”工程的统一规划中去,一方面借鉴地矿点源信息系统的设计思路与方法,研发并建造主题武的“城市国土资源基础数据平台”,以及相关的决策支持系统和服务应用系统;另一方面运用“多S”集成技术、联邦数据库技术、数据仓库技术、三维可视化技术和计算机网络技术,整合各种已有的和新建的多源异构的数据库、图形库、知识库、方法库、模型库和管理系统、决策系统。在具体设计时,可以将客户机／服务器(C／S)结构与浏览器／服务器(B／S)结构结合起来,并按市(局)—县(区、分局)两级联网的构架进行设置。     

苏州城市规划区三维水文地质模型的构建

三维水文地质模型可全方位展现地下含水介质的空间分布特征,是含水层系统分析的有效手段。以研究区水文地质工程地质与第四纪钻孔、地表DEM、基岩面、第四纪模型、水文地质剖面图、水文地质条件图等为基础数据,以苏州城市地质信息管理与服务系统为平台,采用"钻孔—地质剖面/等值线—地层实体"的整体建模思路,创建了苏州城市规划区三维水文地质结构模型,为苏州城市地下水资源信息化管理和城市可持续发展提供基础地质数据和科学决策依据。     

城市地质特定领域软件体系结构

城市地质信息管理与服务系统是典型的面向特定领域的软件系统.为解决城市地质领域中信息系统软件构建重用问题, 将现代软件工程中特定领域软件体系结构设计思想引入城市地质信息系统研发中, 提出了城市地质特定领域软件体系结构: 异构结构风格、软件框架结构、总体业务处理流程等几个重要方面的内容.采用这一设计思想, 不同城市应用系统的构件重用程度相当高, 便于系统开发的组织管理, 可大大降低开发成本, 同时系统也具有较好的可扩展性.实践证明, 城市地质特定领域软件体系结构及其设计思想可应用于不同城市城市地质信息系统或类似大规模系统的开发工作当中.      

基于工作流的国家地质调查项目管理信息系统设计

本文基于工作流技术设计实现了国家地质调查项目管理信息系统。该系统覆盖了地质调查项目管理工作各阶段的流程模板,使各阶段的流程实例在拥有不同角色权限的用户间流转,并实现各种信息的传递。该系统全面提升了国家地质调查项目管理工作的信息化程度和工作效率,促使办公程序的规范化、公开化、系统化,对未来项目管理的协调发展起到积极的推动作用。     

“玻璃国土”建设中的矿山高精度三维地质建模方法

"玻璃国土"最终成果的表达应该是多分辨率的三维模型的集成。一般地区是用物探、化探、遥感资料解译成果建立的小比例尺的地表和地下三维地质框架模型,而对于有丰富勘探资料的矿集区和正在开采的矿山,应该建立分辨率更高的高精度三维模型。包括矿山三维地表模型、三维钻孔模型、三维矿体模型、三维岩层模型、三维构造模型和三维井巷模型等,建立这些高精度模型所需的数据、所需采用的方法、建模过程及模型结果各不相同。多分辨率模型的集成及应用涉及建模数据的一体化问题,包括坐标系统、边界对接和数据结构的一体化问题,需要在"玻璃国土"建设的统一框架下,事先制定分类标准来解决。     

基于大数据的城市地质环境智能监管思路与方法

随着城市化进程加速,城市范围迅猛扩大,人口急剧膨胀,高层建筑林立,地下空间开发规模化,面临着水资源贫化、地质环境恶化和地质灾害频发等巨大挑战。为了有效地应对挑战,迫切需要在城市多要素地质环境调查并建立完善的信息系统的基础上,开展面向"智慧城市"的精细、全息三维地质建模,即建立新型的城市"玻璃国土",实现城市地质环境时空透视,然后利用传感器、物联网和云技术,建立城市地质资源、地质环境和地质灾害动态监测数据链,最后基于地质科学大数据的同化、融合和挖掘技术,进行智能预警和管控。     

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。