城市地下空间三维地质模型可视化技术研究

目前,城市地下空间信息化发展面临着海量数据组织、管理和可视化显示等亟需解决的关键问题。本文顺应国家新型智慧城市建设趋势,提出并实现了城市地下空间三维地质模型可视化技术,构建地质三维模型分级数据,按照不规则四叉树结构形成LOD数据;基于构建的三维空间网格码规范编码,运用降维、非布尔运算的方法,实现最大精度化的地下空间模型数据无限逼近的融合;并采用多渲染引擎的混合渲染架构,支持DirectX、WebGL（OpenGL ES）、OSG（OpenGL）和游戏引擎（Unreal Engine）等多引擎渲染,实现TB级地下时空数据的真实感可视化与高效调度,为城市地下空间开发利用提供数据支持和辅助决策分析支撑。     

基于三维地质模型的西咸新区地下空间开发 适宜性评价

地下空间开发地质适宜性评价是合理进行地下空间开发、降低开发地质风险的重要手段。传统的评价方法没有考虑地下空间复杂的垂向变化,因而无法满足越来越精确的地下空间规划要求。本文以西咸新区沣东沣西为例,结合该区地质地貌背景、工程地质特征、水文地质条件、不良地质作用以及地下空间开发现状等特点,建立地下空间开发地质适宜性评价因子体系;利用三维精细化剖分的评估单元为载体,综合使用多种三维空间分析方法从多要素地质模型中定量或定性提取各项指标,运用层次分析法模型开展研究区地下空间开发适宜性评价。评价结果表明：研究区60 m以浅地下空间开发利用条件优越,总体适宜开发建设。浅层空间易受文物保护区、地面水体、活动断裂影响,中层空间受城市建成区既有设施及地下构筑物影响较大,深部地下空间主要受断裂影响。该方法能够精细刻画地下空间在垂向上的差异,评估过程与结果能够立体透明化表达,能够定性、定量地为地下空间开发利用提供辅助决策,以达到资源保护优先、协同开发的开发利用格局。     

泰安市城区地下空间开发与环境地质影响关系分析

通过对泰安市城区地质环境条件的深入分析,系统阐述了泰安市城市地下空间开发与地质环境因素之间的相互影响关系,一方面城市地下空间开发受到地表水、地下水水位、水质及岩溶塌陷地质灾害等地质环境因素的制约,而地下空间开发建设又反过来影响和改变着城区地下水环境、土壤环境,并有可能提高城区岩溶塌陷发生的机率,因此建议有关部门在规划建设城市地下空间的同时要加强地质环境保护。     

OpenGL在三维地质模型可视化中的应用

本文介绍了作者在将ＯｐｅｎＧＬ应用于三维地质模型可视化中的经验与体会。首先介绍了用ＯｐｅｎＧＬ显示三维地质模型的几个技术关键。包括模型绘制、投影变换、取景、ＴＩＮ表面显示、旋转、颜色与材料等。然后介绍了笔者基于ＯｐｅｎＧＬ的剪变换和缓冲区累加功能提出了的”切片合成法”的原理、用途、应用注意事项和应用于煤田地质勘探中煤层底版等高线图制做的实例。     

基于三维地质模型的地下洞室群地震动力响应分析

工程区域地质条件是影响地下洞室群稳定的重要因素,而通用数值分析软件在建立复杂地质模型时存在建模时间长、准确度低、不能真实反映复杂地质特征等困难。针对此问题,采用以非均匀有理B样条（NURBS)为主的混合数据结构,对复杂区域地质构造进行了三维建模,建立了西南某水电站大型地下洞室群的三维地质模型。并以此模型为基础,建立了包括空间曲面断层、地层等复杂地质因素的数值模型,结合ABAQUS的隐式和显式分析,对洞室开挖和地震作用下的动力时程响应进行了仿真分析。分析结果表明,该方法不仅较大程度地反映了实际地质情况,而且有利于数值仿真分析的网格剖分与计算,从而为分析地下洞室群地震反应提供了三维数值模型,为地震作用下洞室的安全性评价提供了重要的技术支持。     

三维地质模型软件71在冷43 油藏描述中的应用

根据地震解释的地层层序和构造单元的空间允布，以及多井对比建 立的小层分布，在层序内部尽可能地平行于原始沉积面细分层系，建立表 述储层在三维空间任一点分布状况的定量地质模型，并以此为骨架，加上 测井解释和岩芯分析或地震解释所得的储层参数，在三维空间内形成三 维地质模型。在mips等图形工作站上以各种切片图、剖面图、透视图等 方式显示。     

基于GMS的秦王川盆地三维地质模型构建

城市地下空间的合理开发利用有助于改善城市环境,建设宜居型城市,提高城市的综合承载能力,其意义十分重大。三维地质建模是目前最常用的直观反映地表以下地质条件的技术方法,在地下空间开发利用规划过程中被广泛应用。秦王川盆地是第5个国家级新区\     

南昌地区三维地质模型初探

三维地质体建模能以三维真实感图形的形式形象地表达地质构造的真实形态、特征以及三维空间物性参数分布规律,成为地质信息可视化的发展方向。南昌地区已进行的地质勘查工作,利用积累的成果资料,首次建立南昌地区三维地质模型。由于资料来源的多样性和对红层下伏地层勘查程度的不足,建模数据的提取和处理较为复杂。讨论资料收集、数据提取及处理和建模步骤,为类似条件的地质建模提供方法参考。     

三维地质模型在门头沟新城建设规划地质勘查中的应用

三维地质模型具有直观、准确、可分析、可利用等特点,可以为城市规划及土地利用提供科学依据。本文介绍了三维地质模型,在门头沟新城建设规划地质勘查中的应用。     

地下空间地籍调查三维地震勘探技术应用研究

地下空间是城市发展中土地资源综合利用的重要途径,准确掌握地下空间利用现状对城市地下地籍调查和权属认定意义重大。地下空间情况复杂,地球物理探测面临诸多现实难题。通常布置二维剖面只能对地下空间进行＂拼凑式＂成像,无法整体刻画地下空间。三维地震技术以全方位获取反射信号,能准确对目标对象予以成像,但目前尚无应用于城市地下地籍调查的实践。结合专题研究,以小块体、浅层采集等方法,以实现该技术在地下空间调查中的应用。通过具体实验,初步形成了实施技术方案,并对应用效果与存在问题进行了分析。     

水电三维地质模型中各地质要素的建模方法

决定水电工程地质分析成败的主要环节是地质实体的模拟。用三维数值地质实体模型来模拟实际工程施工过程,可以协助解决各种工程地质问题。介绍了水电工程中地质模型的各个要素（地形面、基岩面、岩层界面、构造界面、透镜体、地层单元、勘探工程以及地质实体）的创建方法、实现思路以及可视化显示,基本包含了水电工程地质分析所涉及到的所有方面。     

城市地下空间开发中的工程地质问题

本文在概述我国城市地下空间开发利用现状和发展趋势的基础上,评述了土体的稳定与变形,地下水的勘查与治理,开挖支护与地质条件关系,施工对已有工程的影响等问题,并提出了今后研究的方向。     

济南泉域重点地段可视化三维地质模型建立

为深化对济南泉域的认识,运用已有钻孔、地质图、地形图及剖面图等多源地质数据,通过对钻孔数据、地质边界、DEM数据、断层数据以及辅助数据等多源数据进行耦合,对剖面进行CAD设计以完善空间信息,建立了济南泉域钻孔模型、断层模型、层面模型,采用Horizons-to-solids方法实现了实体模型的重构,最终完成了济南保泉三维地质建模。该模型实现了空间信息全方位、一体化显示,刻画了地质对象之间复杂的空间关系,解决了地质空间数据的查询、分析、计算与管理,为济南保泉工作提供了有力的地质依据。     

有关GMS支持下城市地下空间三维工程地质地层建模的研究

对于城市的发展来说,其规划已经离不开三维技术,三维技术在对城市的空间模拟使得城市发展规划更加的完善与精确,基于三维建模软件,本文主要对GMS在城市地下空间三维工程中的应用进行简单的分析,阐述三维地质建模的意义,并对GSM在建模中的应用进行相关的介绍。     

水利水电三维地质模型覆盖层建模技术研究

近几年,建立水利水电三维地质模型成为地质工作者分析工程地质现象和掌握岩土体结构规律的一种新的有用手段。在CATIA软件的基础上,利用Visual Basic.net编程开发了适用于水利水电行业的三维地质建模平台,系统介绍了该三维地质建模平台,该平台包括覆盖层、地质层、水文层、模型分析、模型剖切、有限元分析等基本模块,结合三维地质建模软件提出了地质模型的覆盖层建模流程;针对建模过程中一些关键技术问题做了详细的分析研究,如原始数据处理、曲面分割、曲面缝合等。同时,该软件可实现对已建好的三维地质模型进行质量检测与修复,以保证地质模型的可靠性,最后利用该建模平台建立了某水电站的三维地质模型,利用平台的切割功能实现模型的任意位置、任意角度的二维剖切,以满足工程设计的需要。     

城市地下空间地质安全风险三维评价方法与实践

城市地下空间地质安全风险三维评价是合理进行地下空间立体化开发、降低开发地质风险的重要手段,但目前尚缺乏系统的研究,工作方法体系仍有待深入探讨。本文在前人工作基础上,对城市地下空间地质安全风险的类型、地质诱因与核心评价指标,以及传统二维评价的局限性进行归纳总结,并结合三维地质建模、三维评价指标体系以及三维空间分析等关键三维方法技术,提出了一套较为系统的城市地下空间地质安全风险三维评价技术方法体系。为验证方法的有效性,在南京市江北新区开展了城市地下空间地质安全风险三维评价实例研究,取得了较好的效果。研究显示该方法体系能够显著提升三维尺度下地下空间地质安全风险评价精度和准确性,为立体化地下空间开发提供有力支持。     

城市地下空间开发分层体系的研究

为统一城市地下空间在规划开发过程中的分层标准,文中统计了国内外主要城市的地下分层情况和相关规范要求,并分别就自然因素和社会因素对城市地下分层的影响进行分析。其中自然影响因素主要有地形地貌和工程地质分布,该因素决定了地下空间开发的难度和成本;社会影响因素主要有城市规模、区位条件和地方政策法规,城市人口规模和经济水平决定了地下空间的需求量。结果表明,区域的开发需求量和开发难度决定了城市地下空间的开发规模,进而影响到地下空间的分层。多数城市常以15 m、30 m为界将地下空间划分为浅层、次浅层、深层;浅层地下空间受地形地貌影响较大,宜分区域进行分层,陡坡处宜沿着与地面垂直方向进行分层。在此基础上建立了一套地下分层评价指标体系,对后续的城市地下空间规划工作具有指导和借鉴意义。     

三维地质模型在钻探选址中的应用——以龙头-沙坝子钻探选址为例

三维地质模型是对不同地质体、地质构造及其空间展布特征进行3D展示的一种先进的科学技术方法,为了促进诸广地区鹿井铀矿田铀矿找矿勘探工作,文章建立了地形地貌、构造、地层-岩体及矿体三维地质模型。在满足探测目标和钻孔施工要求的前提下,利用三维地质模型开展了龙头-沙坝子钻探选址,并进行了钻探验证。钻探验证结果达到了钻探设计的初衷,同时证明诸广地区具有良好的铀矿找矿前景。研究表明,利用三维地质模型为钻探设计提供了更直观的参考,在勘查工程设计方面具有广阔的应用推广空间,在区域找矿预测及找矿勘探工作中具有重要的实际意义。     

南京编制地下空间开发规划 地下环路将四通八达

中国工程院院士钱七虎教授指出，2003年南京的人均GDP就达到了3000美元，按照国际惯例，南京基本具备大规模开发地下空间的基础，但急需系统和科学的规划。