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      城市地質調查 | 城市三維地質模型7大關鍵技術!

      2019-11-25

      2017年11月15日,中國地質調查局正式發布了《城市地質調查總體方案(2017-2025年)》,明確了未來八年城市地質調查工作的路線,其中一項目標是提交不少于140個中型以上城市(含示范城市)的三維城市地質模型。


      隨著這一方案以及 “透明地下雄安” 項目的發布,城市地質調查項目開始廣泛的在各個城市啟動起來,在國土資源部發布的《城市地質調查規范》中也明確提出構建三維可視化地質模型是城市地質調查的主要任務之一。


      那什么是三維地質模型?什么樣的三維地質模型才能滿足城市規劃、管理和建設的需求?城市三維地質模型的關鍵技術是什么?


      一、什么是三維地質模型?


      三維地質模型是用來描述地質體的幾何形狀及其內部各種物理化學參數的分布情況的計算機模型。


       

      三維地質構造模型


       

      三維地質屬性模型



      二、什么樣的三維地質模型才能滿足城市地質工作的需求?


      根據《城市地質調查規范》,城市地質工作要支持城市空間開發利用、地質資源的調查、地質環境的監控、地質災害防治等多個方面。傳統的城市地質建模模式是根據某一特定需求進行數據采集,然后按需求建成相應的專業模型,如水文地質模型、地熱地質模型、工程地質模型等。這一工作模式的主要弊端是要進行大量的重復性工作,浪費了人力資源,降低了效率,提高了成本。


       


      因此,新興的城市地質建模工作模式是利用采集的所有數據為每個城市建立一個盡可能完備的基礎三維地質模型,并存儲于云端,通過web進行可視化,服務于各個專業領域的應用。


       


      由于每個專業領域的需求都不太一樣,所遇地質情況或復雜或簡單,所需描述程度或簡單或精細,所研究的目標區域或大規?;蛐〕叨?。所以此基礎三維地質模型應具備以下特點:


      1. 完備:可以將已有多源數據中蘊含的地質信息充分的表達出來;可以滿足各專業領域的需求。

      2. 大規模高精度:滿足各專業領域對于任意區域大小、任意網格規模以及任意精細程度的需求。

      3. 維護成本低,可以進行局部更新:當數據有所更新時,將整個模型進行更新是非常耗時耗力的,所以整個基礎模型需要支持局部更新。


       

      基礎三維地質模型



      三、城市三維地質模型的關鍵技術是什么?


      1. 多源數據融合技術:要能利用各種來源的數據進行地質建模,無論是地球物理數據、地球化學數據還是鉆孔數據。


      2. 復雜地層、斷層建模技術:處理任意復雜地質情況,如地層殲滅、透鏡體、復雜逆斷層等,建立完備的三維地質基礎模型。


      3. 網格剖分技術:能夠在復雜地質構造模型約束下進行大規模三維體網格生成,作為屬性模型的基礎。所生成的網格需要準確匹配地質構造模型的幾何形狀,在地層斷裂和尖滅處不能出現鋸齒效應等嚴重偏離構造模型幾何形態的現象。


      4. 高精度網格拼接技術,支持多人并行工作:一個人建一個城市的基礎地質模型是要耗費大量時間的且幾乎不可行,所以需要高精度網格無縫拼接技術,從而支持多人并行工作,并使整個模型支持任意局部的調用。


      5. 與地下建筑物融合技術:若想支持城市規劃中的應用,則需要對自然物體與人造物體進行統一建模,將人造物網格與地質模型網格進行融合,使數值模擬技術的普及應用成為可能。


      6. 可視化技術:通過LOD多分辨率顯示,滿足用戶對不同尺度、不同精度的模型需求。能夠支持互聯網用戶通過瀏覽器對大規模的構造模型和屬性模型進行三維可視化,不能要求用戶安裝插件,可支持主流瀏覽器;實現自由觀察、自由剖切和挖取等交互功能。


      7. 分布式數據庫大規模模型網格數據管理技術:基于云平臺,通過分布式數據庫管理大規模高精度的地質構造模型和基于三維體網格的屬性模型,實現任意局部的下載和更新。


      北京網格天地軟件技術股份有限公司目前已完全具備以上所有關鍵技術能力,不僅可以通過其自主研發的深探地學建模軟件建立“大規模高精度的基礎三維地質模型”,而且還可以通過其自主研發的“透明地球”平臺對該模型進行存貯與可視化。

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