三维城市地质信息平台课件

三维城市地质信息平台三维城市地质信息平台1目录行业背景建设方案应用方向关键技术目录行业背景建设方案应用方向关键技术2行业背景1行业背景13地下地下商场地铁地下停车场地表地上人防工程地下管线空气质量天气地质构造与地下自然资源全维度城市空间行业背景地下地下商场地铁地下地表地上人防工程地下管线空气质量天气地质4中国地质调查局发起的全国三维城市立体地质调查试点工作现代城市的规划、建设、管理与服务离不开完整的城市地下空间信息支撑。成果数字化成果立体模型化成果表达多样化成果服务广泛化GIS技术助力实现地质数据的信息化与多维化表达行业背景中国地质调查局发起的全国三维城市立体地质调查试点工作现代城市5用户需求社会公众服务可视化辅助决策管理需求城市地下三维空间数据中心专业分析应用专业需求可视化应急指挥安全需求建设目标用户需求社会公众服务可视化辅助决策管理需求城市地下三维空间数6建设方案2建设方案27数据层服务层业务层应用层MapGISK9三维数据中心数据中心技术地质原始数据钻孔专业数据地面沉降监测数据地球物理化学数据……二维基础插件库专业地质出图插件库三维地质建模插件库三维景观建模插件库地质分析插件库……环境监测地质评价应急指挥市政管线防灾减灾城市规划城市轨道交通地下空间开发利用科普宣传……标准规范与制度法规组织机构与运营机制总体框架数据层服务层业务层应用层MapGISK9三维数据中心数据中8

GIS、GPS、RSCADOFFICE数据入库数据建库与管理维护多项目数据库管理业务流程钻孔原始分层标准化数据权限与功能权限大规模地质数据的二维快速可视化多专业地质资料智能查询检索技术多要素复杂地质专题图的智能成图与编辑基于因子库的专业评价模型构建与评价分析多约束下三维地质模型构建地质新闻发布综合地质环境信息检索地质数据查询与智能分析三维地质信息查询与动态智能分析数据采集与处理数据管理和维护模块（C/S）城市地质分析应用模块（C/S）地质信息共享与服务模块（B/S）功能结构GIS、GPS、RS数据入库大规模地质数据的二维快速可视化地9多专业、海量异构数据一体化管理多专业城市地质数据库建库与维护工具钻孔原始地层数据的标准化处理支持地质数据的自定义拓展城市地质数据库地质图件属性数据文档资料底图库2.1城市地质数据建库和管理解决方案多专业、海量异构数据一体化管理城市地质数据库地质图件属性数据10多模式的三维模型分析工具多方法的三维地质建模功能可扩展的多专业的评价分析工具方便灵活的多要素地质专题图生成与编辑工具二三维一体化的组织管理与分析应用2.2城市地质信息处理及分析评价解决方案多模式的三维模型分析工具多方法的三维地质建模功能可扩展的多专11柱状图剖面图等值线图统计图多要素综合图其他地质专题图统计图剖面图柱状图等值线图其他专题图2.2.1地质成图模块柱状图统计图剖面图柱状图等值线图其他专题图2.2.1地质12

面向地质对象，结合地质专业应用，形成可定义、可扩展的评价模型库，进行评价分析，辅助决策。热储层地热规划地下水开采分区地面沉降易发性沟谷分布地质对象1、地质灾害危险性评价2、地面沉降危害性评价3、地下水质量评价4、……建模评价模型库……2.2.2地质专业评价模型构建与评价分析面向地质对象，结合地质专业应用，形成可定义、13采用分析评价工具构建可定义、可扩展的评价模型，结合GIS空间分析功能，进行网格剖分和叠加分析，自动生成评价等值线图、评价分区图等评价结果。工程地质条件因子地面沉降速率因子地震综合指数因子断裂构造影响因子区域稳定性综合评价多专业评价分析2.2.2地质专业评价模型构建与评价分析采用分析评价工具构建可定义、可扩展的评价模型，结合GIS空14多源数据耦合层状地质体建模钻孔数据高程点数据基岩埋深等值线基岩出露区工程地质剖面基岩出露区等高线遥感影像贴图2.2.3多样化的建模方法多源数据耦合层状地质体建模钻孔数据高程点数据基岩埋深等值线基15使用钻孔、剖面、物探、岩相古地理、建模边界等，自动追踪地层分区图含有下更新统地层的钻孔不含有下更新统地层的钻孔建模边界剖面上的地层界线基于地质分区图的三维建模2.2.3多样化的建模方法使用钻孔、剖面、物探、岩相古地理、建模边界等，自动追踪地层分16基于地质分区图的三维建模2.2.3多样化的建模方法基于地质分区图的三维建模2.2.3多样化的建模方法17研究区三维剖面结构空间交叉剖面单元格

划分单元格

构建层面

块体的组合

构建层面

某一单元格内的地质块体

拼接成体

整体三维地质模型分区拼接的建模方法采用分治的方法，利用建模区域内多条交叉剖面将空间分割成多个单元格，利用单个单元格内一系列闭合轮廓线建立起曲面片，由地质体的空间几何形态，形成一个单元格地质块体。2.2.3多样化的建模方法基于剖面单元格划分的“分区-拼接”建模研究区三维剖面结构空间交叉剖面单元格划分单元格18平面地质图断层线框架断层面模型地层面模型地质实体模型基于地层层序界面分布地质图的复杂地质体建模2.2.3多样化的建模方法平面地质图断层线框架断层面模型地层面模型地质实体模型基于地层19含断层剖面的复杂地质体建模2.2.3多样化的建模方法含断层剖面的复杂地质体建模2.2.3多样化的建模方法20矿区剖面矿区岩层/矿体模型2.2.3多样化的建模方法平行剖面法三维地质建模矿区剖面矿区岩层/矿体模型2.2.3多样化的建模方法平行剖21系统利用三维可视化技术，利用文本文件、矢量文件建立曲面模型，如利用地面沉降监测数据，可以模拟区域的地面沉降动态发展过程，直观反映地面沉降对城市安全的影响。历史曲面模拟动态预演大规模曲面全自动建模2.2.3多样化的建模方法系统利用三维可视化技术，利用文本文件、矢量文件建立曲面模型，22地质体属性空间分布建模用于地质体内物理、化学属性值和其它地质参数（如孔隙度、贮水率、渗透系数、化学元素含量等）的三维空间分布规则化建模。属性体数据属性模型剖切体纹理绘制模型空间约束条件下三维地质属性建模2.2.3多样化的建模方法地质体属性空间分布建模用于地质体内物理、化学属性值和其它地质23三维模型爆炸显示功能将整个模型进行爆炸显示，使得模型能够被充分的打散开来，便于用户了解地层里面的细节问题。爆炸显示属性拾取模型剥离2.2.4模型拾取、拖拽、剥离、爆炸三维模型爆炸显示功能将整个模型进行爆炸显示，使得模型能够被24基于网格剖分技术的三维实体剖切分析技术，提供一整套的实体剖切分析功能，并可对切割模型进行保存。栅状图获取任意面切割折线切割桩基分析基坑开挖2.2.5三维实体剖切分析基于网格剖分技术的三维实体剖切分析技术，提供一整套的实体剖切25虚拟钻孔开挖2.2.6隧道虚拟开挖模拟与漫游虚拟钻孔开挖2.2.6隧道虚拟开挖模拟与漫游26面向网络的地质专业数据信息发布地质数据智能检索服务面向三维地质模型的发布

地质资料地质专题数据专业分析数据浏览智能检索地质资料索引三维成果信息发布与服务用户登陆（注册）地理底图遥感影像专业点位……柱状图剖面图等值线图……点位三维定位模型浏览模型分析……文档浏览文档下载……数据组织与处理（基于MapGIS）2.3三维城市地质共享与服务模块面向网络的地质专业数据信息发布地质资料地质专题数据专业分析数272.3三维城市地质共享与服务模块2.3三维城市地质共享与服务模块28多通道硬件环境下主、被动立体显示技术投影环幕主控机工作站1矩阵融合机工作站2工作站3演示操作区演示观看区投影机被动式立体眼镜AP转换器2.4面向GIS的虚拟现实展示多通道硬件环境下主、被动立体显示技术投影环幕主控机工作站1矩29关键技术3关键技术3303.12D、3DGIS集成模式下地质信息管理与可视化借助数据中心技术，在不涉及数据本身差异的前提下，以中间件技术为基础的插件管理方式，屏蔽二三维数据差异，集成二三维空间数据，在逻辑上以空间数据的概念进行统一管理，并统一规范了数据存储、可视化和分析应用等处理流程。2D表达3D地质实体剖切形成剖面虚拟钻探形成柱体钻孔轨迹剖面区3D柱体、剖面3.12D、3DGIS集成模式下地质信息管理与可视化借助数313.2基于数据中心的多源异构海量数据管理基于数据中心的数据仓库，实现多源异构数据统一的、可扩展的、层次化管理，可按主题层次生成动态的资源管理器式目录，实现目录定制和海量地质数据管理。地理底图遥感影像地形数据地质钻孔地质图地下空间利用物化探资料3.2基于数据中心的多源异构海量数据管理基于323.3三维模型的动态更新都会三维地质模型

挖去白云新城与大坦沙区域更新之后的白云新城、大坦沙模型新建的白云新城与大坦沙区域三维模型叠加显示模型开挖3.3三维模型的动态更新都会三维地质模型挖去白云333.4动态剖切动态剖切支持用户指定被剖切模型和保留模型，接下来系统将沿某一个方向对被剖切模型实时进行剖切，适合于研究模型之间的交切关系。3.4动态剖切动态剖切支持用户指定被剖切模型和34应用方向4应用方向4354.1服务于城市总体规划—功能区规划、工程选址上海临港新城北京奥运公园规划基础稳定性评估与区划根据城区活动构造的分布和活动性，对城市地壳稳定性进行区域划分，并对地面沉降等主要平原区地质灾害和工程地质问题、山区滑坡与泥石流等地质灾害和工程地质问题进行分析和评价，成果直接用于城市发展的总体规划。4.1服务于城市总体规划—功能区规划、工程选址上海临港新城364.2地下空间开发适宜性评价地下空间环境岩土工程评价

从岩土的工程性质、开发条件和环境影响等方面综合评估，确定未来城市发展适宜地下空间开发的地段和高风险区，为地下空间可利用规划编制与修编提供必要的信息。工程地质模型爆炸显示4.2地下空间开发适宜性评价地下空间环境岩土工程评价工程地374.3基于三维地层模型的工程建设方案优选在三维地质结构模型基础上，利用三维技术模拟地下空间开发过程，并按隧道不同设计深度，综合评价地层结构变化对隧道工程的影响。4.3基于三维地层模型的工程建设方案优选在三384.4地面沉降监测与防治研究结合水文地质结构模型、地下水采灌及地下水位动态，进一步研究地面沉降规律和机理，有针对性制定控制措施。地铁安全运营管道损毁4.4地面沉降监测与防治研究结合水文地质结构394.5重大生命线工程安全监测及研究结合地面沉降耦合模型，实时动态可视化沉降变化，为城市安全预警机制提供保障。具体工程安全监测及分析，需要以工程沿线地质结构为基础，以区域地面沉降动态为背景，结合轨道交通等基础设施特点，进行监测研究。轨道交通沿线工程地质立体剖面图4.5重大生命线工程安全监测及研究结合地面沉降耦合模型，实404.6城市地下水资源可持续开发与保护规划研究战略应急水源地评价：评价战略应急水源地的分布格局、水量、开采时限及优化配置的技术方案；应急供水条件下潜在的环境效应，水源地周边环境防护措施；地表水和地下水联合调蓄方案及区域联网供水方案，提出规划建议。在三维水文地质结构的基础上，建立地表水-地下水耦合模型，为地下水资源可持续开发与保护规划研究提供依据。4.6城市地下水资源可持续开发与保护规划研究战略应急水源地414.7辅助城市地下空间设施管理

围绕地下空间开发，探索建立“地籍图—地下地籍图—地质图”三图合一的服务能力，提供城市地下空间的权属管理。4.7辅助城市地下空间设施管理围绕地下空间开发，探424.8其它典型业务应用城市浅层地热能利用分析地下环境污染状况分析地下采空区管理与分析应急决策辅助分析……4.8其它典型业务应用城市浅层地热能利用分析43系统推广应用实例天津广州郑州哈尔滨佛山上海厦门曹妃甸宁波苏州济南系统推广应用实例天津广州郑州哈尔滨佛山上海厦门曹妃甸宁波苏州44【让人人享有地理信息服务】【让人人享有地理信息服务】45三维城市地质信息平台三维城市地质信息平台46目录行业背景建设方案应用方向关键技术目录行业背景建设方案应用方向关键技术47行业背景1行业背景148地下地下商场地铁地下停车场地表地上人防工程地下管线空气质量天气地质构造与地下自然资源全维度城市空间行业背景地下地下商场地铁地下地表地上人防工程地下管线空气质量天气地质49中国地质调查局发起的全国三维城市立体地质调查试点工作现代城市的规划、建设、管理与服务离不开完整的城市地下空间信息支撑。成果数字化成果立体模型化成果表达多样化成果服务广泛化GIS技术助力实现地质数据的信息化与多维化表达行业背景中国地质调查局发起的全国三维城市立体地质调查试点工作现代城市50用户需求社会公众服务可视化辅助决策管理需求城市地下三维空间数据中心专业分析应用专业需求可视化应急指挥安全需求建设目标用户需求社会公众服务可视化辅助决策管理需求城市地下三维空间数51建设方案2建设方案252数据层服务层业务层应用层MapGISK9三维数据中心数据中心技术地质原始数据钻孔专业数据地面沉降监测数据地球物理化学数据……二维基础插件库专业地质出图插件库三维地质建模插件库三维景观建模插件库地质分析插件库……环境监测地质评价应急指挥市政管线防灾减灾城市规划城市轨道交通地下空间开发利用科普宣传……标准规范与制度法规组织机构与运营机制总体框架数据层服务层业务层应用层MapGISK9三维数据中心数据中53

GIS、GPS、RSCADOFFICE数据入库数据建库与管理维护多项目数据库管理业务流程钻孔原始分层标准化数据权限与功能权限大规模地质数据的二维快速可视化多专业地质资料智能查询检索技术多要素复杂地质专题图的智能成图与编辑基于因子库的专业评价模型构建与评价分析多约束下三维地质模型构建地质新闻发布综合地质环境信息检索地质数据查询与智能分析三维地质信息查询与动态智能分析数据采集与处理数据管理和维护模块（C/S）城市地质分析应用模块（C/S）地质信息共享与服务模块（B/S）功能结构GIS、GPS、RS数据入库大规模地质数据的二维快速可视化地54多专业、海量异构数据一体化管理多专业城市地质数据库建库与维护工具钻孔原始地层数据的标准化处理支持地质数据的自定义拓展城市地质数据库地质图件属性数据文档资料底图库2.1城市地质数据建库和管理解决方案多专业、海量异构数据一体化管理城市地质数据库地质图件属性数据55多模式的三维模型分析工具多方法的三维地质建模功能可扩展的多专业的评价分析工具方便灵活的多要素地质专题图生成与编辑工具二三维一体化的组织管理与分析应用2.2城市地质信息处理及分析评价解决方案多模式的三维模型分析工具多方法的三维地质建模功能可扩展的多专56柱状图剖面图等值线图统计图多要素综合图其他地质专题图统计图剖面图柱状图等值线图其他专题图2.2.1地质成图模块柱状图统计图剖面图柱状图等值线图其他专题图2.2.1地质57

面向地质对象，结合地质专业应用，形成可定义、可扩展的评价模型库，进行评价分析，辅助决策。热储层地热规划地下水开采分区地面沉降易发性沟谷分布地质对象1、地质灾害危险性评价2、地面沉降危害性评价3、地下水质量评价4、……建模评价模型库……2.2.2地质专业评价模型构建与评价分析面向地质对象，结合地质专业应用，形成可定义、58采用分析评价工具构建可定义、可扩展的评价模型，结合GIS空间分析功能，进行网格剖分和叠加分析，自动生成评价等值线图、评价分区图等评价结果。工程地质条件因子地面沉降速率因子地震综合指数因子断裂构造影响因子区域稳定性综合评价多专业评价分析2.2.2地质专业评价模型构建与评价分析采用分析评价工具构建可定义、可扩展的评价模型，结合GIS空59多源数据耦合层状地质体建模钻孔数据高程点数据基岩埋深等值线基岩出露区工程地质剖面基岩出露区等高线遥感影像贴图2.2.3多样化的建模方法多源数据耦合层状地质体建模钻孔数据高程点数据基岩埋深等值线基60使用钻孔、剖面、物探、岩相古地理、建模边界等，自动追踪地层分区图含有下更新统地层的钻孔不含有下更新统地层的钻孔建模边界剖面上的地层界线基于地质分区图的三维建模2.2.3多样化的建模方法使用钻孔、剖面、物探、岩相古地理、建模边界等，自动追踪地层分61基于地质分区图的三维建模2.2.3多样化的建模方法基于地质分区图的三维建模2.2.3多样化的建模方法62研究区三维剖面结构空间交叉剖面单元格

划分单元格

构建层面

块体的组合

构建层面

某一单元格内的地质块体

拼接成体

整体三维地质模型分区拼接的建模方法采用分治的方法，利用建模区域内多条交叉剖面将空间分割成多个单元格，利用单个单元格内一系列闭合轮廓线建立起曲面片，由地质体的空间几何形态，形成一个单元格地质块体。2.2.3多样化的建模方法基于剖面单元格划分的“分区-拼接”建模研究区三维剖面结构空间交叉剖面单元格划分单元格63平面地质图断层线框架断层面模型地层面模型地质实体模型基于地层层序界面分布地质图的复杂地质体建模2.2.3多样化的建模方法平面地质图断层线框架断层面模型地层面模型地质实体模型基于地层64含断层剖面的复杂地质体建模2.2.3多样化的建模方法含断层剖面的复杂地质体建模2.2.3多样化的建模方法65矿区剖面矿区岩层/矿体模型2.2.3多样化的建模方法平行剖面法三维地质建模矿区剖面矿区岩层/矿体模型2.2.3多样化的建模方法平行剖66系统利用三维可视化技术，利用文本文件、矢量文件建立曲面模型，如利用地面沉降监测数据，可以模拟区域的地面沉降动态发展过程，直观反映地面沉降对城市安全的影响。历史曲面模拟动态预演大规模曲面全自动建模2.2.3多样化的建模方法系统利用三维可视化技术，利用文本文件、矢量文件建立曲面模型，67地质体属性空间分布建模用于地质体内物理、化学属性值和其它地质参数（如孔隙度、贮水率、渗透系数、化学元素含量等）的三维空间分布规则化建模。属性体数据属性模型剖切体纹理绘制模型空间约束条件下三维地质属性建模2.2.3多样化的建模方法地质体属性空间分布建模用于地质体内物理、化学属性值和其它地质68三维模型爆炸显示功能将整个模型进行爆炸显示，使得模型能够被充分的打散开来，便于用户了解地层里面的细节问题。爆炸显示属性拾取模型剥离2.2.4模型拾取、拖拽、剥离、爆炸三维模型爆炸显示功能将整个模型进行爆炸显示，使得模型能够被69基于网格剖分技术的三维实体剖切分析技术，提供一整套的实体剖切分析功能，并可对切割模型进行保存。栅状图获取任意面切割折线切割桩基分析基坑开挖2.2.5三维实体剖切分析基于网格剖分技术的三维实体剖切分析技术，提供一整套的实体剖切70虚拟钻孔开挖2.2.6隧道虚拟开挖模拟与漫游虚拟钻孔开挖2.2.6隧道虚拟开挖模拟与漫游71面向网络的地质专业数据信息发布地质数据智能检索服务面向三维地质模型的发布

地质资料地质专题数据专业分析数据浏览智能检索地质资料索引三维成果信息发布与服务用户登陆（注册）地理底图遥感影像专业点位……柱状图剖面图等值线图……点位三维定位模型浏览模型分析……文档浏览文档下载……数据组织与处理（基于MapGIS）2.3三维城市地质共享与服务模块面向网络的地质专业数据信息发布地质资料地质专题数据专业分析数722.3三维城市地质共享与服务模块2.3三维城市地质共享与服务模块73多通道硬件环境下主、被动立体显示技术投影环幕主控机工作站1矩阵融合机工作站2工作站3演示操作区演示观看区投影机被动式立体眼镜AP转换器2.4面向GIS的虚拟现实展示多通道硬件环境下主、被动立体显示技术投影环幕主控机工作站1矩74关键技术3关键技术3753.12D、3DGIS集成模式下地质信息管理与可视化借助数据中心技术，在不涉及数据本身差异的前提下，以中间件技术为基础的插件管理方式，屏蔽二三维数据差异，集成二三维空间数据，在逻辑上以空间数据的概念进行统一管理，并统一规范了数据存储、可视化和分析应用等处理流程。2D表达3D地质实体剖切形成剖面虚拟钻探形成柱体钻孔轨迹剖面区3D柱体、剖面3.12D、3DGIS集成模式下地质信息管理与可视化借助数763.2基于数据中心的多源异构海量数据管理基于数据中心的数据仓库，实现多源异构数据统一的、可扩展的、层次化管理，可按主题层次生成动态的资源管理器式目录，实现目录定制和海量地质数据管理。地理底图遥感影像地形数据地质钻孔地质图地下空间利用物化探资料3.2基于数据中心的多源异构海量数据管理基于773.3三维模型的动态更新都会三维地质模型

挖去白云新城与大坦沙区域更新之后的白云新城、大坦沙模型新建的白云新城与大坦沙区域三维模型叠加显示模型开挖3.3三维模型的动态更新都会三维地质模型挖去白云783.4动态剖切动态剖切支持用户指定被剖切模型和保留模型，接下来系统将沿某一个方向对被剖切模型实时进行剖切，适合于研究模型之间的交切关系。3.4动态剖切动态剖切支持用户指定被剖切模型和79应用方向4应用方向4804.1服务于城市总体规划—功能区规划、工程选址上海临港新城北京奥运公园规划基础稳定性评估与区划根据城区活动构造的分布和活动性，对城市地壳稳定性进行区域划分，并对地面沉降等主要平原区地质灾害和工程地质问题、山区滑坡与泥石流等地质灾害和工程地质问题进行分析和评价，成果直接用于城市发展的总体规划。4.1服务于城市总体规划—功能区规划、工程选址上海临港