威海市地质环境评价及三维可视化地质结构模型-毕业论文开题报告

山 东 科 技 大 学本科毕业设计（论文）开题报告题 目威海市地质环境评价及三维可视化地质结构模型学 院 名 称 地球科学与工程学院 专业班级 水文与水资源工程12-1学生姓名 王 毅 学 号 201201170427 指 导 教 师 任加国 填表时间： 2016 年 5 月 4 日填表说明1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。设计（论文）题目威海市地质环境评价及三维可视化地质结构模型设计（论文）类型（划“”）工程实际科研项目实验室建设理论研究其它一、 本课题的研究目的和意义 城市地质环境是指与人类生活关系最密切的地壳表层，是自然环境的主要组成部分，包括与城市建设、人类生活密切相关的水、土、地质灾害等，需要通过多学科、多方法、系统的城市地质调查与研究来查明。城市地质调查评价的目的是为城市的规划、国土资源管理、建设、安全和可持续发展提供基础地质资料和决策依据。地质环境评价是指地质环境对人类生存与发展适宜性的综合性评价，为区域经济开发和环境建设与保护提供决策依据。 城市建设必然触及城市地质环境,城市建设与地质环境保护成为一对对立的矛盾。城市地质环境的研究目的则是合理利用与保护城市地质环境,使地质环境的动态变化不致于向恶性方向发展,达到城市建设与地质环境的统一,因此,必须开展城市地质环境的评价与保护。发达国家的实践证明,开展城市地质环境的评价与保护,其经济效益十分显著。我国目前正处于城市高速发展时期,加强城市地质环境的评价研究,合理利用与保护城市地质环境,将具有巨大的社会经济效益。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。二、 本课题的主要研究内容（提纲）1. 城市地质环境背景调查对原始水文地质资料进行整理、综合、分析、加工，系统全面的阐述区内水文地质、环境地质及工程地质条件条件。2. 城市地质环境问题及防治对错建议从地下水污染，地质灾害及海水入侵方面阐述现存的环境地质问题并给出针对性意见。3. 地质环境评价通过资料收集、1/5万环境地质测量、水质分析等方法从区域地壳稳定性、城市环境承载力、地下空间利用性对区内地质环境分析评价。4. 三维可视化地质结构模型建立三维地质结构模型与三维可视化城市地质数据管理与服务系统，为城市发展规划、重大工程建设以及城市环境管理、社会公众信息需求提供系统服务。三、 文献综述（国内外研究情况及其发展） 城市是人类社会政治、经济、文化、科学、教育的中心,经济活动和人口高度密集,近几年城市化进程不断加快居民生活水平的不断提高,都给原本趋紧的城市资源环境供给带来更大的压力,保护和改善城市环境质量的任务十分艰巨。 进行城市环境质量评价是维持生态系统良性循环、维持人类自身健康、维持人类社会发展经济的需要1城市环境质量评价是制定环境规划、进行环境决策、实施环境综合整治的基础工作随着近年来城市环境问题的日益突出,引起了社会对环境问题的普遍关注,许多专家学者都致力于城市环境质量评价领域的研究2-3。 城市环境质量评价要在查明地质条件的前提下,对地质条件和环境质量作出全面的综合评价,从整体上评价一个城市的地质基础、评价人类经济工程活动与城市地质环境的关系。这是城市地质研究的主导方面,直接为城市规划、建设和管理服务4。 新中国成立以来，我国政府重视城市地质工作，城市水文地质、工程地质和环境地质工作不断得到加强。总体看，50多年来我国城市地质工作经历了以下三个主要发展过程。 20世纪80年代前，侧重城市供水水文地质勘察和建设项目的工程地质勘查，为城市地下水资源的开发利用，保障工程项目的安全运行等发挥了重要作用，形成了一套完整的城市水文地质工程地质勘察理论与方法系统。在城市地质灾害方面，对城市地面沉降为主的环境工程地质问题研究取得了诸多成果。同时，对原生地球化学异常引起的地方病等问题也进行了专门研究，为地方病的防治找到了治本的途径。 20世纪80年代至90年代末，进一步加强了水资源与环境地质预测和地质环境影响评价与保护对策等研究，侧重地下水污染、土壤污染等环境质量的调查和研究。这一时期，一些重要城市相继建立了地下水监测网，取得一批城市环境地质研究的综合成果，国家制定并颁布了地下水、土壤环境质量标准及评价方法体系。同时对特殊土引起的城市建筑地基稳定性问题也进行了专门评价，进一步完善了特殊土地区地质工程的技术规范。总体来看，该年代仍然是以工程安全为主导，注重工程问题的调查和治理5-8。 21世纪初以来，城市化程度提高和新城市不断增加，城市的多功能性、高层建筑多、地下工程多、中心城市和卫星城市相结合等特点日愈突出。城市化进程对地质环境和地质资源的要求不断提高，同时对地质环境的改造或影响日愈加据。 地质体三维建模技术(3-D Geosciences Modeling Technology)是运用计算机技术，在三维环境下将空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来，并用于地质分析的技术9。随着科学计算可视化技术和地质信息计算机模拟技术的发展，上世纪90年代初在世界范围内的城市地质工作中，普遍出现了现代信息技术迅速普及和推广应用的趋势。1992年国际勘探地球物理学家协会和欧洲勘探地球物理学家协会成立了SEG / EAEG 3-D建模委员会，展开了对三维地质建模研究发展趋势的讨论;1997年，以地理为参照空间和时间数据可视化的地球科学信息可视化研讨会在德国召开。进入二十一世纪,随着全球城市化进程的加快，通过采用定性分析与定量计算相结合，稳定性评价与监测预报相协调的方法，地质体三维建模技术逐渐被运用于城市整体规划、交通设施建设、地下人防等工程建设的适宜性评价中。 就国内而言，吴立新10等提出了地下工程开挖体3D模型的概念与建模方法，解决了不同横断面形状的开挖体建模及工程体转弯连接处的建模问题，并基于该方法对城市地下隧道模型进行了三维展示;朱良峰11等从建设城市三维地质信息平台的实际需要出发，对城市三维地质数据中两类主要数据:钻孔数据和物探剖面数据，分别基于“主TIN”的思想和优化面重构算法构建了三维地层实体模型;李亦刚12等按地层层序对福建某市收集的3000余钻孔进行了分层对比，根据层序地层划分方案，建立了钻孔层序分层数据库用于城市地下地质结构分析:王永立13等结合3D GIS技术在天津市中心城区城市地质调查工作中应用的实例，建立了地铁二号线沿线施工的地质开挖模型，并对地层的空间展布及其相互关系进行了三维展示;另外，2007年4月，国土资源部与上海市政府签署了合作开展“上海市三维城市地质调查”项目协议书，主要内容包括地下三维地质结构调查、地质灾害调查、地表水体和土壤化学元素背景及污染状况调查14，表明三维地质建模技术己经逐步在城市地质环境调查中发挥作用。 本文以“威海市城市环境地质调查评价报告”项目为依托,主要以威海环境地质问题与地质环境为研究对象,通过系统的野外调查和室内综合研究,从城市地质环境背景、主要环境地质问题、地质环境评价角度进行论证并进行城市地质数学建模为城市规划与建设提供地学依据。四、 拟解决的关键问题1、以服务城市可持续发展、保障城市安全为重点，围绕当前亟待解决的城市地质问题，系统查明威海地区地质背景和地质资源状况，评价城市资源保障能力与环境承载力。2、建立城市三维可视化地质模型，为城市规划与建设提供地学依据五、 研究思路和方法根据中国地质调查局“城市地质调查试点工作会议”所介绍的工作内容和技术方法，结合工作区的地质环境背景和城市规划，借鉴天津、北京、上海、南京、广州等地的城市地质调查工作取得的经验教训，在以往地质成果资料全面收集、分析研究及二次开发的基础上，以最新的1:5万水文地质、工程地质、环境地质综合调查成果为依据，投入一定的物探、钻探、现场试验与室内分析测试等实物工作量，采用多种工作方法、不同工作手段相互结合、补充、验证，通过对大量基础性地质成果资料的综合整理、分析研究和地质信息数据的标准化。工作方法主要有资料收集、1/5万环境地质测量、水质分析等。（一）资料收集：全面系统地收集区内与环境地质有关的基础性资料，包括区域水文地质、工程地质、地质灾害与环境地质、地震与新构造、气象与水文、地下水动态观测及部分工程勘察报告。（二）环境地质测量：突出重点，以城市地质灾害、地下水环境问题及城市工程地质问题为重点，兼顾一般问题的工作原则，成立专项调查组，调查研究区环境地质条件、城市垃圾场、环境地质问题和地质灾害、地下水和地表水环境问题。（三）水质分析：针对城市地下水污染情况，采取地下水及地表水水样，提供评价数据。六、 本课题的进度安排第三周第六周（3.144.10）：进行毕业实习，查阅及收集资料；第七周（4.114.17）：编写开题报告，做出毕业设计论文的提纲。第八周第十周（4.185.08）：据开题报告和论文提纲搜集资料，准备论文素材。第十一周第十四周（5.096.05）：完成毕业设计论文的初稿并认真修改。第十五周第十六周（6.066.18）：完成毕业设计的终稿，准备毕业答辩。七、 参考文献 1仁健美,牛俊杰等.城市环境保护规划.北京:气象出版社,2005.6,55-602戴天兴.城市环境生态学.北京:中国建材工业出版社,2002.7,35-383赵毅.环境质量评价M8.北京:中国电力出版社,1997,69-724中国地质学会.中国城市地质.北京:中国大地出版社,2005.6,74-785孙培善.城市地质工作概论.北京:地质出版社，2004, 80-83,19-216洪峪森.环境质量综合评价方法的比较研究J.环境保护,1998(1):26-287eaterLw.EnvironmentalImpaetAssessmentM.2nded.singapore:MeCraw-HillIne.,1996.20一27,30一32,36一448 CodnleJaek.EnvionmentimPaetdatabook.MeleanA.Virginia;EnviromentalAssessmentandPlanningDePartment,MITRECorP0ration,1980.23719王明华,白云.三维地质建模研究现状与发展趋势J. 土工基础,2006, 20(4):68-70.10吴立新,史文中.地理信息系统原理与算法M.北京:科学出版社,2003:33-3511 刘修国,朱良峰,尚建嘎,花卫华.面向城市地质信息