《城市三维地质建模实施规范》

ICS35.020

CCSA75

CASME

中国中小商业企业协会团体标准

T/CASMEXXXX—XXXX

城市三维地质建模实施规范

Implementationspecificationforurban3Dgeologicalmodeling

征求意见稿

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国中小商业企业协会  发布

T/CASMEXXXX—XXXX

城市三维地质建模实施规范

1范围

本文件规定了城市三维地质建模实施过程中数据采集、数据处理与分析、模型建立、模型验证与评

估、模型应用及管理与维护的要求。

本文件适用于城市三维地质建模过程的实施与验证。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T2260中华人民共和国行政区划代码

GB/T10114县以下行政区划编码规则

GB/T12897国家一、二等水准测量规范

GB/T12898国家三、四等水准测量规范

GB/T18314全球定位系统（GPS）测量规范

GB/T18316数字测绘成果质量检查与验收

GB/T18341地质矿产勘查测量规范

GB/T37025信息安全技术物联网数据传输安全技术要求

GB/T51269建筑信息模型分类和编码标准

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

城市三维地质建模urban3Dgeologicalmodeling

利用地质学、地理信息系统（GIS）、地球物理学等相关技术，对城市地质构造、地层分布、地下

水资源及地下空间利用等进行数字化、立体化表示和模拟的过程。

3.2

地质勘探数据geologicalexplorationdata

通过钻探、采样、测量等手段获取的地下地质信息数据，包括岩土工程勘察、地震勘探、地球物理

勘探等数据。

3.3

地形地貌数据topographicandmorphologicaldata

地表地形、地貌等地理空间数据，包括数字高程模型、数字地形模型、地形图、地貌图等数据。

3.4

模型评估modelevaluation

对建立的地质模型进行综合评价，包括对模型结果的适用性、合理性和可行性进行分析。

4数据采集

4.1地质勘探数据采集

4.1.1钻孔数据采集

4.1.1.1选择有代表性位置钻孔，并进行钻孔编号和标识。

4.1.1.2使用钻探设备进行地层岩心采样，记录每个采样点的深度和岩石类型。

4.1.1.3测量地层厚度和地层倾角等地质参数。

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4.1.2地球物理勘探数据采集

4.1.2.1进行地震勘探，记录地震波传播时间和波速。

4.1.2.2进行电磁勘探，测量地下电阻率。

4.1.3其他数据采集

4.1.3.1采集地下水样品，进行水质分析。

4.1.3.2使用地面卫星测量地理坐标。

4.2地形地貌数据采集

4.2.1遥感影像采集

4.2.1.1使用卫星或无人机获取高分辨率遥感影像。

4.2.1.2对遥感影像进行解析，提取地形地貌信息。

4.2.2实地测量

4.2.2.1使用全球定位系统进行测量时，就符合GB/T18314的规定。。

4.2.2.2测量河流、湖泊等水系的水位和流量。

4.2.2.3地质矿产的勘查应符合GB/T18341的规定。

4.2.2.4国家水准测量应符合GB/T12897、GB/T12898的规定。

4.3地下水数据采集

4.3.1地下水位监测

定期测量地下水位，并对记录的地下水位数据并进行数据分析和趋势预测。

4.3.2地下水水质监测

采集地下水样品，并进行水质分析，水质量分析项目应包括但不限于测量水温、pH值、电导率等水

质参数。

4.3.3地下水流速监测

利用地下水位变化资料，计算地下水流速。

4.4数据采集质量控制

4.4.1现场质量控制

数据采集终端数据传输应符合GB/T37025的规定，确保采集设备的准确性和数据传输的准确性、稳

定性。

4.4.2数据验证

应对采集的数据进行验证和校核，确保数据的准确性和一致性。

5数据处理与分析

5.1地质勘探数据处理与分析

5.1.1钻孔数据处理

5.1.1.1应对钻孔数据进行清洗和整理，去除异常值和错误数据。

5.1.1.2构建地层模型，识别地层界面和岩性变化。

5.1.1.3分析地层厚度、倾角、分布规律等地质特征。

5.1.2地球物理数据处理

5.1.2.1处理地震波以及地质勘探数据，绘制地震剖面图，识别地下构造。

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5.1.2.2处理电磁数据，绘制电阻率剖面图，建立地下岩性和水文结构模型。

5.1.2.3数据测绘数据质量检查应符合GB/T18316的规定。

5.2地形地貌数据处理与分析

5.2.1遥感影像处理

5.2.1.1对遥感影像进行预处理，包括去噪、辐射校正等。

5.2.1.2提取地形地貌特征，如地势起伏、河流分布等。

5.2.2地形数据分析

5.2.2.1构建数字高程模型，生成等高线图和坡度图。

5.2.2.2分析地形起伏、地形流域等地貌特征。

5.3地下水数据处理与分析

5.3.1地下水位数据处理

5.3.1.1处理地下水位数据，绘制地下水位分布图和水位变化曲线。

5.3.1.2分析地下水位的季节变化和长期趋势。

5.3.2地下水水质数据处理

5.3.2.1进行水质数据的质量控制和清洗。

5.3.2.2绘制水质空间分布图，分析水质变化规律。

5.3.3地下水数值模拟

建立地下水数值模型，模拟地下水流动和污染传输过程。

5.4数据集成与综合分析

5.4.1将地质、地形地貌和地下水数据进行集成分析，综合研究地下水资源分布与利用潜力。

5.4.2利用全球定位系统等技术，进行空间数据分析和可视化展示。

6模型建立

6.1模型选择

根据城市三维地质模型的特征和分析数据，选择适当的数值模型类型，如地下水流模型、地下水污

染传输模型等。

6.2模型参数设定

6.2.1确定模型的各项参数，包括地层渗透率、水文地质参数、边界条件、等高线、水位变化曲线等。

6.2.2参数根据实地调查数据和文献资料进行估算或拟合。

6.2.3行政区域参数设定应符合GB/T2260、GB/T10114的规定。

6.2.4建筑信息的分类与编码应符合GB/T51269的规定。

6.3三维地质模型建立步骤

6.3.1网格划分

将研究区域划分为有限的网格单元，建立数值计算网格。

6.3.2方程建立

根据模型参数以及分析数据，建立数学模型。

6.3.3边界条件设定

设定模型的边界条件，包括边界水位、侧向渗流、水文气象条件等。

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6.3.4初值设定

设定模型的初始条件，即模拟开始时各节点的水位、建筑度经纬度。

6.3.5模型求解

使用数值方法求解地下水流等变量模型，获取模拟结果。

6.4模型参数校正与验证

6.4.1参数敏感性分析

对模型参数进行敏感性分析，评估各参数对模型输出结果的影响程度。

6.4.2参数优化与校正

根据敏感性分析结果，优化调整模型参数，使模拟结果更符合实际观测数据。

6.4.3模型验证

将模拟结果与实测数据进行对比验证，评估模型的准确性和可靠性。

6.5模型应用与预测

6.5.1模拟应用

使用建立的城市三维地质模型，模拟水质变化等情况。

6.5.2预测评估

根据模拟结果，评估地下水资源、气候等自然因素的发展变化趋势的正确性。

6.5.3风险分析

分析模型参数的脆弱性和风险，制定相应的管理策略和应对措施。

7模型验证与评估

7.1模型验证方法

7.1.1实测数据对比

7.1.2将模拟结果与实测数据进行对比，包括地下水位、地下水流速、水质参数等。

7.1.3分析模拟结果与实测数据的一致性和差异性，评估模型的准确性。

7.1.4历史模拟

对历史时期的地下水流动和水质进行模拟，与已知的历史资料进行比较验证。

7.1.5交叉验证

将模型拆分为训练集和验证集，使用训练集进行参数拟合，然后将参数应用于验证集进行验证，评

估模型的泛化能力。

7.2模型评估步骤

7.2.1数据预处理

对实测数据和模拟结果进行预处理，如去除异常值和缺失数据。

7.2.2指标计算

计算模型评估指标。

7.2.3结果分析

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分析评估指标的数值大小和变化趋势，评估模型的表现优劣。

7.2.4不确定性分析

对模型结果的不确定性进行分析，评估模型的可靠性和稳健性。

7.3模型评估结果解释

7.3.1模拟结果解释

根据评估结果，解释模拟结果的准确性和可信度，指出模型存在的不足和改进空间。

7.3.2应用前景评估

根据模型评估结果，评估模型在不同应用场景下的适用性和局限性，指导决策和管理实践。

8模型应用

8.1决策支持

8.1.1水资源管理

基于模型预测地下水位变化和水质情况，制定合理的水资源管理措施，保障地下水资源的可持续利

用。

8.1.2土地利用规划

结合模型模拟结果，制定土地利用规划，合理布局城市发展和农田灌溉，实现土地资源的优化配置。

8.2应急响应

8.2.1地下水污染事件应对

基于模型快速响应地下水污染事件，预测污染扩散范围和影响程度，指导应急处置和修复工作。

8.2.2水源地保护

利用模型评估水源地的脆弱性和敏感性，制定水源地保护措施，防止污染源对水源地的影响。

8.3规划管理

8.3.1地下水资源评价

利用模型评估地下水资源的量和质，为地下水资源的开发利用提供科学依据和指导。

8.3.2水资源调控

根据模型预测的地下水位变化和水量分布，制定水资源调控策略，实现水资源的合理配置和利用。

8.4环境监测

8.4.1水质监测

结合模型模拟结果，监测地下水的水质变化情况，及时发现水质异常，保障人民生活用水安全。

8.4.2生态环境保护

利用模型评估地下水对生态环境的影响，制定生态保护计划，保护生态环境的稳定和可持续发展。

8.5模型更新与优化

8.5.1参数校正

根据实测数据和模拟结果的对比，对模型参数进行校正和优化，提高模型的准确性和可靠性。

8.5.2模型改进

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结合实际应用需求和用户反馈，对模型进行改进和优化，提高模型的适用性和实用性。

9管理与维护

9.1模型管理

9.1.1数据管理

应确保数据的完整性、准确性和时效性。

9.1.2参数管理

管理模型的参数设置和调整过程，记录参数的变化和更新情况，保证模型参数的准确性和稳定性。

9.1.3版本管理

对模型进行版本管理，记录模型的修改和更新历史，确保模型的稳定性和可追溯性。

9.2模型维护

9.2.1定期检查

定期对模型进行检查和验证，发现模型运行中存在的问题和异常情况，及时进行调整和修正。

9.2.2参数更新

根据实测数据和模拟结果的对比，定期更新模型的参数，保证模型的准确性和适用性。

9.2.3技术支持

提供技术支持和培训服务，帮助用户正确使用和维护模型，解决在使用过程中遇到的问题和困难。

9.2.4故障排除

针对模型运行中出现的故障和错误，进行及时的排查和修复，确保模型的正常运行。

9.3安全保障

9.3.1数据安全

加强模型数据的安全管理，采取必要的措施保护模型数据的机密性和完整性。

9.3.2系统稳定

确保模型运行环境的稳定性和安全性，防止系统故障和数据丢失。

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团体标准

城市三维地质建模实施规范

编制说明

《城市三维地质建模实施规范》

标准起草编制组

二〇二四年五月

一、工作简况

（一）任务来源

根据2020年全国标准化工作要点，大力推动实施标准化战略，持续

深化标准化工作改革，加强标准体系建设，提升引领高质量发展的能力。

依据《中华人民共和国标准化法》，以及《团体标准管理规定》相关规

定，中国中小商业企业协会决定立项，武汉智博创享科技股份有限公司

等相关单位共同制定《城市三维地质建模实施规范》团体标准。于2024

年04月26日，中国中小商业企业协会发布了《城市三维地质建模实施

规范》团体标准立项通知，正式立项。

（二）编制背景

城市三维地质建模是一种将地质信息应用于城市规划、土地利用和

基础设施建设的方法。它通过收集、整合和分析地质数据，以三维形式

呈现地质信息，为城市的决策制定者和规划者提供有关地质风险、地下

水资源、地质构造等方面的详细信息。城市三维地质建模是一个涉及多

个学科和领域的综合性工作，需要借鉴和应用相关的学术研究成果和技

术发展。背景情况可能包括相关学术研究的进展、新技术的应用和发展

趋势等，这些对于制定规范和标准具有重要的参考价值。

前期相关政策的收集和整理是制定规范的重要前期工作，它有助于

了解相关领域的现状和需求，为规范的制定提供依据和参考。这样制定

出的规范可以更好地适应实际需求，提高城市三维地质建模的效果和质

量。

（三）编制目的

城市三维地质建模实施规范是为了确保城市地质建模的一致性、准

确性和可靠性而制定的标准和规范。团体标准编制的主要目的和意义如

—1—

下：

（1）规范建模流程：制定规范可以确保在城市三维地质建模的各个

环节中采用一致的方法和标准化的流程。这有助于提高建模过程的效率，

减少错误和重复劳动，并确保结果的一致性。

（2）保证数据质量：规范要求明确数据采集、处理和验证的方法和

步骤，以确保所使用的地质数据的准确性和可靠性。这有助于避免因数

据质量问题引起的建模错误和不确定性，从而提高地质建模的可信度。

（3）促进信息共享和交流：规范的制定可以促进不同组织和团体之

间的信息共享和交流。通过建立统一的标准和格式，可以更方便地共享

地质数据和模型，促进合作和协作，提高城市规划和工程项目的效率和

质量。

（4）支持决策制定：规范的实施可以提供一致的地质建模结果，为

城市规划、土地利用、工程设计等决策提供可靠的地质信息和依据。这

有助于降低决策风险，优化资源配置，提高城市发展的可持续性。

（5）推动行业发展：规范的制定和实施可以促进城市三维地质建模

技术和方法的发展。通过共同遵循规范，行业内的专业人士可以进行经

验交流、技术创新和标准化的培训，推动整个行业的发展和进步。

总之，城市三维地质建模实施规范的主要目的和意义在于确保建模

的准确性、可靠性和一致性，促进信息共享和交流，支持决策制定，并，

并推动行业的发展。这将为城市规划、土地利用和工程设计等领域提供

可靠的地质基础数据和决策支持，促进城市的可持续发展。

（四）标准编制过程

1、组建起草小组，前期调研

为保证标准编制工作的顺利开展、提高标准的质量和实用性，由标

—2—

准编制起草单位和相关技术专家、标准化专家共同组建了标准起草小组，

负责对整个标准的编制。通过制订工作方案，标准起草小组进一步明确

了目标要求、工作思路、人员分工和工作进度等。标准起草小组对当前

的城市三维地质建模实施规范涉及的相关技术、设计内容等进行了调研，

搜集了众多相关的标准、文献、技术指标、案例等资料，就其中的重点

和难点进行逐一讨论，并系统分析、评价申报团体标准的可行性及必要

性。

2、确定标准架构，形成草案

起草小组结合前期的调研和资料，开展了多次内部研讨会，形成标

准大纲，并邀请了专家和相关企业对标准进行技术指导，对《城市三维

地质建模实施规范》的标准编制工作重点、标准制定依据和编制原则等

形成了共识，同时完成标准草案稿的撰写，并在小组内部对标准草案的

内容进行初步审查，依据相关意见进行修改、完善。

3、形成征求意见稿，征求意见

标准起草小组对标准草案进行修改完善，根据收集到的意见反馈，

包括调整基本原则内容、修改错误用词和格式等，在反复讨论和论证的

基础上，修改形成了《城市三维地质建模实施规范》（征求意见稿）。

（五）主要起草单位

武汉智博创享科技股份有限公司等。

二、标准编制原则和主要内容

（一）编制原则

1、严格按照GB/T1.1—2020《标准化导则第1部分：标准化文件

的结构和起草规则》的规定起草；

2、标准应符合国家有关法律法规、强制性标准及相关产业政策要求；

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3、标准应具有科学性、先进性、经济性，切实可行。

（二）标准主要内容

1、范围

本文件规定了城市三维地质建模实施过程中数据采集、数据处理与

分析、模型建立、模型验证与评估、模型应用及管理与维护的要求。

本文件适用于城市三维地质建模过程的实施与验证。

2、规范性引用文件

GB/T2260中华人民共和国行政区划代码

GB/T10114县以下行政区划编码规则

GB/T12897国家一、二等水准测量规范

GB/T12898国家三、四等水准测量规范

GB/T18314全球定位系统（GPS）测量规范

GB/T18316数字测绘成果质量检查与验收

GB/T18341地质矿产勘查测量规范

GB/T37025信息安全技术物联网数据传输安全技术要求

GB/T51269建筑信息模型分类和编码标准

3、术语和定义

为便于对标准的理解与执行，本章节规定了城市三维地质建模实施

规范涉及的术语和定义。

4、数据采集

文件规定了城市三维地质建模实施规范的数据采集。

5、数据处理与分析

文件阐述了城市三维地质建模实施规范的数据处理与分析。

6、模型建立

—4—

文件阐述了城市三维地质建模实施规范的模型建立。

7、模型验证与评估

文件阐述了城市三维地质建模实施规范的模型验证与评估。

8、模型应用

文件阐述了城市