三維城市、三維地質(zhì)、三維地學(xué)等三維GIS應(yīng)用介紹

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1、三維地學(xué)產(chǎn)品系列 三維地學(xué)產(chǎn)品系列是在新一代面向網(wǎng)絡(luò)超大型分布式地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺 K9基礎(chǔ) 上，實(shí)現(xiàn)綜合地學(xué)數(shù)據(jù)的高效存儲管理、更新維護(hù)、查詢統(tǒng)計(jì)、地質(zhì)成圖成表、分析應(yīng)用、 專業(yè)評價(jià)及地質(zhì)數(shù)據(jù)多元統(tǒng)計(jì)分析、 三維地質(zhì)建模、可視化及分析，面向地質(zhì)人員、政府規(guī) 劃、建設(shè)部門、企事業(yè)單位以及社會公眾等不同層次用戶提供地質(zhì)信息服務(wù)。 圖1三維地學(xué)產(chǎn)品系列建設(shè)目標(biāo) 地學(xué)資料管理系統(tǒng) 地學(xué)資料管理系統(tǒng) C/S版 地學(xué)資料管理系統(tǒng)c/s版面向數(shù)據(jù)管理維護(hù)人員提供基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)、 各專題屬性數(shù) 據(jù)、成果圖件、文檔資料等各類資料的數(shù)據(jù)庫管理維護(hù)及操作監(jiān)測， 輔助地學(xué)資料管理人

2、員 進(jìn)行多元多尺度的可視化數(shù)據(jù)管理， 包括地質(zhì)數(shù)據(jù)庫擴(kuò)展與配置、地學(xué)資料的錄入、導(dǎo)入導(dǎo) 出、數(shù)據(jù)檢查、顯示查詢?yōu)g覽、鉆孔地層交互式標(biāo)準(zhǔn)化、權(quán)限配置管理等。 地學(xué)浮料管理系端5版 用 戶 表 理 吐 方 室 示 般 應(yīng) 層 端 輯r X 擔(dān) 登 料 管 坤 權(quán) 限 當(dāng) 理， 展 S. 三 % 獨(dú)蠅件? 圖2地學(xué)資料管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)框架  地學(xué)資料管理系統(tǒng) B/S版 地學(xué)資料管理系統(tǒng) B/S版面向社會公眾發(fā)布整理好的地學(xué)數(shù)據(jù)信息。通過 MapGIS數(shù)據(jù) 中心設(shè)計(jì)器自由定制數(shù)據(jù)的專業(yè)目錄樹， 方便實(shí)時(shí)更新和發(fā)布；對大量地質(zhì)資料元數(shù)據(jù)分類、 分級管理，

3、進(jìn)行查詢，發(fā)布；支持各種格式的地質(zhì)資料的瀏覽；支持平面、球面模式下的三 維模型展示和空間分析操作。 圖3數(shù)據(jù)查詢結(jié)果顯示及定位 地學(xué)輔助成圖編輯系統(tǒng) 1）柱狀圖生成與編輯：采用基于模板定制的鉆孔柱狀圖自動生成與編輯機(jī)制，完全面 向?qū)ο?，基于各種數(shù)據(jù)（包括時(shí)代、巖性、各種曲線、圖片）自動生成柱狀圖，并進(jìn)行編輯。 圖4基于模板定制的柱狀圖 2）剖面圖快速連接與編輯：以鉆孔數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，支持包括剖面線、地表地形線、地層 底板等高線等 MapGIS矢量數(shù)據(jù)，還支持?jǐn)鄬?、褶皺、綜合柱狀圖等表格數(shù)據(jù)；提供手動連 接和自動連接功能，支持分層點(diǎn)、地層分界點(diǎn)的智能捕捉，提供剖面圖編輯修改

4、功能。 花書;制新a、 s ■ 口 n，n kllF CZJ- ■- 13" 圖5剖面圖效果圖 3）等值線圖生成與編輯 按照用戶需求得到不同的類型的等值線，可進(jìn)行編輯與保存，以滿足出圖的需要。 4）多要素綜合圖排版制作與輸出 將生成的各種類型圖件或添加其他已有的 MapGIS格式圖件進(jìn)行任意排版形成多要素 綜合圖，可添加圖例、標(biāo)題、指北針等其他制圖要素，制作出各種用戶需要的綜合性圖件。 三維地學(xué)復(fù)雜地質(zhì)體建模系統(tǒng) 復(fù)雜地質(zhì)體表達(dá) 提供基于鉆孔的多級、動態(tài)地層建模方式全自動地構(gòu)建不同精度要求的地質(zhì)結(jié)構(gòu)體。 提供多源數(shù)據(jù)約束下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)建模，基于地質(zhì)剖面數(shù)據(jù)，將等值

5、數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、地 質(zhì)平面圖數(shù)據(jù)等約束進(jìn)來，形成復(fù)雜的地質(zhì)體模型。 圖6多源數(shù)據(jù)建模 提供基于交叉剖面數(shù)據(jù)半自動構(gòu)建復(fù)雜地質(zhì)體模型的三維建模方式， 也可對剖面、鉆孔、 等值數(shù)據(jù)、平面地質(zhì)圖等這些多源數(shù)據(jù)進(jìn)行集成建模，更真實(shí)的反應(yīng)實(shí)際地質(zhì)情況。 吊冊區(qū)三掙的尚給將 圖8屬性模型分析 三維空間可視化與分析 N141 可實(shí)現(xiàn)三維模型的多種可視化表達(dá)和分析應(yīng)用。 1）三維模型通用拾?。簩θS場景中打開的任意模型進(jìn)行屬性的拾取。 2）三維模型切割：支持對各類地質(zhì)體進(jìn)行平面、水平剖切、斜切、折線

6、剖切及組合剖 切等多種剖切方式。隧道切割提供對三維地質(zhì)模型的隧道開挖功能； 還可進(jìn)行虛擬鉆孔開挖。 圖9隧道切割及漫游 3）三維模型動態(tài)剖切：支持用戶指定被剖切模型，沿某一方向?qū)崟r(shí)進(jìn)行剖切。 4）三維模型爆炸顯示：使模型被充分打散開來，便于用戶了解地層內(nèi)部的細(xì)節(jié)問題。 5）三維模型編輯：對模型進(jìn)行自由拖放及旋轉(zhuǎn)， 解決獨(dú)立地層不容易直觀分析的缺點(diǎn)。 工回？ 利面單元性 亞流層面 悻三的地亶橫0 的就1r城小 圖7交叉剖面數(shù)據(jù)半自動構(gòu)建復(fù)雜地質(zhì)體模型 提供含斷層的復(fù)雜地質(zhì)體建模， 將區(qū)域內(nèi)的斷層結(jié)構(gòu)進(jìn)行直觀表現(xiàn)； 根據(jù)離散數(shù)據(jù)直接 自動生成三維曲面， 多個(gè)曲面還可以進(jìn)行動態(tài)

7、演化模擬。 提供基于地質(zhì)體內(nèi)物理、 化學(xué)屬性 值和其它地質(zhì)參數(shù)（如孔隙度、化學(xué)元素含量等）的三維空間分布規(guī)則化建模。 城市地質(zhì)信息管理與服務(wù)系統(tǒng) 基于綜合地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)二維可視化表現(xiàn)、 查詢統(tǒng)計(jì)、圖表生成、分析評價(jià)等 地學(xué)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)功能；既可為三維模塊提供數(shù)據(jù)支撐， 也可針對專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行擴(kuò)展， 形成面向 專業(yè)的信息管理與服務(wù)系統(tǒng)，例如工程勘察信息系統(tǒng)即為基于此擴(kuò)展得到的系統(tǒng)。 地學(xué)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)模塊 1）數(shù)據(jù)管理：按照目錄樹的方式組織管理所有地學(xué)數(shù)據(jù)。 2）數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)：對屬性數(shù)據(jù)、圖件數(shù)據(jù)、文檔資料數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、瀏覽或統(tǒng)計(jì)。 3）數(shù)據(jù)成圖出表：對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)出圖或者出表，

8、包括平面圖、柱狀圖、剖面圖、 各種形式的統(tǒng)計(jì)圖等，以及土層物理力學(xué)參數(shù)表、地層特性表。并提供圖表的編輯輸出功能。 4）專業(yè)分析計(jì)算：對于某些專業(yè)數(shù)據(jù)，可以提供一定的分析計(jì)算工具。 X軸合并圖 三維方圖 譜系圖 工才斤衛(wèi)憎2木■圖修曰可 VH*" "Bl3 ■XH* X軸合并圖 四軸合弁國 圖10各類統(tǒng)計(jì)圖 三維地學(xué)評價(jià)決策模塊 三維地學(xué)評價(jià)決策模塊簡化了評價(jià)模型的操作流程， 提供評價(jià)模型的管理工具、各種數(shù) 據(jù)分析的工具，評價(jià)模型表現(xiàn)形式多樣化，從而進(jìn)行輔助決策。從建立評價(jià)體系， 到評價(jià)因 子和評價(jià)指標(biāo)的確立， 再到評價(jià)結(jié)果的生成， 到用戶根據(jù)結(jié)果提出決策方案， 提供一體化

9、的 服務(wù)。 圖11評價(jià)分區(qū)圖 刑1正二件麻 圖12正態(tài)分布圖 典型案例 按照此模式，中地?cái)?shù)碼集團(tuán)與上海市地質(zhì)調(diào)查研究院合作研發(fā)的上海市三維可視化城市 地質(zhì)基礎(chǔ)信息與咨詢服務(wù)系統(tǒng)在 2008年7月通過上海城市地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)小組辦公 室組織的專家評審， 評為優(yōu)秀級，專家組一致認(rèn)為項(xiàng)目成果具有創(chuàng)新性和實(shí)用性， 達(dá)到國際 先進(jìn)水平。該專題項(xiàng)目是我國首個(gè)啟動的城市三維地質(zhì)信息系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目， 在全國范圍內(nèi)具 有較強(qiáng)的示范作用和探索性， 項(xiàng)目建設(shè)成果一直受到中國地質(zhì)調(diào)查局、 上海市房地局領(lǐng)導(dǎo)以 及各試點(diǎn)城市有關(guān)部門的高度關(guān)注。 所取得的成果和經(jīng)驗(yàn)在全國城市地質(zhì)試點(diǎn)項(xiàng)目中起到了 很

10、好的示范和借鑒作用，該項(xiàng)目榮獲中國地理信息系統(tǒng)協(xié)會頒發(fā)的 2009年度中國GIS優(yōu)秀 工程金獎(jiǎng)。 巖土工程信息系統(tǒng) 巖土工程信息系統(tǒng)是用于工程勘察數(shù)據(jù)的一體化管理和可視化表現(xiàn)， 為勘察規(guī)劃、建設(shè) 與管理提供基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)和決策服務(wù)的集成系統(tǒng)。 可以滿足城市規(guī)劃和重大工程選址、 初步 設(shè)計(jì)，在詳細(xì)勘察中利用，可作為城市應(yīng)急地質(zhì)事故處置中的決策依據(jù)。 1）巖土工程數(shù)據(jù)管理與維護(hù) 對各種格式的數(shù)據(jù)提供錄入、批量導(dǎo)入功能；對華巖、理正等工勘軟件數(shù)據(jù)進(jìn)行全面兼 容；可查詢鉆孔基本數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種工勘報(bào)告、圖片、多媒體資料的上傳、下載、瀏覽等。 2）巖土工程數(shù)據(jù)專業(yè)分析應(yīng)用 對地層統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)

11、行報(bào)表輸出； 對用戶入庫前數(shù)據(jù)按原格式報(bào)表輸出； 支持工勘報(bào)告等 文件模板輸出；支持樁基承載力，地基承載力沉降量、地基液化判別或者其他計(jì)算。 3）巖土工程數(shù)據(jù)成圖 能夠生成包括工程勘察報(bào)告中所需的柱狀圖、統(tǒng)計(jì)圖、剖面圖、等值線圖、固結(jié)試驗(yàn) EP曲線、剪切試驗(yàn) PT曲線、圖層壓縮曲線、十字板、靜力觸探等一系列專業(yè)圖件。 圖13基于多源數(shù)據(jù)的自動建模 4）巖土工程三維建模與分析 針對工程地質(zhì)領(lǐng)域所研究的地質(zhì)體層狀特性， 提供基于鉆孔數(shù)據(jù)、剖面數(shù)據(jù)及等值線圖 等多源數(shù)據(jù)的三維工程地質(zhì)地層結(jié)構(gòu)模型的自動構(gòu)建。 圖14基于多源數(shù)據(jù)的自動建模 三維地質(zhì)模型的分析應(yīng)用包括三維模型通用拾取、三維模型切割、三維模型動態(tài)剖切、 爆炸顯示和編輯等一系列實(shí)用的三維模型分析應(yīng)用功能。