三維城市、三維地質(zhì)、三維地學等三維GIS應用介紹

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1、三維地學產(chǎn)品系列 三維地學產(chǎn)品系列是在新一代面向網(wǎng)絡超大型分布式地理信息系統(tǒng)基礎平臺 K9基礎 上，實現(xiàn)綜合地學數(shù)據(jù)的高效存儲管理、更新維護、查詢統(tǒng)計、地質(zhì)成圖成表、分析應用、 專業(yè)評價及地質(zhì)數(shù)據(jù)多元統(tǒng)計分析、 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。 圖1三維地學產(chǎn)品系列建設目標 地學資料管理系統(tǒng) 地學資料管理系統(tǒng) C/S版 地學資料管理系統(tǒng)c/s版面向數(shù)據(jù)管理維護人員提供基礎地理空間數(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)庫管理維護及操作監(jiān)測， 輔助地學資料管理人

2、員 進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)庫擴展與配置、地學資料的錄入、導入導 出、數(shù)據(jù)檢查、顯示查詢?yōu)g覽、鉆孔地層交互式標準化、權限配置管理等。 地學浮料管理系端5版 用 戶 表 理 吐 方 室 示 般 應 層 端 輯r X 擔 登 料 管 坤 權 限 當 理， 展 S. 三 % 獨蠅件? 圖2地學資料管理系統(tǒng)功能結構框架  地學資料管理系統(tǒng) B/S版 地學資料管理系統(tǒng) B/S版面向社會公眾發(fā)布整理好的地學數(shù)據(jù)信息。通過 MapGIS數(shù)據(jù) 中心設計器自由定制數(shù)據(jù)的專業(yè)目錄樹， 方便實時更新和發(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)查詢結果顯示及定位 地學輔助成圖編輯系統(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制，完全面 向對象，基于各種數(shù)據(jù)（包括時代、巖性、各種曲線、圖片）自動生成柱狀圖，并進行編輯。 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，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)，還支持斷層、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、地層分界點的智能捕捉，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格式圖件進行任意排版形成多要素 綜合圖，可添加圖例、標題、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。 三維地學復雜地質(zhì)體建模系統(tǒng) 復雜地質(zhì)體表達 提供基于鉆孔的多級、動態(tài)地層建模方式全自動地構建不同精度要求的地質(zhì)結構體。 提供多源數(shù)據(jù)約束下的地質(zhì)結構建模，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)等約束進來，形成復雜的地質(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)半自動構建復雜地質(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)進行集成建模，更真實的反應實際地質(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 可實現(xiàn)三維模型的多種可視化表達和分析應用。 1）三維模型通用拾取：對三維場景中打開的任意模型進行屬性的拾取。 2）三維模型切割：支持對各類地質(zhì)體進行平面、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，沿某一方向實時進行剖切。 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)部的細節(jié)問題。 5）三維模型編輯：對模型進行自由拖放及旋轉， 解決獨立地層不容易直觀分析的缺點。 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)半自動構建復雜地質(zhì)體模型 提供含斷層的復雜地質(zhì)體建模， 將區(qū)域內(nèi)的斷層結構進行直觀表現(xiàn)； 根據(jù)離散數(shù)據(jù)直接 自動生成三維曲面， 多個曲面還可以進行動態(tài)

7、演化模擬。 提供基于地質(zhì)體內(nèi)物理、 化學屬性 值和其它地質(zhì)參數(shù)（如孔隙度、化學元素含量等）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、圖表生成、分析評價等 地學基礎業(yè)務功能；既可為三維模塊提供數(shù)據(jù)支撐， 也可針對專業(yè)領域進行擴展， 形成面向 專業(yè)的信息管理與服務系統(tǒng)，例如工程勘察信息系統(tǒng)即為基于此擴展得到的系統(tǒng)。 地學基礎業(yè)務模塊 1）數(shù)據(jù)管理：按照目錄樹的方式組織管理所有地學數(shù)據(jù)。 2）數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計：對屬性數(shù)據(jù)、圖件數(shù)據(jù)、文檔資料數(shù)據(jù)進行查詢、瀏覽或統(tǒng)計。 3）數(shù)據(jù)成圖出表：對基礎數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計出圖或者出表，

8、包括平面圖、柱狀圖、剖面圖、 各種形式的統(tǒng)計圖等，以及土層物理力學參數(shù)表、地層特性表。并提供圖表的編輯輸出功能。 4）專業(yè)分析計算：對于某些專業(yè)數(shù)據(jù)，可以提供一定的分析計算工具。 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)計圖 三維地學評價決策模塊 三維地學評價決策模塊簡化了評價模型的操作流程， 提供評價模型的管理工具、各種數(shù) 據(jù)分析的工具，評價模型表現(xiàn)形式多樣化，從而進行輔助決策。從建立評價體系， 到評價因 子和評價指標的確立， 再到評價結果的生成， 到用戶根據(jù)結果提出決策方案， 提供一體化

9、的 服務。 圖11評價分區(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，中地數(shù)碼集團與上海市地質(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)基礎信息與咨詢服務系統(tǒng)在 2008年7月通過上海城市地質(zhì)調(diào)查項目聯(lián)合領導小組辦公 室組織的專家評審， 評為優(yōu)秀級，專家組一致認為項目成果具有創(chuàng)新性和實用性， 達到國際 先進水平。該專題項目是我國首個啟動的城市三維地質(zhì)信息系統(tǒng)研發(fā)項目， 在全國范圍內(nèi)具 有較強的示范作用和探索性， 項目建設成果一直受到中國地質(zhì)調(diào)查局、 上海市房地局領導以 及各試點城市有關部門的高度關注。 所取得的成果和經(jīng)驗在全國城市地質(zhì)試點項目中起到了 很

10、好的示范和借鑒作用，該項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。 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 與管理提供基礎地質(zhì)數(shù)據(jù)和決策服務的集成系統(tǒng)。 可以滿足城市規(guī)劃和重大工程選址、 初步 設計，在詳細勘察中利用，可作為城市應急地質(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 對各種格式的數(shù)據(jù)提供錄入、批量導入功能；對華巖、理正等工勘軟件數(shù)據(jù)進行全面兼 容；可查詢鉆孔基本數(shù)據(jù)，進行各種工勘報告、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)分析應用 對地層統(tǒng)計結果進

11、行報表輸出； 對用戶入庫前數(shù)據(jù)按原格式報表輸出； 支持工勘報告等 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算。 3）巖土工程數(shù)據(jù)成圖 能夠生成包括工程勘察報告中所需的柱狀圖、統(tǒng)計圖、剖面圖、等值線圖、固結試驗 EP曲線、剪切試驗 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)地層結構模型的自動構建。 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用的三維模型分析應用功能。