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、三維城市、三維地質(zhì)、三維地學 等三維GIS應用介紹 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1三雒地學產(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

2、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。 圖2地學資料管理系統(tǒng)功錮結構框架 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，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2數(shù)據(jù)查誨結果顯示及定位

3、 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3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功能。 E2Z1 BH uZl [ZZ2* r*7l- O E2* Kfi* C3 圖4剖面圖效果圖 3）等

4、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5多源數(shù)據(jù)建模 提

5、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。 圖6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)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。 圖7屬性模型分析 三維空間可視化與分析 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

6、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8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。 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

7、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，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。 ?? 三好生"作 三饗

8、并圖 譜系圖 等個廳以口券、宣用tie可 寸究收eo長健% X軸合并圖 X軸合并圖 四軸合并圖 圖9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，提供一體化的服務。 圖10評價分區(qū)圖 圖11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

9、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

10、務的集成系統(tǒng)?？?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。 工程地質(zhì)剖面圖 ■■|比例 卜IC0R ■罔趣1 IRC 圖建基于多源數(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。