三维城市地质信息平台
基于WebGL的地质体信息三维可视化
基于WebGL的地质体信息三维可视化基于WebGL的地质体信息三维可视化随着科技的进步和计算机图形学的发展，基于WebGL的地质体信息三维可视化逐渐成为一种热门的技术趋势。
地质体信息的可视化在地质学、矿产资源勘探、环境保护、城市规划等领域具有重要的应用价值。
通过使用WebGL技术进行地质体信息的三维可视化，不仅可以提供直观、高度真实的可视化效果，而且还可以加深对地质现象的理解，提高决策制定的科学性和准确性。
WebGL是一种在Web浏览器中实现硬件加速的图形技术，它基于OpenGL ES 2.0，通过JavaScript API和HTML5提供了一种强大的图形渲染能力。
相较于传统的基于插件的三维可视化技术，WebGL具有技术成熟、跨平台、易于部署等优势，不需要用户安装额外的插件，能够直接在Web浏览器中展示三维可视化效果，极大地方便了用户的使用。
地质体信息分布广泛，包括地下构造、地质岩层、矿床等。
基于WebGL的地质体信息三维可视化可以将这些信息以三维模型的形式展现出来。
首先，需要进行地理数据的收集和处理，包括地形数据、构造数据、测井数据等，然后将这些数据转化为三维模型所需的格式，如OBJ、3DS等。
接着，通过WebGL的图形渲染能力，将数据模型转化为具有纹理和光照效果的真实感三维模型，同时可以根据用户的需要进行交互操作，如旋转、缩放、平移等，使用户能够自由地观察和操作地质体信息。
基于WebGL的地质体信息三维可视化不仅能够提供直观的展示效果，还可以进行更深层次的分析和模拟。
通过对地质体信息进行颜色编码、透明度调整等操作，可以在三维模型中直观地显示地下构造、岩层分布、矿床富集程度等重要信息。
用户可以通过这种可视化方式更好地理解地质现象的空间分布规律，帮助地质学家、矿产资源勘探人员等更快地发现地质体信息的潜在价值和突破点。
除此之外，基于WebGL的地质体信息三维可视化还可以与其他数据进行融合分析，如地质地球化学数据、地震数据等。
城市地上地下三维空间一体化管理平台研究与实现
设备管理—214—城市地上地下三维空间一体化管理平台研究与实现黄正刚（长治市容海智成电力勘测设计有限公司，山西 长治 046000）引言城市三维空间的建设，能够为城市提供更加精确、直观的空间表达，因此我国各大城市都在如火如荼的进行城市三维空间的系统建设，一方面将传统二维空间所能解决的问题以及优点进行吸收，在二维空间的基础上再次进行系统升级优化，当前三维空间的可视化处理依旧是存在的一个重大难点。
此外，城市地下环境复杂，因此在进行信息数据的收集时难度较大，并且信息数据的真实性存在疑虑，上述难题就导致在进行信息化的智能三维空间构造中所涵盖的范围减少，并且所能检测的空间类型、体积与质量单一化，但是当前城市发展必须要求能够全面掌控城市地上地下的空间信息数据，国家发展与进步也必须具备立体化的城市地上地下信息数据，综上所述，进行城市地上地下三维空间一体化管理平台的研究与实现已经刻不容缓。
1、地上地下三维空间数据对比与分析创建三维空间城市规划的基础是进行地理空间信息的提取，根据地理空间的信息类型可以分为矢量地理图表信息、影像信息、智能化模拟信息、分类表格信息、城市三维空间图以及纹理信息。
其中城市三维空间信息的收集是将城市划分为三部分，地下、地表以及地上，根据城市地上地下三维空间一体化管理平台的建设构想，所必须进行收录的信息如下表1所示： 表1 三维空间城市信息类型表 序号 信息名称 位置1 建筑房屋模型 地上2 公共基础设施模型 地上3 交通道路模型 地上4 水体模型 地上5 影像模型 地表6 DEN 信息 地表7 地下建筑模型 地下8 管道模型 地下9 基坑模型 地下 10 地质模型 地下 11 其他模型 地下 结合上述表格信息，三维空间的信息哀怨各有不同，并且信息特性也存在差异，但是上述信息都是在城市空间中收集的，因此具有一定的联系，并且此种联系能够促进城市三维空间一体化构想的实现，对上述城市空间信息进行对比发现，该城市三维空间信息存在下列特性： 城市地上信息的来源比较广泛，而地下信息的来源比较贫瘠。
基于MapGIS-K9软件的城市三维地质建模方法探讨——以武汉市为例
基于MapGIS-K9软件的城市三维地质建模方法探讨——以武汉市为例许珂;徐亚杏【摘要】随着我国城市化的快速发展,城市地上地下一体化规划和建设的需求逐渐增大,城市三维地质建模的作用日益重要.以武汉市为例,针对该城市地质条件复杂的情况,运用一种分区交互式建模方法.该方法通过地层剖面数据与水平方向的中断面或地质图所形成的网格作为最小单位,结合断层等特殊地质情况,手动构建地质体,并最终完成整个区域的三维地质模型建立.论文罗列了在模型建立过程中出现的问题,并给出了具体建议.所建三维地质模型已通过野外验证,表明本方法能够很好地应用于城市三维地质建模.【期刊名称】《华南地质与矿产》【年(卷),期】2018(034)003【总页数】9页(P244-252)【关键词】三维模型;城市地质;分区交互式建模;MapGIS-K9【作者】许珂;徐亚杏【作者单位】中国地质调查局武汉地质调查中心,武汉430205;武汉工程大学,武汉430205【正文语种】中文【中图分类】P285随着GIS 技术的大力发展，国内外越来越多地将三维建模技术用于城市地质、矿产、油气、水利水电工程、城市规划等领域。
三维模型的建立带给人们的不仅是直观的视觉感受，更重要的三维建模软件强大的三维分析功能可以直击模型内部，可为国土、规划等行业提供直观、便捷的决策工具[1]。
2010年以来，北京、天津、广州、济南、杭州、厦门、重庆等大城市也陆陆续续建立城市三维模型并将其服务于城市规划、地铁隧道选线施工、新城建设、重点工程选址、资源开发等方面[2-8]。
目前国内外已有的建模方法按照建模所使用的数据源大体可分为基于钻孔数据建模、基于剖面数据建模、基于三维地震资料建模以及基于多源数据建模四类[9]。
钻孔数据建模是将标准化后的钻孔数据入库，建立钻孔模型，继而通过分层信息计算机自动建立模型的过程。
该方法自动化程度较高，但是建模精度较低，只适用于地质现象非常简单的地区。
上海城市地质
数据采集
数据解析处
——地质数据的集中存储和管理中心、各类应用服务系统 运行的统一支撑环境、地质资料信息共享服务中心
构建“1+X”应用服务体系
“1+X”应用服务体系
“1”是指基于核心数据库的三维可视化地质资料信息平台
地质信息元数据库 地质图文资料数据库
地质专题数据库
“X”是指依托该平台构建的多元化应用服务系统，面向政 府、企事业和公众三个不同层面的需求，提供从基础地质资料、 地质信息服务系统到地质决策咨询等不同类别、层次、方式的 服务。目前，已建成轨道交通监护管理、海岸带滩涂资源评价 等6个应用服务系统。来自水务部门建设交通 部门
重大市政工程设施沿线地面沉降预警与信息共享机制
4
水土环境调查在生态文明建设中取得较大成效，调查成果 应用于耕地保护、基本农田划定、农用地分等定级、耕地
占补平衡等工作，并围绕工业用地转型开展了地球化学风
险评估
查明了土壤和浅层地下水地球化学环境状况，建立了土
地质量动态监测网络。
地质调查与监测预警示范，提高了海
域调查精度，作为陆域城市地质工作
的补充
海岸带综合地质调查
与监2测01预2 警示范 201
……2004
2008 200
5
9
三维城市 地质调查
综合的、以服务国 土资源管理为主的 城市地质调查和研 究，初步建立了城 市地质信息系统
地质资料信息服务集 群化产业化工作
以成果服务应用为主的 地质信息集群化和产业 化，建成地质数据中心， 初步建立了地质资料信 息多元化服务机制
出让合同、选址意 见书、自有土地核
定规划条件
建设工程 规划许可证审批
告知建设单位： 1、地块地质信息的查阅路径； 2、有关地质灾害防治要求与地质资 料汇交义务、地下空间与地热能合理 利用要求、地下感知监测与设施保护 等要求
城市区域三维地质结构模型建设与集成方法
城市区域三维地质结构模型建设与集成方法城市区域三维地质结构模型建设与集成方法随着城市化进程的加速发展，城市地质环境扮演着越来越重要的角色。
城市区域的地质环境与地貌特征不同，其特点为地质单元复杂、时空分布不规则、地质地貌标志多样。
因此，在城市规划建设中，建立城市区域三维地质结构模型显得尤为必要。
以下，本文将从注意事项、设计流程、技术方法、数据集成等四个方面介绍城市区域三维地质结构模型的建设及集成方法。
一、注意事项在建立城市区域三维地质结构模型的过程中，需要注意以下几个事项。
1.数据质量和准确性是建立三维地质结构模型的基础。
地质数据的精度、完整性以及异质性是建立城市区域三维地质结构模型的关键。
因此，在数据采集和处理过程中，应严格把关，保证数据的准确性和质量。
2.要考虑地质数据的异质性和空间分布的不规则性。
城市地质环境复杂，地层厚度、岩性、构造、断裂等地质条件具有一定的异质性，在进行三维地质建模时，应考虑数据的空间分布不规则状况，合理设置地质层次和结构等建模参数。
3.建模要综合考虑地质与人文环境相互影响。
建立城市区域三维地质结构模型不能排斥城市人文环境的影响，应充分考虑与城市人文环境的关系，确保城市规划与建设中各环节的协调和一体化。
二、设计流程在建立城市区域三维地质结构模型时，应按以下流程进行。
1.数据采集。
数据采集包括地质文献资料的搜集、调查、采样以及测量等，全面获得城市区域地质信息的基础数据。
2.数据处理。
数据处理包括数据清洗、质量检测、误差处理、补全数据等。
数据处理的目标是使数据可加工，可利用，可用于建立三维地质模型。
3.数据建模。
数据建模是建立三维地质结构模型的基础，包括地质横断面绘制、地质单元建立、地质特征分析等工作，使地质信息形成立体化，再加工得到编制地质数字模型的三维几何信息。
4.模型验证与解释。
模型验证是为了评估地质模型的准确性和逼真度，解释地质模型是为了确定地质模型的真实性和先进性，以保证编制出的地质模型符合实际情况。
基于Voxler平台的城市地质调查数据的三维可视化
基于Voxler平台的城市地质调查数据的三维可视化作者：常晓军葛伟亚周丹坤贾军元雷廷来源：《城市地质》2019年第02期摘; 要：在计算机虚拟的三维环境下，可以更加直观、形象的展示地质模型，服务于工程建设、科学研究和决策支撑。
Voxler平台具有强大的建模、分析和三维可视功能，可用来支撑“透明城市”的实现，但却鲜用该方面的应用研究。
以丹阳市小城镇水工环地质综合调查项目为依托，采用Voxler平台中的计算、图形输出和通用模块，探索了该平台在城市地质调查数据三维可视化中的应用潜力。
结果显示该软件在钻孔、地质界面、地质体和试验测试数据的可视化以及地上地下一体化建模方面，具有良好的应用效果。
关键词：三维可视化;Voxler;城市地质调查;地上地下一体化模型中图分类号：TP311.52; ; ; ; 文献标识码：A; ; ;文章编号：1007-1903（2019）02-0006-06Abstract：The geological model can be displayed more intuitively and vividly by 3D-visualization technology， which may serve the engineering construction， scientific research and decision support. The Voxler platform has powerful simulation， analysis， and 3D visualization capabilities，which can be used to support a “transp arent city，” but with little research in related area. Based on the geologic comprehensive survey project of the Danyang City， using the computational， graphic output and general module in the Voxler platform， the application potential of the platform in 3D visualization of urban geological survey data is explored. As a result， the Voxler platform shows good application effect in the visualization of boreholes， geological interfaces， geological bodies， test data and integrated modeling of underground and ground.Keywords：3D visualization; Voxler platform; Urban geological survey; Integrated model of ground and underground0 前言近年來，为适应新型城镇化建设的需求，我国在城市群、大城市和中小城镇等不同层面组织开展了大量的城市地质调查。
地质三维建模平台
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
地质三维建模平台
该平台由地质三维建模软件、地质三维展示软件两部分组成。
地质三维建库系统
该系统在构造建模模块的基础上，搭建速度建模模块、地震属性建模模块、通用属性建模模块、网格化模块、地应力计算模块、构造演化模块、大工区建模模块等。
系统具有以下功能：
(1) 多种地质体建模功能
提供丰富的地学建模技术与方法，包括构造建模、速度建模、地震属性建模、油藏属性建模、地应力计算、构造演化模块等。
(2) 多类型网格化模型生成功能
支持标准网格、截断矩形网格、阶梯网格、PEBI 网格等多种模型的生产，并为网格赋值生成属性模型，为数据统计提供支撑。
(3) 大工区建模功能
多人可在整体模型的不同局部区域同时开展建模工作，保证构造一致、无缝模型拼接，完美支持局部更新。
地质三维展示系统
该系统具有以下功能：
(1) 海量高精度地质数据浏览
满足海量地质数据快速、顺畅浏览需求。
(2) 多类型剖切分析功能
具有钻孔分析、剖面分析、开挖分析、动态剖切等多种功能，可进行自定义的点、线、面剖切、对比等。
如下图所示：。
自然资源信息化总体框架下的城市地质信息系统建设
第34期2021年12月No.34December ，2021自然资源信息化总体框架下的城市地质信息系统建设摘要：城市地质调查是城市规划、建设和发展的先导性、基础性工作。
在城市人口迅速增长、土地资源紧缺等因素影响下，城市地上地下协同规划、同步开发具有重要的现实意义。
通过探明城市地下三维地质结构、地质环境条件、地下空间资源情况，将有效推动地下空间综合开发利用与城市规划布局优化。
基于MapGIS 10.5平台搭建成都市城市地质信息系统，借助云计算、数据挖掘等技术，面向自然资源国土空间规划业务领域，提供地质调查数据管理、查询、共享、预测评价及全空间应用分析服务，实现将多要素城市地质调查成果融入成都市城市规划布局、建设管理的流程。
文章从系统架构、功能体系、平台应用等方面探讨了成都市城市地质信息系统平台的建设思路，为城市地质信息化建设支撑城市发展布局、地下空间资源开发利用提供了参考。
关键词：城市地质信息系统；国土空间规划；MapGIS ；成都中图分类号：P628文献标志码：A江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information杨其菠，李泓儒，潘声勇，周炜，陶海江（武汉中地数码科技有限公司，湖北武汉430074）基金项目：成都市规划和自然资源局项目；项目编号：5101012018002703。
作者简介：杨其菠（1990—），男，河南宜阳人，工程师，学士；研究方向：城市地质信息化研究。
引言城市土地资源紧缺、人口不断扩张、城市周围地质灾害频发等，已严重制约了城市的规划与发展，城市地下空间开发利用显得十分迫切与必要。
城市地下空间的开发与利用对于推动城市由外延扩张式向内涵提升式转变以及快速、健康、生态发展具有重要的现实意义［1-3］。
成都市在全国率先启动城市地下空间资源地质调查，具有先导性、示范性、引领性，调查成果将为推动建设践行新发展理念城市、美丽宜居公园城市［4］，打造“智慧成都”提供决策性支撑。
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……
数据
功能结构
数据采集 与处理
数据管理和 维护模块 （C/S）
城市地质分 析应用模块
（C/S）
地质信息 共享与服务 模块（B/S）
-GIS、GPS、RS -CAD -OFFICE
-数据入库 -数据建库与管理维护 -多项目数据库管理业务流程 -钻孔原始分层标准化 -数据权限与功能权限
-大规模地质数据的二维快速可视化 -多专业地质资料智能查询检索技术 -多要素复杂地质专题图的智能成图 与编辑 -基于因子库的专业评价模型构建与 评价分析 -多约束下三维地质模型构建
栅状图获取
折线切割
任意面切割
基坑开挖
桩基分析
2.2.6 隧道虚拟开挖模拟与漫游
虚拟钻孔开挖2.3 三源自城市地质共享与服务模块面向网络的地质专业数据信息发布 地质数据智能检索服务 面向三维地质模型的发布
数据组织与处理 （基于MapGIS）
地质资料
地质专题数据
信息发布与服务
用户登陆（注册）
数据浏览 专业分析 三维成果
统计图
等值线图
剖面图 其他专题图
2.2.2 地质专业评价模型构建与评价分析
面向地质对象，结合地质专业应用，形成可定义、可扩展的评价模 型库，进行评价分析，辅助决策。
地质对象
1、地质灾害危险性评价 2、地面沉降危害性评价 3、地下水质量评价 4、……
建 模
……
地下水开采分区 热储层地热规划 沟谷分布 地面沉降易发性
2.2 城市地质信息处理及分析评价解决方案
方便灵活的多要素地质专题图生成与编辑工具 可扩展的多专业的评价分析工具 多方法的三维地质建模功能 多模式的三维模型分析工具 二三维一体化的组织管理与分析应用
2.2.1 地质成图模块
柱状图
柱状图 剖面图 等值线图 统计图 多要素综合图 其他地质专题图
地理底图 遥感影像 专业点位
……
柱状图 剖面图 等值线图
……
点位三维定位 模型浏览 模型分析 ……
地质资料索引
智能检索
文档浏览 文档下载
……
2.3 三维城市地质共享与服务模块
2.4 面向GIS的虚拟现实展示
多通道硬件环境下主、被动立体显示技术
被动式立体眼镜
投影机
演 示 观 看 区
投 影 环 幕
-地质新闻发布 -综合地质环境信息检索 -地质数据查询与智能分析 -三维地质信息查询与动态 智能分析
2.1 城市地质数据建库和管理解决方案
多专业、海量异构数据一体化管理 多专业城市地质数据库建库与维护工具 钻孔原始地层数据的标准化处理 支持地质数据的自定义拓展
城市地质数据库
底图库 文档资料 属性数据 地质图件
大规模曲面全自动建模
系统利用三维可视化技术，利用文本文件、矢量文件建立曲面模型，如利 用地面沉降监测数据，可以模拟区域的地面沉降动态发展过程，直观反映地面 沉降对城市安全的影响。
历史曲面模拟
动态预演
2.2.3 多样化的建模方法
空间约束条件下三维地质属性建模
地质体属性空间分布建模用于地质体内物理、化学属性值和其它地质 参数（如孔隙度、贮水率、渗透系数、化学元素含量等）的三维空间分 布规则化建模。
三维城市地质信息平台
目录
行业 背景
建设 方案
关键 技术
应用 方向
1 行业背景
行业背景
天气
地上
地表
地下 商场
地下
地铁
全维度城市空间
空气质量
地下 停车场
人防 工程
地下管线
地质构造与地 下自然资源
行业背景
现代城市的规划、建设、 管理与服务离不开完整的 城市地下空间信息支撑。
• 成果数字化 • 成果立体模型化 • 成果表达多样化 • 成果服务广泛化
2.2.2 地质专业评价模型构建与评价分析
多专业评价分析
采用分析评价工具构建可定义、可扩展的评价模型，结合GIS空间分析功能，进行 网格剖分和叠加分析，自动生成评价等值线图、评价分区图等评价结果。
地
地
面
震
沉
综
降
合
速
指
率
数
因
因
子
子
断
工
裂
程
构
地
造
质
影
条
响
件
因
因
子
子
2.2.3 多样化的建模方法
多源数据耦合层状地质体建模
地下空间 开发利用
市政管线 科普宣传
防灾减灾 ……
标
组
准 规
业务层 二维基础 专业地质
三维地质
三维景观 地质分析 ……
织 机
范
插件库 出图插件库 建模插件库 建模插件库 插件库
构
与
数据中心技术
与
制
运
度 服务层
MapGIS K9三维数据中心
营
法
机
规
制
数据层
地质 原始
数据
钻孔 专业
地面沉降 监测数据
地球物理 化学数据
钻孔数据
工程地质剖面
高程点数据
基岩埋深等值线
基岩出露区
基岩出露区等高线
遥感影像贴图
2.2.3 多样化的建模方法
基于地质分区图的三维建模
使用钻孔、剖面、物探、 岩相古地理、建模边界等， 自动追踪地层分区图
含有下更新统地层的钻孔 不含有下更新统地层的钻孔 建模边界 剖面上的地层界线
2.2.3 多样化的建模方法
中国地质调查局发起的全 国三维城市立体地质调查 试点工作
GIS技术助力实现地质数 据的信息化与多维化表 达
建设目标
专业分析应用
社会公众服务
可视化辅助决策
用户需求
城市地下三维 空间数据中心
管理需求
专业需求
安全需求
可视化应急指挥
2 建设方案
总体框架
应用层
环境监测 城市规划
地质评价
城市轨道 交通
应急指挥
属性体数据
属性模型剖切
体纹理绘制模型
2.2.4 模型拾取、拖拽、剥离、爆炸
三维模型爆炸显示功能将整个模型进行爆炸显示，使得模型 能够被充分的打散开来，便于用户了解地层里面的细节问题。
爆炸显示
属性拾取
模型剥离
2.2.5 三维实体剖切分析
基于网格剖分技术的三维实体剖切分析技术，提供一整套 的实体剖切分析功能，并可对切割模型进行保存。
空间交叉剖面单元格 块体的组合
构建层面
整体三维地质模型
某一单元格内的地质块体
2.2.3 多样化的建模方法
基于地层层序界面分布地质图的复杂地质体建模
2.2.3 多样化的建模方法
含断层剖面的复杂地质体建模
2.2.3 多样化的建模方法
平行剖面法三维地质建模
矿区剖面
矿区岩层/矿体模型
2.2.3 多样化的建模方法
基于地质分区图的三维建模
2.2.3 多样化的建模方法
基于剖面单元格划分的“分区-拼接”建模
分区拼接的建模方法采用分治的方法，利用建模区域内多条交叉剖面将空间 分割成多个单元格，利用单个单元格内一系列闭合轮廓线建立起曲面片，由地质 体的空间几何形态，形成一个单元格地质块体。
划分单元格
构建层面
研究区三维剖面结构