1、.word格式.三維地質自動建模與可視化北京國遙新天地信息技術遙感應用第一事業部柳蛟轉載請注明出處和作者,侵權必究一、前言1.1 工程背景數字城市建設方興未艾.現在的數字城市建設正處于根底建設階段,為完成該階段的任務,必須采集包括地上、地表和地下等局部的三維數據 ,并實現其可視化.同時,各城 市因其所處地質帶的不同而不同程度地受到地震、地面沉降、滑坡、巖溶塌陷等地質災害的影響.為此,一些城市正在進行有關地質災害的預警和防治工作.其他很多領域,如城建工程、地下工程、水電工程、交通工程、環境工程、資源開發等都貫穿有地質問題 .上 述工作的開展和問題的解決迫切需要借助三維可視化技術對地質數據進行可視

2、化,從而為相關工作提供幫助.因而,三維城市地質信息可視化受到很多學者和相關工作者的重視.基于目前地下管網和地下建構筑物信息的根底,增加地質數據的收集整理 ,并進行直觀的可視化三維建模分析 ,可更好的為地下工程建設 ,城市規劃等問題提供決策信息支持 使地下空間信息治理單位對相關數據進行有效的治理.基于現有地質數據采集、處理的成果,結合EV-Globe大型三維地理信息平臺,從三維 地質數據結構、三維地質鉆孔數據展示、三維地質自動建模、三維城市地質信息可視化系 統的功能設計等方面對三維城市地質信息可視化進行研究和應用.專業.專注.word格式.1.2 歷史回憶2002年開始,當時在海外工作的朱煥春博

3、士和李浩博士試圖將他們所應用的一些地質 體三維可視化技術推廣到國內,即便是在興旺國家,當時這項技術也才剛剛開始應用.但是,由于這些國家已經具備了調研和開發過程的積累,以及技術市場商業化體制的優勢,推廣過程相對很快,到2005年,大局部已經全部采用三維可視化資料,包括地質體幾何形態、測試資料、監測數據等全部打包在一個三維計算機圖形和信息系統中,電子化和圖形化為專業圖形處理和分析、跨專業交流提供了極大便利,也促進了配套技術的開展.相比較國外興旺國家,國內的三維地質可視化開發更多是處于探索和研究階段,到目前為止還沒有形成商業化的產品.在國際化競爭日趨頻繁和劇烈的今天,自主開發一個具有競爭力的三維地質

4、可視化產品是必須經過的一個歷程.從技術開展和技術進步的角度講,從底層技術開始的自主開發顯然是好事,不但掌握了底層技術,而且對于實際問題便于改良.1.3 存在的問題和解決方案目前,沒有相關的地質采集數據的標準,缺少對地質原始勘探資料的治理和有效應用當采用三維可視化技術描述地質體和應用于生產實踐時,需要改造的環節就很多,總體包括三個方面：1、地質勘察數據的有效治理和高效應用：其中的高效應用是目標,即勘察數據能否很快捷地應用于建立三維地質模型,這取決于兩個方面,一是勘察數據是否有標準地系統管 理,二是數據的可靠性.建立和使用數據庫可以解決第一個方面、但不能解決第二個方面的問題.因此,最大程度保證數據

5、庫中的數據準確可靠是保證三維可視化工作效率和現實 可行性的重要環節.2、目前天津還沒有專門針對城市地質體的三維可視化系統.因此,即便是相關地質部.專業.專注.word格式.門采集到原始勘探資料,可以實現某些形式地質對象的模擬,仍然在一些特定環節還不能很方便地進行操作 如信息的共享,這不是技術上能否實現的問題,而是從實用的角度能否快速方便的問題.3、建立三維地質模型不是三維可視化設計的目的,而僅僅是開始.利用建立起來的三維地質模型效勞生產才是三維可視化設計的目標,這涉及到成果表達方式與行業標準的一致性.系統的功能與生產要求有多大的差距那么是影響效率和實用性的關鍵.綜合地,針對以上地質體可視化技術

6、的開展歷程和應用現狀、以及天津地質行業的現實條件,地質三維可視化系統開發與應用的總體設想是開發先進和成熟的技術引擎、然后圍繞上述三個方面的問題進行研究和應用,圖1表示了這種設想和完成該系統需要開展的工作、以及具備的總體功能.構建的地質三維可視化系統由三個子系統組成,分別滿足現場數據采集和可靠性驗證三維建模、三維模型應用三個方面的需要.地質數據檢 查系統數據規那么檢查地質數據標準地質數據庫應用與治理系統地質數據顯示模塊地質數據查詢模塊地質專業分析模塊專業.專注專業.專注.word格式.word格式.二、系統框架與開發概括地說,地質三維可視化工作系統以 EV-Globe為技術引擎,在此根底上依照地

7、質工 作流程完成三個方面的工作 ,一是向前拓展到地質數據采集環節,二是補充和定制城市建設和規劃行業特性需要的功能,三是向后效勞到成果生成和成果治理環節.圖1清楚地表示地質三維可視化系統的根本構成和相關內容.該系統由三個局部 子系統組成,滿足地質數據治理和應用的需要.各子系統的開發目的和主要功能分述如下：2.1 地質數據檢查系統地質數據檢查系統：該子系統脫離 EV-Globe ,在整個系統中起到 EV-Globe的數據輸 入接口的作用,但自身由可以滿足現場編錄在假設干環節的需要.開發目的：三維建模的效率與數據格式標準程度和可靠性密切相關,數據錄入和檢查系統開發的目的就是解決這兩個環節的問題 ,保

8、證三維建模的效率 數天即可完成一個模 型的建?；蛏壨晟?主要內容：地質數據庫：該子系統的根底.地質數據標準：即建立統一標準的數據錄入格式,現場人員要保證完成這些常規表格 的錄入,即可進入數據庫.數據規那么檢查功能：這是非常適用和重要環節 ,由數據庫接口的一個自主開發的圖形系統組成,目的是把不同人員、不同部位獲得的地質體幾何信息用三維圖形顯示出來,判專業.專注.word格式.斷現場地質人員在勘探數據解譯、以及錄入操作過程可能出現的錯誤,最大程度保證數據的可靠性.最大程度上減少建模過程中因原始資料出錯而導致的時間消耗.2.2 地質可視化系統基于EV-Globe的二次開發：針對不同行業特定需求的補

9、充性開發.開發目的：針對地質工作需要對系統進行補充開發和完善性開發,使得系統更適應三維地質可視化建模需要.主要內容：地質建模模塊：在EV-Globe根底上,根據地質鉆孔數據和專業的插值方法生產三維地 質模型,并針對一些特定條件和需求的完善性開發,使得EV-Globe處理這些行業性問題是更方便和快捷.多媒體數據治理：在根本勘探資料根底上,補充相應的文本,圖片,視頻等非結構化 數據.2.3 應用與治理系統應用與治理系統：方便成果的推廣應用,減少資金投入和應用難度,實現EV-Globe所 建立模型的應用,包括對模型幾何和模型中信息的應用.開發目的：實現模型的生產應用,為城市建設和規劃提供輔助信息,更

10、好的為地下空間信息數據治理部門效勞.主要內容：專業.專注.word格式.地質數據顯示模塊：這是滿足成果完成審查后進行三維展示需要的開發地質數據以直觀的三維可視化方式展現其空間特征,模型具有不可修改性地質數據查詢模塊：空間查詢屬性信息,并關聯多媒體等相關數據信息 業大面積推廣應用.地質專業分析模塊：快速生成任意地質切面,對其進行直觀三維展示 據信息,提供相關應用部門.,目的是保證,方便不同行,并輸出相應數專業.專注.word格式.三、關鍵技術與可行性論證客觀地講,如果沒有足夠的開發和應用積累,幾乎不可能在較短的時間內實現預期目標,即便能完成開發,其穩定性也會受到制約.為此,我們在過去幾年中進行了

11、大量的研 發和相關的應用研究,以說明系統開發和應用的可行性.3.1 鉆孔剖面圖自動生成根據鉆孔數據,自動生成二維剖面圖-Sn孔深5)名克252525克孔用62171. 15159, 06239. 34131. 673.2 鉆孔柱狀圖自動生成根據鉆孔數據,自動生成鉆孔柱狀圖專業.專注.word格式.鉆孔柱狀圖沾孔編號 孔ria廢yl3?0牛而1=KS166. Ed.站孔再爭楹宅木佝l am開工煙2007.0L 222A立Y=43D9&02.哂成國孱應 標離 (m)球度l.l.到假設 .厚.3?6i)柱狀同 孔徑國 1±L6D慍壬次押iJl-XG3. 5通和I1】皿巖心 二封上1

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13、/ * ¥ ¥ / ,V./#, yE jFJ T¥ # '帝士,"海事 扉.匚密.- 由工均,夾起 鼬和桶廢站上片層3.3 三維地質鉆孔根據原始的鉆孔數據,在三維場景中生成鉆孔數據的三維展示效果,直觀的反響出鉆 孔的空間位置,深度以及各地層之間的關系專業.專注.word格式.3.4三維地質體自動建模專業.專注.word格式.3.5剖面分析指定任意的剖面,生成地質三維剖面,直觀進行地質剖面分析3.6隧道分析指定隧道的路徑和截面,動態快速生成隧道,反響出隧道開挖處地質層相關信息及可視化展示.專業.專注.word格式.3.7開挖分析指定開挖深度,反響出開挖范圍內地質層相關信息及可視化展示專業.專注.wor