助力全空间智慧城市开发建设——地学动态建模四大关键技术突破

发布者:管理员 发布时间:2020-09-07 浏览量:449次

城市地质调查工作是优化城市空间结构、建设智慧城市重要支撑,当前正在实施的《城市地质调查总体方案(2017-2025年)》牵动着无数地质工作者的心,《方案》提出的目标之一就是提交不少于140个中型以上城市(含示范城市)的三维城市地质模型。时间日趋临近,任务刻不容缓,在具体实施工作中,如何有效的构建三维地学模型就成了必须解决的实际问题。
目前国内外构建三维地学模型的软件已呈百家争鸣之势,但是由于软件本身的种种限制,往往不能有效满足地质工作者实际工作需求。总结出来主要是在以下五个方面尚有欠缺:一是未能建立统一的数据标准、模型表达规范;二是不能完美支持大范围、多级高精度模型构建;三是未能支持复杂地层分布、地质构造;四是根据实际情况,难以高效进行局部模型更新;五是虽能自动处理一般复杂情况,但未能很好地融入地质专家建议处理特殊复杂情况。中地数码以MapGIS 10.5 为基础研发出三维地学建模产品,该产品在满足有效建模需求的同时已经具备解决以上问题的能力。
一 特色地学建模流程  高效探秘地下世界
MapGIS三维地学建模产品依托“地学动态建模”技术框架在MapGIS产品数据标准结构和数据实时预览技术支撑下,以追求丰富、流畅的用户体验感为至上目标,帮助地质工作者高效、实时地构建多数据融合的高精度复杂地学模型,进而客观地认识和利用现实的地下世界。


动态建模框架流程图   

     地学动态建模只需要原始数据和过程参数信息,不需要保存结果模型,在需要结果模型时可即时生成。它具备以下三个特点:

1. 有效融合多源地学数据,快速构建断层、尖灭、不规则透镜体等复杂地学特征的三维模型,实现全流程一体化的地学模型的智能构建;
2. 快速构建多源大工区大体量的多精度地质模型,解决传统手工建模效率低、误差大、精度低等问题;
3. 充分融合地质专家建模经验,在建模环节引入专家意见,确保建模的形态更加符合实际地质情况。
二 地学动态建模四大关键技术突破
(1)动态建模规范的数据整合
MapGIS三维地学建模产品支持钻孔、剖面、DEM、野外路线、散点等多元异构建模源,产品提供相应的预处理整合工具;同时还提供了可供多用户协同工作的明码xml内部规范格式的建模源数据导入和导出功能,进一步的方便用户进行多协调工作。


丰富的数据预处理整合工具


标准xml数据格式范例

规范数据格式的建立,有利于对数据的维护和统一,也为用户提供了数据的安全一致性的保障。

(2)能融入专家意见的建模数据源调整编辑
MapGIS三维地学建模产品支持用户实时引入专家意见,让地质工作者依据自己的专业背景从地质构造、地层沉积、层序地层、复杂地质特征与规律等角度,涵盖钻孔、地层局部、地层边界、透镜体与复杂重复倒序地层等方面,利用二三维一体化的方式,进行多维度、多视角、多粒度的针对标准建模源进行调整。当前主要有钻孔分层点编辑、二三维分层地质图编辑、二三维剖面图编辑、地层重复倒转编辑等。

钻孔分层点编辑


二维地质图编辑


三维地质图编辑


透镜体调整


地层重复倒转编辑

融入专家意见的编辑,用户可以根据模型形态与地质事实和规律的符合度,对建模源进行反复编辑和实时重构,最终可以达到模型局部乃至全区更新、重建的效果。

(3)复杂地质构造自适应分布式动态建模
MapGIS三维地学建模产品支持依据有效层序的地质体动态构建,同时支持二三维地质图约束、DEM约束、三维离散点线面异构约束;此外,针对不同级别的地层,产品支持动态分级构建。


动态构建地层面、地质体流程工具


复杂地质形态

复杂地质结构自适应的动态构建,让多用户能够在前期预划分好建模边界的情况分工协作,以边界为约束进行分区域实时构建,既能满足不同区域的要求,也能满足构建后的模型一致性要求。

(4)大数据量、高精度LOD网格模型构建和网格模型矢量化
MapGIS三维地学建模产品支持将复杂三维地质模型剖分为多个精度的级联网格,实现三角面较密区域精度较高、较稀疏区域精度较低,并可根据视点位置动态切换不同精度的网格模型。
产品支持10亿+多精度网格的快速剖分、分布式存储和高效渲染,渲染帧数可达到30帧以上,高效实现多级属性查询。

 多精度网格模型
产品支持网格模型矢量化,并通过分布式数据库管理大规模高精度的地质构造模型和基网格模型,有利于结合地上地下一体化的模型集成展示和应用。
基于以上四大关键技术突破,MapGIS三维地学建模产品能够保证用户以规范统一的数据进行智能大规模构建地学模型,帮助人们更加方便地理解和应用地质数据,极大地满足不同行业用户当前乃至未来应用所需。


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