透明地下空间之地质(二):加快地下空间信息透明化,这些三维地质建模技术不可少!

2021-11-15 16:07:41 6

在十八届三中全会《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中,我国首次从国家层面提出“国家治理”概念,将其作为推进所有领域改革的总目标。之后,我国进一步强调城市治理是社会治理的重要环节,为我国城市现代化发展指明了方向。

地下空间综合治理是城市治理的重要组成部分。厘清我国地下空间开发综合治理体系存在的问题,提出地下空间开发综合治理的方案,具有深远的现实意义和广阔前景。

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采用综合探测和三维(3D)建模技术,加快透明城市建设;运用航空遥感、物探、钻探、地质调查等手段,系统探测全国各地的地质条件、地层结构、存在的地质问题等,评价地下空间开发利用的地质适宜性和资源潜力;开展地下空间开发利用地质环境监测,建立全国城市地下空间 3D 地质结构模型、城市地质环境信息系统、地下空间开发利用政府决策信息支撑平台 ;探索数据管理与共享机制,制定统一的信息标准,实现地上地下的信息化、一体化和可视化。透视城市现实与虚拟空间,强化城市规划、建设、管理、运维、应急的高效管理、精细管理和动态管理,提升城市综合治理水平。

三维地质建模

地质模型的构建与显示是三维地质建模过程中的核心内容之一。一个好的地质模型不仅体现在能够准确地描述出地质对象的构造、属性、空间分布等各类复杂特性,同时还要有利于地质操作与分析。三维地质建模正在区域地质调查、矿产资源勘查、数字矿山、城市地质、水文地质、工程地质、环境地质等领域应用,展露出光明的应用前景。

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01 多源层状地质体自动建模技术

多源约束下含标准层序的层状地质体自动建模技术是针对具有标准层序特征的地质区域而开发的。其主要思想是以钻孔数据为主要数据源、集剖面、平面图等各种多源数据于一体,充分利用一切已知的数据源,结合地质学的规律和数学算法,模拟未知区域的地质数据,从而建立整个区域的地质模型。

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02 基于流程化的地质体建模技术

结合地质数据库,运用流程化工具建立复杂地质体三维模型,实现地质资料的管理、分析、显示、传输和共享,对于及时有效地获得相关地质信息至关重要,且提高工作效率。

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03 融合地上构筑物、地表、地形、地质及三维属性数据生成一体化三维空间模型的技术

支持地下(地质体模型)、地表(地形及遥感数据)、地上(倾斜摄影、点云、BIM)多源、多尺度、多精度三维模型数据的统一表达展示。

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04 岩性自动建模技术

不同岩性表现为不同的地震速度响应,复杂岩性的速度响应就有着复杂的变化,因此,对复杂岩性的地震成像速度建模极为困难。常规的岩性建模方法可以建立较好的岩性模型,但是对于地震资料品质不是很好,同时本区钻井较少,很难通过常规的建模方法建立岩性模型。岩性自动建模技术建模流程克服了常规岩性建模问题;利用泥质含量结合岩性资料建立岩性体,得到的岩性模型比较接近实际情况。

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05 复杂地质体自动建模技术

复杂地质体自动建模技术采用了隐式建模的方法。隐式建模将地质界面看作是标量场的一个等值面,避免了面的自相交,建立的三维模型自动地满足地质接触关系的一致性,并且显著地有助于处理断层/层位的一致性,开辟了全新的方式来自动构建具有高度复杂度的三维地质模型。

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06 属性建模技术

针对地球物理及地球化学数据,采用地学空间插值技术,运用多种空间插值方法(自然临近法、反距离加权插值、克里金插值等),实现了基于物化探工程信息的属性体模型的构建。可用于模拟显示如地下水溶质运移过程或矿体的品位空间分布。

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07 矿体建模技术

矿体三维可视化建模是矿山数字化建设的关键技术之一,应用于矿床开采设计和储量估算等领域。包括矿体的面模型、体模型、混合模型、考虑模型构成元素之间的拓扑关系的模型、处理复杂矿体的模型。

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总结

城市地质产品紧随时代发展,表现出两个趋势和特征:大场景、多要素;小场景、高精度。前者将城市生态系统的各个组成要素,包括城市景观、人流、物流、信息流等,通过二三维一体化的GIS平台、数字地球整体呈现出来,并能完成复杂空间信息查询、检索、大数据分析、空间统计与预警决策。后者则可以表现城市空间要素更加复杂精细的内部结构、组成和功能,如城市地下各类管网、人防工程、室内结构与室内导航,与5G、物联网(IoT)、VR/AR等技术综合形成一个精细的虚拟城市。

三维GIS整合城市大数据的能力、城市实体与信息的快速呈现能力和支撑城市建设和发展中的重大决策能力,这三大能力是检验智慧城市信息系统建设的三大重要指标。智博创享正在不断地攻坚克难,为实现更智慧的城市地上地下信息系统而努力。