前　言

20世纪以来，随着世界各地城市化的快速发展，城市地质环境问题日趋严重，各国都启动了城市地质调查工作。随着计算机技术的发展和地质调查电子数据的增多，三维地质信息库也得到了长足的发展。

三维地质模型是地质条件分布及其几何结构的空间表示方法。城市地下浅层地质环境一般指对工程建设产生直接影响的地质体，它承载着众多城市基础设施和市政设施，从地基土的物理性质、地下水的深度、地基土液化敏感性等方面影响着工程建设项目的成本和可行性，在城市可持续发展中起着至关重要的作用。城市地下浅层的地质结构与地球深层结构不同，因为它不仅受气候变化的影响，还受人为工程影响而频繁地发生变化。当今城市快速发展，高大密集型建（构）筑物非常多，二维地质图和剖面图不足以为工程建设提供足量的地质信息。近年来，三维可视化地质模型被越来越多地应用于城市发展建设过程。在城市环境中，三维地质模型的类型有多种，如地形三维模型、基础地质模型、工程地质模型、水文地质模型等。地形三维模型可用于坡度、坡向分析，挖填方计算等；基础地质模型可重构复杂地质体，用于基底稳定性评价等；工程地质模型运用多源数据耦合技术，可用来表征工程地质结构特征及参数，评价主要工程地质问题等；水文地质模型可用于表征各含水层结构特征及水文地质参数，评价浅层地下水对地下空间开发的影响。近年来，人为的地质灾害，如地面沉降、地基差异沉降、边坡失稳等，在城市地区时有发生，对人们的生命和财产安全造成威胁，这些灾害很多是由工程建设者缺乏对地质信息的充足认知引发的。运用特定场地的三维岩土参数模型，可以对地质条件较脆弱地区的相关岩土工程详勘进行指导，以降低人为建设危害发生的可能性。对地质特征的了解是建立可靠三维岩土参数模型的关键。在过去，三维地质模型一般用于解决区域水文地质问题和自然资源保护问题。目前，三维地质模型的应用范围已扩展到地质工程、岩土工程、市政规划、垃圾处置、地下水流动模拟等更多领域。

本书论述了城市环境下多尺度三维地质建模的研究背景、理论方法、关键技术和应用实例，是作者在城市地质领域十余年的研究基础上撰写而成的。本书受国家自然科学基金项目（41702297）、浙江省教育厅科研项目（Y201533556）、中央高校基本科研业务费（2016QN4019）、国土资源部的北京市多参数立体地质调查项目（任务书编号：基〔2003〕018- 01）、德国亚琛市环境部的城区环境地质评价项目和岩土钻掘与防护教育部工程研究中心开放研究基金课题等项目的资助，书中内容反映了这一系列项目的研究成果。

全书共分6章，内容主要包括以下两个方面。

（1）多尺度三维地质建模基础理论和技术方法。第1章主要介绍了城市环境下三维地质建模的意义及多尺度三维地质建模的意义；第2章主要介绍了三维地质建模的相关概念，包括三维地质建模过程中应用的数据类型及预处理方法，模型的基本组成要素，模型表示方法及建模软件；第3章主要介绍了三维地质建模及应用的主要研究进展；第4章系统介绍了城市尺度和工程尺度三维地质建模的基本理论和方法。

（2）多尺度三维地质模型在城市建设中的应用实例。第5章主要介绍了城市环境下三维地质模型构建的方法和应用实例，包括城市基础模型构建方法及模型后续应用、城市范围内高精度三维地质属性建模、基于三维地质模型的新城规划建设适宜性评价方法和应用、基于激光雷达（LiDAR）技术和三维地质模型的尾矿库边坡稳定性数值模拟等。

由于作者水平有限，书中纰漏之处在所难免，敬请读者批评指正。