城市环境下多尺度三维地质建模方法及应用实例分析_天文地球

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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...

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第1章　绪　论

...

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1.1　三维地质建模

20世纪以来，随着世界各地城市化的快速发展，越来越多的人开始关注城市地质环境。城市地质工作在世界各国开展得如火如荼，我国的城市地质工作近年来也得到了大力发展，第...

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1.2　　城市环境下的浅层三维地质建模

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，在城市可持续发展中起着至关重要的作用。一个复杂的地质模型，能够显示...

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1.3　多尺度三维地质建模

一段时期以来，无论在国内还是在国外，与多尺度相关的研究热度和成果数量呈逐渐增长的趋势，这表明多尺度作为一个主要的研究课题已经被应用到了多个研究领域，研究人员对多...

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第2章　三维地质模型相关概念介绍

三维地质建模是综合各种调查数据，解读地下情况，并用工具进行表达（integration，interpretation and modeling）的过程，其流程如...

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2.1　三维地质模型数据收集和管理方法

三维地质建模方法的本质是通过先进的技术来综合可利用的数据，从而再现地质结构。因此，可采集的数据质量和数量对最终模型的真实性影响是至关重要的。...

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2.1.1　数据收集

在城市范围内，一般能收集到下列四种类型的信息：①用于学术研究和基础设施建设的原始目标的钻孔记录；②数字高程模型（digital elevation model，...

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2.1.2　数据清理与质量控制

在建模的前期数据收集过程中会收集到各种格式的数据，如二维地质图、钻孔记录、DEM、地球物理勘探数据。需要将各种数据转换成建模软件能够接受的格式，统一到同一个坐标...

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2.2　三维地质模型的基本对象

地质模型是由点（拾取）、线（井路径）、曲面（层位面、断层面）、交线（层面与断层交线）、闭合岩石区域（断块）、网格（规则网格、地层网格）和物性（速度、孔隙度等）这...

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2.2.1　点

点是几何空间中最基本的对象类型。点通常来源于勘察数据，如直接的钻探数据、激光雷达扫描数据或者间接的地球物理勘探数据解译。通过钻孔观测可以直观地认识地层的空间位置...

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2.2.2　线

散乱的点可以按照一定的规则连接起来，生成另一个重要的对象———线。建模者经常使用的曲线种类如下：①地质或地球物理性质的等值线，如高程、渗透率、地层厚度等；②从二...

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2.2.3　面

地质界面通常是有着不规则曲率的表面，不能用数学公式来描述。在实践中，不规则三角网（triangulated irregular network，TIN）方法已被...

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2.2.4　拓　扑

从地质科学角度看，拓扑是地质对象间关系的表格。层位（上覆、下伏、切段）间地层学关系在建模时被记下，形成一个简单的拓扑表，也可以通过绘制一系列的草图来量化结构框架...

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2.2.5　块　体

块体是指由交叉曲面封闭的空间体积，一个块体可以是断层块、层，或其他可能的对象。拓扑表中会存储哪个块体被哪个曲面或子曲面封闭的信息，这使查询曲面或子曲面以确定地下...

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2.3　三维数据模型表示方法

在二维地理信息系统中，人们把数据模型分为矢量和栅格两大类。在三维地理信息系统中，也相应把三维数据模型分为两类：基于面（surface-based）表示的数据模型...

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2.3.1　基于面表示的数据模型

基于面表示的数据模型主要用来表达空间对象的边界或“表皮”（skin）。事实上，构建物体表面的方法已经有40 多年的历史了，许多软件都能够进行2.5维表面的可视化...

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2.3.2　基于体表示的数据模型

基于体表示的数据模型用体信息代替面信息来描述对象的内部，它将三维空间物体抽象为一系列相邻但不交叉的三维体元的集合，其中体元是最基本的组成单元。根据体元的不同，可...

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2.4　三维地质建模软件简介

三维地质建模工具应具备以下几个基本能力：①需要一个适宜进行三维地质建模，并能表达地质对象的拓扑结构、几何结构以及属性信息的三维数据模型；②融合多源数据、构建复杂...

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第3章　三维地质建模及应用研究现状和进展

在过去的几十年中，已经涌现出一系列成熟的三维地质建模技术和软件平台，用来描述和模拟地下环境的几何结构，例如断层的位置和扰动、地质界面的分布和性状、地质块体的厚度...

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3.1　三维地质建模方法和关键技术研究进展

三维地质模型在工程地质和岩土工程中的应用重点是浅层地质条件的表达，因为大部分基础设施的基础都修建于浅层土中。虽然计算机技术在迅速发展，但直到20世纪90年代末，...

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3.2　世界三维地质建模应用介绍

得益于地理信息系统、数字制图、数据存储及分析、可视化等技术的飞速发展，世界范围内尤其是发达国家的地质调查局都将地质制图的重心转移到三维地质模型及其在资源环境预测...

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3.2.1　加拿大地质调查局

25～35年前，加拿大地质调查局（Geological Survey of Canada，GSC）已经开展了加拿大国土领域内的三维地质建模工作。GSC 的三维地...

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3.2.2　美国地质调查局

美国地质调查局（U.S. Geological Survey，USGS）使用三维/四维（包括额外的时间尺度）工具进行地质条件的解释和可视化，实现并验证了对大数据...

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3.2.3　澳大利亚地球科学局和维多利亚地球科学局

澳大利亚地球科学局（Geoscience Australia，GA）和维多利亚地球科学局（Geological Survey of Victoria，GSV）已...

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3.2.4　中国地质调查局

中国地质调查局（China Geological Survey，CGS）已经完成了1∶200 000，1∶500 000，1∶2 500 000，1∶5 000...

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3.2.5　英国地质调查局

英国地质调查局（British Geological Survey，BGS）自2005年起开展了一系列地质填图和建模计划，致力于制作数字地质图（DiGMapGB...

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3.2.6　法国地质调查局

法国地质调查局（French Geological Survey，FGS）的三维地质建模工作主要集中于地质调查、含水层保护和管理、城市地质及地震风险性评估、土木...

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3.2.7　荷兰地质调查局

荷兰地质调查局（Geological Survey of the Netherlands，荷兰语简称为TNO）建模部门的重点是通过重现地下地层条件来对500～1...

《城市环境下多尺度三维地质建模方法及应用实例分析》简介

前　言

目录

第1章　绪　论

1.1　三维地质建模

1.2　　城市环境下的浅层三维地质建模

1.3　多尺度三维地质建模

第2章　三维地质模型相关概念介绍

2.1　三维地质模型数据收集和管理方法

2.1.1　数据收集

2.1.2　数据清理与质量控制

2.2　三维地质模型的基本对象

2.2.1　点

2.2.2　线

2.2.3　面

2.2.4　拓　扑

2.2.5　块　体

2.3　三维数据模型表示方法

2.3.1　基于面表示的数据模型

2.3.2　基于体表示的数据模型

2.4　三维地质建模软件简介

第3章　三维地质建模及应用研究现状和进展

3.1　三维地质建模方法和关键技术研究进展

3.2　世界三维地质建模应用介绍

3.2.1　加拿大地质调查局

3.2.2　美国地质调查局

3.2.3　澳大利亚地球科学局和维多利亚地球科学局

3.2.4　中国地质调查局

3.2.5　英国地质调查局

3.2.6　法国地质调查局

3.2.7　荷兰地质调查局

《城市环境下多尺度三维地质建模方法及应用实例分析》简介

前 言

目录

第1章 绪 论

1.1 三维地质建模

1.2 城市环境下的浅层三维地质建模

1.3 多尺度三维地质建模

第2章 三维地质模型相关概念介绍

2.1 三维地质模型数据收集和管理方法

2.1.1 数据收集

2.1.2 数据清理与质量控制

2.2 三维地质模型的基本对象

2.2.1 点

2.2.2 线

2.2.3 面

2.2.4 拓 扑

2.2.5 块 体

2.3 三维数据模型表示方法

2.3.1 基于面表示的数据模型

2.3.2 基于体表示的数据模型

2.4 三维地质建模软件简介

第3章 三维地质建模及应用研究现状和进展

3.1 三维地质建模方法和关键技术研究进展

3.2 世界三维地质建模应用介绍

3.2.1 加拿大地质调查局

3.2.2 美国地质调查局

3.2.3 澳大利亚地球科学局和维多利亚地球科学局

3.2.4 中国地质调查局

3.2.5 英国地质调查局

3.2.6 法国地质调查局

3.2.7 荷兰地质调查局

前　言

第1章　绪　论

1.1　三维地质建模

1.2　　城市环境下的浅层三维地质建模

1.3　多尺度三维地质建模

第2章　三维地质模型相关概念介绍

2.1　三维地质模型数据收集和管理方法

2.1.1　数据收集

2.1.2　数据清理与质量控制

2.2　三维地质模型的基本对象

2.2.1　点

2.2.2　线

2.2.3　面

2.2.4　拓　扑

2.2.5　块　体

2.3　三维数据模型表示方法

2.3.1　基于面表示的数据模型

2.3.2　基于体表示的数据模型

2.4　三维地质建模软件简介

第3章　三维地质建模及应用研究现状和进展

3.1　三维地质建模方法和关键技术研究进展

3.2　世界三维地质建模应用介绍

3.2.1　加拿大地质调查局

3.2.2　美国地质调查局

3.2.3　澳大利亚地球科学局和维多利亚地球科学局

3.2.4　中国地质调查局

3.2.5　英国地质调查局

3.2.6　法国地质调查局

3.2.7　荷兰地质调查局