2017年11月15日，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局正式發(fā)布了《城市地質(zhì)調(diào)查總體方案（2017-2025年）》，明確了未來(lái)八年城市地質(zhì)調(diào)查工作的路線，其中一項(xiàng)目標(biāo)是提交不少于140個(gè)中型以上城市（含示范城市）的三維城市地質(zhì)模型。

隨著這一方案以及 “透明地下雄安” 項(xiàng)目的發(fā)布，城市地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目開始廣泛的在各個(gè)城市啟動(dòng)起來(lái)，在國(guó)土資源部發(fā)布的《城市地質(zhì)調(diào)查規(guī)范》中也明確提出構(gòu)建三維可視化地質(zhì)模型是城市地質(zhì)調(diào)查的主要任務(wù)之一。

那什么是三維地質(zhì)模型？什么樣的三維地質(zhì)模型才能滿足城市規(guī)劃、管理和建設(shè)的需求？城市三維地質(zhì)模型的關(guān)鍵技術(shù)是什么？

一、什么是三維地質(zhì)模型？

三維地質(zhì)模型是用來(lái)描述地質(zhì)體的幾何形狀及其內(nèi)部各種物理化學(xué)參數(shù)的分布情況的計(jì)算機(jī)模型。

三維地質(zhì)構(gòu)造模型

三維地質(zhì)屬性模型

二、什么樣的三維地質(zhì)模型才能滿足城市地質(zhì)工作的需求？

根據(jù)《城市地質(zhì)調(diào)查規(guī)范》，城市地質(zhì)工作要支持城市空間開發(fā)利用、地質(zhì)資源的調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)控、地質(zhì)災(zāi)害防治等多個(gè)方面。傳統(tǒng)的城市地質(zhì)建模模式是根據(jù)某一特定需求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后按需求建成相應(yīng)的專業(yè)模型，如水文地質(zhì)模型、地?zé)岬刭|(zhì)模型、工程地質(zhì)模型等。這一工作模式的主要弊端是要進(jìn)行大量的重復(fù)性工作，浪費(fèi)了人力資源，降低了效率，提高了成本。

因此，新興的城市地質(zhì)建模工作模式是利用采集的所有數(shù)據(jù)為每個(gè)城市建立一個(gè)盡可能完備的基礎(chǔ)三維地質(zhì)模型，并存儲(chǔ)于云端，通過web進(jìn)行可視化，服務(wù)于各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

由于每個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的需求都不太一樣，所遇地質(zhì)情況或復(fù)雜或簡(jiǎn)單，所需描述程度或簡(jiǎn)單或精細(xì)，所研究的目標(biāo)區(qū)域或大規(guī)?；蛐〕叨?。所以此基礎(chǔ)三維地質(zhì)模型應(yīng)具備以下特點(diǎn)：

1. 完備：可以將已有多源數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的地質(zhì)信息充分的表達(dá)出來(lái)；可以滿足各專業(yè)領(lǐng)域的需求。
2. 大規(guī)模高精度：滿足各專業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谌我鈪^(qū)域大小、任意網(wǎng)格規(guī)模以及任意精細(xì)程度的需求。
3. 維護(hù)成本低，可以進(jìn)行局部更新：當(dāng)數(shù)據(jù)有所更新時(shí)，將整個(gè)模型進(jìn)行更新是非常耗時(shí)耗力的，所以整個(gè)基礎(chǔ)模型需要支持局部更新。

基礎(chǔ)三維地質(zhì)模型

三、城市三維地質(zhì)模型的關(guān)鍵技術(shù)是什么？

1. 多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)：要能利用各種來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)建模，無(wú)論是地球物理數(shù)據(jù)、地球化學(xué)數(shù)據(jù)還是鉆孔數(shù)據(jù)。
2. 復(fù)雜地層、斷層建模技術(shù)：處理任意復(fù)雜地質(zhì)情況，如地層殲滅、透鏡體、復(fù)雜逆斷層等，建立完備的三維地質(zhì)基礎(chǔ)模型。
3. 網(wǎng)格剖分技術(shù)：能夠在復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造模型約束下進(jìn)行大規(guī)模三維體網(wǎng)格生成，作為屬性模型的基礎(chǔ)。所生成的網(wǎng)格需要準(zhǔn)確匹配地質(zhì)構(gòu)造模型的幾何形狀，在地層斷裂和尖滅處不能出現(xiàn)鋸齒效應(yīng)等嚴(yán)重偏離構(gòu)造模型幾何形態(tài)的現(xiàn)象。
4. 高精度網(wǎng)格拼接技術(shù)，支持多人并行工作：一個(gè)人建一個(gè)城市的基礎(chǔ)地質(zhì)模型是要耗費(fèi)大量時(shí)間的且?guī)缀醪豢尚?，所以需要高精度網(wǎng)格無(wú)縫拼接技術(shù)，從而支持多人并行工作，并使整個(gè)模型支持任意局部的調(diào)用。
5. 與地下建筑物融合技術(shù)：若想支持城市規(guī)劃中的應(yīng)用，則需要對(duì)自然物體與人造物體進(jìn)行統(tǒng)一建模，將人造物網(wǎng)格與地質(zhì)模型網(wǎng)格進(jìn)行融合，使數(shù)值模擬技術(shù)的普及應(yīng)用成為可能。
6. 可視化技術(shù)：通過LOD多分辨率顯示，滿足用戶對(duì)不同尺度、不同精度的模型需求。能夠支持互聯(lián)網(wǎng)用戶通過瀏覽器對(duì)大規(guī)模的構(gòu)造模型和屬性模型進(jìn)行三維可視化，不能要求用戶安裝插件，可支持主流瀏覽器；實(shí)現(xiàn)自由觀察、自由剖切和挖取等交互功能。