三维地质建模软件与储量估算
三维地质建模服务于勘查地质、矿山地质、工程地质和水文地质专业。主要通过建立地质数据库、利用三角网建模技术，创建矿区地层模型、矿体模型、构造模型或其他类型模型。按照国际矿业领域通用块体模型概念，运用地质统计学估值方法，完成品位模型的创建。通过数据库和三维模型叠加显示，可对矿体空间展布、储量计算、动态储量报告、品位和不同属性的分布特点进行综合运用，为找矿和生产服务。
地质工作应用中突出的特点是不仅可以通过数据库和三维模型对矿床进行空间分析和品位计算，而且对于所有的地质信息（如地质界线，工程位置和分析数据）的提取，不再是手工绘制来实现制图和计算，这将是地质工作的一项变革。
三维地质建模的软件有很多，国外的有Surpac,Micromine,国内的有超维创想、3DMine、恩地等，但每个软件产品除了功能特点以外在具体应用领域或目标方向上有所差异，以储量估算为目标的3DMine更适合国内地勘和矿山的环境，技术服务比起国外软件也更完善。下面具体介绍一下三维地质建模软件的具体应用和资源储量估算的各种方法。
1）地质数据库
通过Excel将工程（探槽、坑道或坑道）编录的数据、物化探数据或水文数据和煤质数据按照规则的表格录入，并通过简单的步骤创建和存储在数据库（如Access）中。3DMine软件核心可以将数据库与中心图形系统紧密相联，通过菜单选择或者鼠标右键功能可以迅速的浏览钻孔的图形，可以通过不同属性的颜色设置显示单个或多个工程的地质岩性、品位、轨迹和深度等数据信息。在屏幕上可以选择容差范围内的数据按照标高生成平面或沿勘探线形成剖面。轻松辅助用户进行数据查询、矿岩界线（夹石）圈定和剖面品位计算。操作简单直观、错误信息即时呈现报告。
2）三维建模
通过平/剖面在空间圈定的矿岩界线、构造线和水位线，运用3DMine软件中先进的三角网建模手段，包括了功能强大和全面的交互式的生成、编辑、显示和计算实体及数字地形的三维工具。利用控制线和分区线联合方法，对任意形态的地质体构建三维模型。运用领先的凸壳技术实现空间点云的建模以及任意实体的投影面积、厚度等基本统计。独特的层状建模技术，很好解决了多层模型交叉的难题。通过新技术的研究，可以实现交叉剖面进行完整的模型建立和可以对任意实体进行体积报告和储量约束计算。运用布尔运算解决实体模型之间的交、切、并、差分和分裂等问题。通过四面体建模方法，可以将完整的实体和块体模型数据导出到Flac3D，Ansys，Comsol等工程力学软件进行分析应用。步骤少，易于操作和简单直观完成建模是3DMine软件的重要特点。
剖面建模煤层建模
混合剖面建模复杂矿体建模
3）块体模型
块体模型是国际上通用的储量计算方法中重要的理念，它实际上也是一个数据库，主要利用规则的块体来充填不规则的矿体，并通过边部块体次分技术实现矿体范围的准确计算。每个块体的质心点可以存储所包含的各类属性，其中品位属性是应用地质统计学方法进行内插值的结果。3DMine软件突破了块体分割和合并技术，属国内领先水平。运用了多边形法、最近距离法、距离幂次反比法和克里格法等进行品位和属性估值。提供了旋转模型、修改、约束保存和属性提取等高级编辑功能。强大的逻辑约束引擎，可实现在不同约束条件下的矿石量和品位报告。
4）地质统计
作为地质统计学方法的工具，如何对组合样品进行基本分析和克里格变异函数分析是至关重要的一步。也就是运用地质统计方法进行品位估值之前，必须对用于估值的组合样数据进行统计分析。主要功能包括基本统计、变异函数分析、交互式拟合、交叉验证、线性回归分析和特异值处理等。3DMine软件中独创性地将数据、图形和变异函数三者统一；多种函数模型；自动确定三轴方向、比率和块金值、变程以及跃迁值等参数，使得深奥复杂的地质统计学转换成可视化、便于理解和分析的平台。为了有效地推进地质统计学方法的应用，此模块已经免费公开发布并可从我们的网站下载。
5）储量计算
虽然地质统计学储量计算方法是符合国际标准，并在国际矿业市场中得到广泛的应用，但在我国，由于长期以来传统的几何图形法占据主导地位，为了更好地满足我国地勘行业的要求和标准，3DMine软件中创造性地实现了块段法和断面法进行资源储量估算的方法，从而可完成符合我国标准的储量分级计算。以上两种储量估算方法等到国土资源部门专家的评审认证，在国内首创。
断面法储量计算
块段法储量计算（换图）
地质统计学法储量计算
储量估算对比图
使用地理信息系统进行校园三维建模 摘要: 随着地理信息系统(GIS)技术在各个应用领域的广泛使用,GIS技术与地理空间信息的表示、处理、分析和应用手段的不断发展紧密相连,形成了各种不同功能的GIS系统软件。针对目前我国许多高校在对校园建筑资源管理上的不足，采用先进的组件式GIS技术对学校的建筑资源进行科学的管理。从而利用MO软件和Visual Basic编程语言开发的高校建筑资源管理系统。以及系统设计过程中利用Access软件对数据库的设计和在Visual Basic平台及MO的组件下对程序的设计及系统功能的实现。从而使现实校园在时间和空间上获得延伸，在现实校园基础上形成一个虚拟校园。 关键词：地理信息系统，ARCgis，校园三维建模，查询 引言 地理信息系统是由计算机硬件、软件、地理空间数据和管理人员共同组成的集合，以有效地获取、存储、更新、管理、分析和显示各种形式的与空间有关的信息。地理信息系统采用的基本技术可归纳为地图分层、矢量抽象、空间数据与属性数据的划分三个方面。 当前，我们正处在一个信息采集、处理、分析和应用的方法发生重大变革的时代。所以，地图、图片的智能化是地理信息系统（GIS）很重要的应用领域。本校园查询系统采用通用桌面GIS软件MO制作吉林师范大学校园电子地图，以VB为开发平台，实现了空间信息的浏览、查询等功能，使吉林师范大学校园地图达到了数字化、三维化和电子化。 1.1校园平面图布局 在绘图过程中，分不同颜色建立若干个图层进行描绘。例如道路、建筑、绿地、楼房、水池、操场以及各特殊用地等都要建立单独的图层，便于管理和操作，同时也便于在MO 中分数据集进行管理，从而为工作带来简便，提高工作效率。 最后完成吉林师范大学电子地图布局图。布局就是地图（包括专题图）、图例、地图比例尺、方向标、文本等各种不同地图内容的混合排版与布置，主要用于地图打印。图1是吉林师范大学电子地图布局图。
基于skyline的城市三维建模研究 2.3 软件配置 核心应用软件为Skyline系列软件，用于三维展示和应用开发，开发环境为Visual Studio2005。辅助软件有四套，名称及主要用途为：ArcGIS用于矢量数据的处理和转换；AutoCAD用于建筑物轮廓提取及数据源处理；PhotoShop用于纹理图像加工与处理; 3DSMAX用于特殊建筑的三维建模。 Skyline 系列软件是非常优秀的三维地理信息系统软件，它是由三个相互独立的子系统构成: TerraBuilder、TerraExplorer Pro和TerraGate，通过这三个子系统可以把不同的地理数据联系起来,并且可以把它们快速的分发到各个用户。 2.3.1TerraBuilder 融合大量的影像、高程和矢量数据,以此来创建有精确坐标的三维模型地形数据库。 2.3.2TerraExplorer Pro 它是一个桌面应用程序,使得用户可以浏览分析空间数据,并可以对其进行 编辑。也可以在上面添加二维或者三维的物体、浏览路径、场景以及地理信息文件。TerraExplore 与TerraBuilder 所创建的地形库相连接,并且可以在网络上发布。 2.3.3TerraDeveloper 它是TerraExplorer 家族中的一款产品,利用它可以定制客户需求功能。2.4 技术路线 整体技术路线是将实验区的OuickBird卫星影像以及高程数据加载到Skyline 系统的TerraBuilder软件中，并对这些数据的格式进行转换，然后进一步生成MPT 格式的文件，形成Skyline系统的TerraExplorer Pro 软件所需要的地表数据集。接下来在TerraExplorer Pro中，加载地表数据集，导入矢量数据集及相关数据，进行二维、三维模型的建立，进而生成真实的三维城市景观。图1为具体的技术路线。 3 城市三维模型的建立 3.1地形建模 地形建模的方法主要是采用在某地区的DEM数据的基础上叠加遥感影像来完成三维地形的显示。
北京地理信息系统概论试卷2答案 一、名词解释（每题5分，共20分） 1. 地理数据是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征及时态特征三部分。 2. 空间索引就是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。 3. DTM为数字地形模型（Digital Terrain Model），是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（Digital Elevation Model），简称DEM。 4. GIS互操作是指不同的GIS间与平台无关的透明数据访问、共享空间数据库和其它服务。是当代GIS技术发展的重要方向。 二、简答题（每题10分，共40分） 1. 矢量数据结构与栅格数据结构的转换算法。 对于点状实体，每个实体仅由一个坐标对表示，其矢量结构和栅格结构的相互转换基本上只是坐标精度变换问题。线实体的矢量结构由一系列坐标对表示，在变为栅格结构时，除把序列中坐标对变为栅格行列坐标外，还需根据栅格精度要求，在坐标点之间插满一系列栅格点，这可以由两点式直线方程得到。线实体由栅格结构变为矢量结构与将多边形边界表示为矢量结构相似，因此以下重点讨论多边形的矢量结构与栅格结构相互转换。 （1）矢量向栅格转换 路过··走过···需要的时候记得回来看看····因为容易得到所以得不到大家的珍惜·即
3D GIS 地理信息系统解决方案 立项的背景和意义 一）背景 地理信息系统（GeographyInformationSystem ）是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影，反映了人们赖以生存的现实世界，是在计算机软件和硬件支持下，以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。 GIS 作为计算机和空间数据分析方法作用于许多相关学科后发展起来的一门边缘学科，由于能及时地抓住当今世界计算机技术飞速发展，各国政府对地理、 资源和环境信息日益重视这一时代特点，加上许多相关技术（如GPS、DPS、RS 等）为它提供了强有力的地理空间信息获取手段，使得GIS己经成为各国政府部 门、商业公司、科研机构和高等院校极为关注的热点领域。特别是进入20 世纪 90年代以来，GIS己在全球范围内形成产业规模，并将进一步深入到各行业乃至 人们的日常生活之中。 二维地理信息系统始于二十世纪六十年代的机助制图，今天己深入到社会的各行各业中，但二维地理信息系统存在着自身难以克服的缺限，它本质上是基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的三维真实感受。三维地理信息系统是在维平面的基础上模拟并处理现实世界上所遇到的三维现象和问题。地理信息三维可视化系统是对具有三维地理参考坐标的空间信息进行输入、存储、编辑、查询、 空间分析和模拟的计算机系统。二维地理信息系统与三维地理信息系统的本质区别在于数据的分布范围，在于高程是被看成空间数据还是属性数据。三维 GIS 的根本目标是多维时空现象的三维表示。相对于二维GIS而言，三维GIS具有三 个显著的特点： 1、直观性：直观性是三维GIS的最显著的特点，通过三维可视化技术，用 户将得到更好的人机交互接口，更少的训练时间，以及更多的空间信息。 2、巨大的数据量：三维GIS应用通常具有海量数据（可达数百G），这种巨 大的数据量使得三维GIS 需要得到数据库的有效管理，具有高效的数据存取性能。 3、复杂的数据结构：三维GIS不是对二维GIS的简单扩展，三维空间中增 加了许多新的数据类型，空间关系变得更加复杂。 三维可视化一直以来是虚拟现实、地理信息系统、数字摄影测量等领域的研究重点。早在八十年代末期，随着GIS 研究与应用的不断深入，许多研究者开始了三维GIS 的研究。早期的研究主要面向地质、矿山等特殊应用领域，建立栅格化的数据模型和进行一些特殊的空间分析，功能较为单一。K 和Masry 于1987 年开发了用于矿产资源评估和开采的三维GIS 原型系统，这个系统可能是最早的 三维GIS 系统，具有一些简单的空间分析能力，如最近点分析等。
IMAGIS 三维可视地理信息系统 IMAGIS 三维可视地理信息系统是一套以数字正射影像（DOM）、数字地面模型（DEM）、数字线划图（DLG）和数字栅格图（DRG）作为处理对象的 GIS 系统。该系统结合了三维可视化技术（visual reality）与虚拟现实技术（virtual reality），完全再现管理环境下的真实情况，把所有管理对象都置于一个真实的三维世界中，真正做到了管理意义上的“所见即所得”。 IMAGIS 是一套先进、完整的可视化地理信息系统。它分为四大部分：三维可视地理信息系统（IMAGIS Classic），基于专业测量技术的城市建模和可视化系统（IMAGIS MagiXity），影像快速漫游系统（IMAGIS 3DBrowser）以及三维场景数据网络发布系统（IMAGIS Web3D）。由于信息来源多种多样、数据类型丰富、信息量大，该系统在数据的管理上采用了矢量数据和栅格数据混合管理的数据结构，二者可以相互独立存在，同时，栅格数据也可以作为矢量数据的属性，以适应不同情况下的要求。 软件特点 ·支持多种通用的二维、三维数据交换格式，可方便地与其他常用软件进行数据交换。 ·能迅速重建和还原地形、地貌及地物，真实再现地面景观。 ·地物快速生成。可方便地进行编辑，如删除、移动、复制等。其结构形状、高度等可随时修改。 ·视图操作灵活，可任意缩放、平移、视点变换、角度旋转，鹰眼视窗，实时 3D 贯穿飞行浏览。 ·简单快捷的三维物体表面贴图方式。 ·系统对实体采用快速真彩色渲染，可实时进行明暗变换，色彩调配，光源转换等。 ·系统内部提供了强大的三维实体建模工具，可以按用户的任何要求生成三维模型。 ·内部数据类型丰富，可管理电网、水网、建筑物、场地、道路、DEM等实体，用户可根据实际需求扩充数据类型。 ·图形可按图层的方式管理和显示。 ·可直观地定义三维实体的属性，对实体属性进行编辑、查询、浏览、统计分析及属性提取等。属性表结构可动态修改，实体属性查询基于SQL语言。 ·具有属性和图形联动检索功能。 ·提供 SQL Server、Oracle 数据库接口，直接使用它们管理属性数据。 ·支持多种图形格式。可输出标准栅格图像，方便地与其他图形软件进行数据交换。 ·提供功能强大的平面图形编辑系统，完全支持二维地理信息系统图形数据，对象可以自动嵌入三维图形中。 ·完善的空间分析功能。 ·多种方式的部分场景保存功能。 ·三维可视化电力选线功能。 ·直接读取在 AutoCAD 、Arc/Info 中自定义的建筑物高程信息，并将其转换为 IMAGIS 的三维信息，并批量生成三维场景中的房屋。 ·新的网上发布工具 Web3D。 系列产品 ·IMAGIS Education ---- 三维可视地理信息系统教育版 ·IMAGIS Classic ---- 三维可视地理信息系统 ·IMAGIS Magixity ---- 城市建模与可视化地理信息系统 ·IMAGIS 3DBrowser ---- 影像快速漫游系统 ·IMAGIS Web3D ---- 三维场景数据网络发布系统 ·IMAGIS Sup3DBrowser --- 3DBrowser 通用控件
GOCAD 软件三维地质建模方法 1建模方法 GOCAD 三维地质建模主要包括两类：一类是构造模型（structural modeling）建模，一类是三维储层栅格结构（3D Reservoir Grid Construction）建模。 （1）构造模型（structural modeling）建模建立地质体构造模型具有非常重要的意义。通过建立构造模型能够模拟地层面、断层面的形态、位置和相互关系；结合反映地质体的各种属性模型的可视化图形，还能够用于辅助设计钻井轨迹。此外，构造模型还是地震勘探过程中地震反演的重要手段。 （2）三维储层栅格结构（3D Reservoir Grid Construction）建模根据建立的构造模型，在3D Reservoir Grid Construction 中可以建立其体模型；同时地质体含有多种反映岩层岩性、资源分布等特性的参数，如岩层的孔隙度、渗透率等，可对这些物性参数进行计算和综合分析，得到地质体的物性参数模型。 当采样值在地质体内密集、规则分布时，可以直接建立采样值到应用模型的映射关系，把对采样值的处理转化为对物性参数的处理，这样可以充分利用计算机的存储量大、计算速度快的特点。 当采样值呈散乱分布，并且数据量有限时，需要采用数学插值方法，拟合出连续的数据分布，充分利用由采样值所隐含的数据场的内部联系，精确的模拟模型中属性场的分布。 图1-1孔隙度参数模型分布图 2 建模流程 2.1数据分析 （1）钻孔、测井分布及数据分析 支持三维建模的数据主要为钻孔和测井。由于对区域范围和建立三维地质建模的精度要求不同，得对所得到的钻孔、测井的分布和根据其取得的数据进行分析和处理是的必要。根据钻孔、测井的分布范围和稠密程度可以大致确定地层的分布界限，对钻孔较少区域采取补充钻探或者采用其它方法进行处理。 （2）地质剖面
内容简介 本书系统分析了目前国内外地质体三维模拟技术和应用软件开发的现状，由此提出了不同领域地质体 三维建模的数据需求、技术流程和主要建模软件的数据接口；详细阐述了Micmmine、surpac、Mapgis、3D-Grid等三维地质体模拟软件在矿山、地下水、城市地质等领域的应用实践和示范工作，以及提交的相 应三维模型成果；并对今后如何展开相关工作提出了建议。 本书可作为开展三维地质建模工作的指导用书，同时亦可作为地质及相关专业学生的专业参考书。 【节选】 (一)地下水三维地质建模所需数据类型 在地下水三维地质建模中，会涉及的地质现象主要有：地貌(或地形)、地层、褶 皱、断裂、透镜体及侵人体等，为刻画这些地质现象，就需要用到地表数字高程模型数据 (DEM)、遥感影像数据、地理信息数据、钻孔数据及剖面数据等。具体来说，为刻画三 维模型中的各种地质现象，需要的相关数据包括以下几种： 1．地表数字高程模型(DEM)数据 地表数学高程模型数据用于生成三维地质结构模型顶面(地表面)，此部分数据可以 从测绘主管部门获取或向国家测绘局基础地理信息中心购买，从基础地理信息中心购买的 数据属于标准数据，数据以ARCINFO数据格式存放。DEM数据比例尺有多种，其中，全 国的1：25万数据库在空间上包含816幅地形图数据，覆盖整个国土范围，国外部分沿国 界外延25公里采集数据。地貌统一在TERLK层中存放，包括等高线、等深线、冲沟等， DEM等高线的等高距，在全国范围内共分40 m、50 m、100 m三种，使用时可参照等分 布图确定。对于标准数据，可以根据需要进行数据格式转换、比例变换、投影变换等多种 处理。 另外，如果不能获取现成的DEM数据，也可以自己使用专门的地理信息系统软件用 地形图生产。即把纸质地形图数字化及几何纠正校准，然后进行高程信息的提取——对等 高线进行屏幕矢量跟踪并对等高线标赋高程值，同时编辑、检查、拼接以生成各种拓扑关 系，最后用软件进行内插值、裁剪生成DEM数据。 2．遥感影像数据
3D GIS 地理信息系统解决方案 一、立项的背景和意义 （一）背景 地理信息系统（GeographyInformationSystem）是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影，反映了人们赖以生存的现实世界，是在计算机软件和硬件支持下，以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。 GIS作为计算机和空间数据分析方法作用于许多相关学科后发展起来的一门边缘学科，由于能及时地抓住当今世界计算机技术飞速发展，各国政府对地理、资源和环境信息日益重视这一时代特点，加上许多相关技术(如GPS、DPS、RS 等)为它提供了强有力的地理空间信息获取手段，使得GIS己经成为各国政府部门、商业公司、科研机构和高等院校极为关注的热点领域。特别是进入20世纪90年代以来，GIS己在全球范围内形成产业规模，并将进一步深入到各行业乃至人们的日常生活之中。 二维地理信息系统始于二十世纪六十年代的机助制图，今天己深入到社会的各行各业中，但二维地理信息系统存在着自身难以克服的缺限，它本质上是基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的三维真实感受。三维地理信息系统是在二维平面的基础上模拟并处理现实世界上所遇到的三维现象和问题。地理信息三维可视化系统是对具有三维地理参考坐标的空间信息进行输入、存储、编辑、查询、空间分析和模拟的计算机系统。二维地理信息系统与三维地理信息系统的本质区别在于数据的分布范围，在于高程是被看成空间数据还是属性数据。三维GIS 的根本目标是多维时空现象的三维表示。相对于二维GIS而言，三维GIS具有三个显著的特点： 1、直观性：直观性是三维GIS的最显著的特点，通过三维可视化技术，用户将得到更好的人机交互接口，更少的训练时间，以及更多的空间信息。 2、巨大的数据量：三维GIS应用通常具有海量数据(可达数百G)，这种巨大的数据量使得三维GIS需要得到数据库的有效管理，具有高效的数据存取性能。 3、复杂的数据结构：三维GIS不是对二维GIS的简单扩展，三维空间中增
三维地理信息系统软件一套 1．支持实时三维地形可视化功能； 2．支持在三维场景上创建二维文本、图片对象和三维模型对象； 3．支持从标准GIS文件和空间数据库中读取各种地形叠加所需要的信息；4．支持支持视频、动画，创建交互式应用系统； 5．支持将各种信息整合之后的三维虚拟数字地球场景发布到局域网或互联网上，使用户在任何地方都可以实现轻松快捷的三维交互式体验； 6．支持以场景的独特视角展现地貌特征、视域、地物间关系； 7．以网络数据流形式高效展现地形及叠加地貌信息 8．提供创建和发布3D地形可视化信息的所有工具 9．支持交互式绘图工具，用于在3D地形模型中创建几何图形、用户自定义对象、建筑物、文本、位图和动画 10．产生和输入静态、动态的2D或3D对象、符号及地理配准信息图层11．在线或离线导入GIS数据图层 12．将图层数据以标准GIS文件格式输出 13．通过标准COM接口与外部、本地和WEB应用程序通讯。控制所有动态及静态对象、信息层和应用系统信息 14．提供全套3D测量及地形分析工具 15．自主导航功能可创建预定义飞行路径 16．用鼠标、键盘和飞行控制面板的任意组合方式控制速度、高度角及视角17．将事先录制的飞行路径输出为视频文件，如AVI或一系列帧文件 18．3D视窗中的快照功能及影像文件输出功能 19．在3D模型的特定区域建立指向网页、应用程序和数据库的超级链接20．集成文本和WEB内容 通过发布工具输出3D场景提供Intranet/Internet访问 配件需求 1.软件安装光盘、授权文件及操作手册； 2.软件规格性能以及相应的技术说明。
售后服务 1.中标人负责到采购人指定安装地点进行软件安装调试和技术培训； 2.中标人将对所提供的软件提供一年免费维护及升级技术支持。
三维地质自动建模与可视化 北京国遥新天地信息技术有限公司遥感应用第一事业部柳蛟 （转载请注明出处和作者，侵权必究） 一、前言 1.1项目背景 数字城市建设方兴未艾。现在的数字城市建设正处于基础建设阶段，为完成该阶段的任务，必须采集包括地上、地表和地下等部分的三维数据，并实现其可视化。同时，各城市因其所处地质带的不同而不同程度地受到地震、地面沉降、滑坡、岩溶塌陷等地质灾害的影响。为此，一些城市正在进行有关地质灾害的预警和防治工作。其他很多领域，如城建工程、地下工程、水电工程、交通工程、环境工程、资源开发等都贯穿有地质问题。上述工作的开展和问题的解决迫切需要借助三维可视化技术对地质数据进行可视化，从而为相关工作提供帮助。因而，三维城市地质信息可视化受到很多学者和相关工作者的重视。 基于目前地下管网和地下建构筑物信息的基础，增加地质数据的收集整理，并进行直观的可视化三维建模分析，可更好的为地下工程建设，城市规划等问题提供决策信息支持，使地下空间信息管理单位对相关数据进行有效的管理。 基于现有地质数据采集、处理的成果，结合EV-Globe大型三维地理信息平台，从三维地质数据结构、三维地质钻孔数据展示、三维地质自动建模、三维城市地质信息可视化系统的功能设计等方面对三维城市地质信息可视化进行研究和应用。 1.2历史回顾 2002年开始，当时在海外工作的朱焕春博士和李浩博士试图将他们所应用的一些地质体三维可视化技术推广到国内，即便是在发达国家，当时这项技术也才刚刚开始应用。但是，因为这些国家已经具备了调研和开发过程的积累，以及技术市场商业化体制的优势，推广过程相对很快，到2005年，大部分已经全部采用三维可视化资料，包括地质体几何形态、测试资料、监测数据等全部打包在一个三维计算机图形和信息系统中，电子化和图形化为专业
1、三维GIS在空间分析方面的独特应用： 三维空间分析除了包括二维gis的分析功能外，还应包括针对三维空间对象的特殊分析功能。具体可分为以下几类：空间查询，包括几何参数查询(空间位置、属性)、空间定位查询(点定位、面定位)、空间关系查询(邻接、包含、相离、相交、覆盖等)等；空间量测，包括距离、质心、面积、表面积、体积等；叠置分析；缓冲区分析，包括点缓冲、线缓冲、面缓冲、体缓冲等；网络分析，包括最短路径、资源分配、连通分析等；地形分析，包括趋势面分析、坡度坡向分析、晕渲分析等；剖面分析，它是实现通视分析、日照分析阴影计算等的基础；空间统计分析，包括统计图表分析、密度分析、层次分析、聚类分析等。 根据空间分析所处理的对象进行划分，空间分析方法主要有基于图形的方法与基于数据的方法两类。基于图形的空间分析方法如常规的缓冲区分析、叠置分析、网络分析、复合分析、邻近分析与空间联结等能直接从2D 扩展至2.5D乃至3D。由于三维数据本身可以降维到二维，因此三维GIS自然能包容二维GIS的空间分析功能。三维GIS最有特色的也许是其基于三维数据的复杂分析能力，如计算空间距离、表面积、体积、通视性与可视域等。结合物理化学模型提供一些更具增值价值的真三维空间分析功能，如水文分析、可视性分析、日照分析与视觉景观分析等已成为三维GIS分析研究的重要内容之一，并正积极朝结合属性数据和其他专题数据开发知识发现的新方法、“面向解决与空间有关的问题”提供定量与定性结合的空间决策支持方向发展。 2、三维建筑物模型的重建方法： 大量的研究致力于地物（尤其是人工地物）的三维自动重建，而依据分辨率、精度、时间和成本等的不同已经有许多不同的技术方法可供选择。如Tao（2004）将三维建筑物模型的重建方法分为以下三类：1）基于地图的方法，利用已有GIS、地图和CAD提供的二维平面数据以及其他高度辅助数据经济快速建立盒状模型；2）基于图象的方法，利用近景、航空与遥感图象建立包括顶部细节在内的逼真表面模型，该方法相对比较费时和昂贵，自动化程度还不高；3）基于点群的方法，利用激光扫描和地面移动测量快速获得的大量三维点群数据建立几何表面模型。 建筑物三维模型重建：基于图片、基于激光扫描数据
地理地质论文 GIS多源数据集成模式评述 [摘要]地理信息系统的迅速发展和广泛应用导致了空间数据多源性的产生，为数据综合利用和数据共享带来不便。本文探讨空间数据多源性的产生和表现，指出多数据格式是多源空间数据集成的瓶颈；分析和评价了多源空间数据集成的三种模式，并展望了多源数据集成的发展方向。 [关键词] 地理信息系统多格式数据源多源数据集成 一、多数据格式是多源空间数据集成的瓶颈 1、空间数据多源性的产生和表现 空间数据多源性的产生和表现主要可以概括为以下几个层次： （1）多语义性 地理信息指的是地理系统中各种信息，由于地理系统的研究对象的多种类特点决定了地理信息的多语义性。对
于同一个地理信息单元（feature），在现实世界中其几何特征是一致的，但是却对应着多种语义，如地理位置、海拔高度、气候、地貌、土壤等自然地理特征；同时也包括经济社会信息，如行政区界限、人口、产量等。一个GIS 研究的决不会是一个孤立的地理语义，但不同系统解决问题的侧重点也有所不同，因而会存在语义分异问题。 （2）多时空性和多尺度 GIS数据具有很强的时空特性。一个GIS系统中的数据源既有同一时间不同空间的数据系列；也有同一空间不同时间序列的数据。不仅如此，GIS会根据系统需要而采用不同尺度对地理空间进行表达，不同的观察尺度具有不同的比例尺和不同的精度。GIS数据集成包括不同时空和不同尺度数据源的集成。 （3）获取手段多源性 获取地理空间的数据的方法有多种多样，包括来自现有系统、图表、遥感手段、GPS手段、统计调查、实地勘测等。这些不同手段获得的数据其存储格式及提取和处理手段都各不相同。
浅析地理信息系统三维城市建模的应用李彬源 发表时间：2018-01-09T15:11:40.113Z 来源：《基层建设》2017年第27期作者：李彬源陈叶禄 [导读] 摘要：三维模型数据以其直观性、客观性和真实性等特性，成为数字城市数据库中的重要组成部分。 南宁市国土测绘地理信息中心广西南宁 530000 摘要：三维模型数据以其直观性、客观性和真实性等特性，成为数字城市数据库中的重要组成部分。为了解决三维模型数据获取的精准性和高效性等，在建设数字城市过程中，采取多种技术方式实现三维模型的获取。三维GIS技术体系正在不断健全，主要分为软件系统和硬件系统。三维模型数据应用于数字城市的历史文保、教育、经济等多个领域，为智慧城市的建设奠定了坚实的数据基础。目前市场上常见的三维建模软件有AutoDesk3DsMax、GoogleSketchUp以及MultiGenCreator等，相比较而言，3DsMax的功能以及可扩展性更强大些。本文将以3DsMax为例，详细介绍地理信息系统三维城市建模的应用。 关键词：地理信息系统；三维城市建模；应用 引言 目前，地理信息系统技术仍以二维信息为主，相比较而言，三维地理信息系统技术可以使信息的表现更真实、丰富、具体，特别是在城市建设与规划应用等方面，通过三维方式展示相关信息更是具有二维方式所不能比拟的优势。随着三维技术以及地理信息技术的发展，能实现城市三维建模技术与GIS技术的良好集成，为城市应用提供有效的手段。 1地理信息系统的概述 地理信息系统是信息系统的一个学科分支，是一个利用计算机硬件和软件，利用信息科学理论和系统理论相关的知识，来实现对地理信息采集、获取、存储、分析和利用的空间信息系统。地理信息系统是多学科交叉产生的结果。应用性是地理信息系统存在的根本价值。随着信息技术的不断发展，地理信息系统的理论和实践也在不断地丰富。地理信息系统的采集的数据包括两种，空间数据和属性数据，地理信息系统利用这些数据，然后在利用地学模型，得出地学相关的结论，作出对人们有益的决策。 2三维建模概念及存在的问题 2.1基本概念 我国正处于经济蓬勃发展的时期，城市规模不断扩大，在城市发展中，与城市建设相关的数字化体系和信息化建设问题引起了广泛关注。数字城市应用范围的扩大促进了三维城市体系的发展，而城市经济的发展又推动了三维城市技术模式的更新。使用三维建模技术，可以很好地处理城市的三维空间信息。目前，虽然我国的三维数字城市建模技术尚不成熟，但可以预见，该技术将会在未来城市信息化发展中发挥巨大的作用。三维地理信息技术的发展是建立在传统二维建模模式的基础之上的，它实现了对二维地理信息数据的利用。它将土地使用信息、土地规划数据信息等转换为三维数据信息，利用这些数据建立三维地理信息系统，所建立系统的功能包括数据信息定位和数据漫游等。三维地理信息技术的使用，有利于促进国土资源数字化进程的发展，使国土数据信息具有直观性和立体性。三维地理信息技术将会成为监测城镇建设用地扩展动态变化的有效方法和途径，有助于对城镇建设用地进行经济评估，有利于合理利用土地资源。 2.2存在的问题 我国在数字城市三维建模技术方面已取得了一些成就，但总的来看，数字城市三维建模技术尚处于发展阶段，还存在一些问题，如传统的三维建模方法工作量大、耗时长、人力消耗大、制作繁琐及场景不真实等。 2.2.1手工方式。在数字城市建模过程中，很多模块都是通过手工操作完成的，而且需要使用一系列建筑模拟软件，如AutoCAD、 3DMAX等。虽然通过手工建模方式创建三维模型具有良好的可操作性，但是缺点也比较明显：花费时间长、工作效率低，不能很好地应用城市GIS数据，不能满足现代化三维GIS数据技术的工作要求。 2.2.2地形因素。在地形构建过程中，由于受到地形因素多样性的影响，无法进行地形数据的统一匹配，这导致了地形数据精度不统一。要解决这个问题，就需要做好地形因素的精细化处理，以实现地形因素数据的统一化，确保地形因素与建筑物信息数据的完美融合。 2.2.3资源共享。为满足现阶段数字城市建模技术工作的需要，首先解决GIS交互的问题，以适应数字城市GIS技术模块的发展要求。其次解决地理数据信息资源共享的问题，以实现对城市数据信息网络资源的利用和三维模型网络共享。 3城市三维建模技术 3.1数据准备 3.1.1现场采集的数据。主要指为进行三维建模而拍摄的照片或者多媒体数据。根据后期制作的要求，拍摄时应选择不同的侧重点。在与GIS进行集成时，如需要构建可以实时漫游的三维场景，则需要对城市建筑物进行全方位、细致的拍摄；如只需要制作类似于E都市效果的三维电子地图，则只对建筑物的可见面进行拍摄即可。 3.1.2城市地形数据。为保证三维建模过程中建筑大小及位置的准确性，需要以城市地形数据为参照，应选择1：500或更大比例尺的城市建筑地形图。 3.2数据导入与配准 3DsMax支持导入DWG与DXF两种类型的地形数据[。在进行数据导入之前，需要将3DsMax的单位设置为“米”，以使数据单位保持一致。为保证后期三维模型导入GIS软件中时位置不发生偏移，所使用的地形数据必须采用GIS软件所能识别的通用坐标系统，如北京54坐标系或西安80坐标系。如果地形数据采用的是地方坐标系或者经纬度坐标系，则在导入之前需要先进行转化。地形数据导入之后，由于采用了特定的坐标系，因此在3DsMax中显示的地形数据的坐标值都较大。为使下一步的建模工作能方便进行，需要将地形数据坐标归零。记录下归零坐标所采用的X、Y方向上的偏移量，以供后续使用。 3.3三维建模 以导入的地形数据为基础，结合所采集的照片等数据，便可对城市进行三维建模。在建模的过程中，需要注意如下两个问题： 3.3.1建筑物建模的精细程度。应根据后期制作的需要来确定对建筑物建模时的精度。如果需要制作三维电子地图，则只需要对建筑物的三个可见面进行建模。另外，在制作过程中，将三维建筑物渲染成最终的效果图即可，不需要将建筑模型导入到GIS软件之中，因此可以进行更加精细的建模，以使三维地图的细节更加丰富。如果需要制作真实的三维场景，则需要对建筑物的所有面都进行建模。另外，由于需要将所有的三维模型都导入到GIS软件中进行管理和实时显示，因此应尽量采用真实贴图的方式来进行建模，以减少建筑模型的面数，保
地质体三维建模方法与技术 指南 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
内容简介 本书系统分析了目前国内外地质体三维模拟技术和应用软件开发的现状，由此提出了不同领域地质体 三维建模的数据需求、技术流程和主要建模软件的数据接口；详细阐述了Micmmine、surpac、Mapgis、 3D-Grid等三维地质体模拟软件在矿山、地下水、城市地质等领域的应用实践和示范工作，以及提交的相 应三维模型成果；并对今后如何展开相关工作提出了建议。 本书可作为开展三维地质建模工作的指导用书，同时亦可作为地质及相关专业学生的专业参考书。 【节选】 (一)地下水三维地质建模所需数据类型 在地下水三维地质建模中，会涉及的地质现象主要有：地貌(或地形)、地层、褶 皱、断裂、透镜体及侵人体等，为刻画这些地质现象，就需要用到地表数字高程模型数据(DEM)、遥感影像数据、地理信息数据、钻孔数据及剖面数据等。具体来说，为刻画三 维模型中的各种地质现象，需要的相关数据包括以下几种： 1．地表数字高程模型(DEM)数据 地表数学高程模型数据用于生成三维地质结构模型顶面(地表面)，此部分数据可以 从测绘主管部门获取或向国家测绘局基础地理信息中心购买，从基础地理信息中心购买的 数据属于标准数据，数据以ARCINFO数据格式存放。DEM数据比例尺有多种，其中，全
国的1：25万数据库在空间上包含816幅地形图数据，覆盖整个国土范围，国外部分沿国界外延25公里采集数据。地貌统一在TERLK层中存放，包括等高线、等深线、冲沟等，DEM等高线的等高距，在全国范围内共分40 m、50 m、100 m三种，使用时可参照等分布图确定。对于标准数据，可以根据需要进行数据格式转换、比例变换、投影变换等多种处理。 另外，如果不能获取现成的DEM数据，也可以自己使用专门的地理信息系统软件用 地形图生产。即把纸质地形图数字化及几何纠正校准，然后进行高程信息的提取——对等高线进行屏幕矢量跟踪并对等高线标赋高程值，同时编辑、检查、拼接以生成各种拓扑关系，最后用软件进行内插值、裁剪生成DEM数据。 2．遥感影像数据 遥感影像是地球空问数据最直接、时效性最强的数据形式，模型的表面需要用影像数 据进行贴图，来表达真实的地表景观。由于影像数据的容量大，为了能够快速、高质量地进行显示，需要根据显示的范围、显示的比例选择分辨率最合适的影像进行纹理映射。一个模型可以有不同分辨率的多套卫星／航测影像数据，某些影像数据有可能只局限于某个局部。因此，在显示时，所有的影像数据都需要读入内存，以实现多分辨显示。这就需要在技术上做一些处理，比如图像格式的转换，根据显示分辨率和比例的不同，转换为不同分辨率的图像如BMP、TIFF、GIF等图像格式。 对遥感影像数据的处理主要包括对遥感影像的几何精纠正和不同分辨率影像数据的融合。一般使用遥感处理软件ERDAS和ENVI软件进行处理。遥感影像几何精纠正的目的
3S集成的应用及其关键问题（长摘要） “3S”是遥感（RS, Remate Sensing）、地理信息系统（GIS, Geographical Information System）和空间定位系统（主要是指全球定位系统GPS, Globle Positioning System）的英文缩写的简称。在“3S”技术中，RS是从以军事为目的的空对地观测技术逐渐演化为民用的一种高新技术。RS源于航空摄影测量，历史悠久。GPS是美国国防部研制的用于军事目的的全星球、全天候和实时性导航、定位系统。GIS源于机助制图，目前GIS已成为以空间分析操作为工具的对地球信息进行动态管理、综合分析与空间模拟的高新技术。3S集成中的集成主要由英文“Intergration”一词翻译而来，包含有“使完整、整合、融合、合而为一”等含义，其核心含义是在不同的部分之间建立一种有机的联系。这种联系有多种实现方式，不同实现方式之间可以从广度、深度和同步性三个方面来探讨。目前，“3S”技术的集成主要还是采用两两集成的模式，即通过“3S”技术与功能的两两组合，共同作用，形成有机的一体化系统，以快速准确地获取具有定位功能的对地观测信息，实现对系统信息的实时更新和对地表现象与过程的综合分析。 由于RS、GIS和GPS在功能上的互补性，各种集成方案通过不同的组合取长补短，不仅能充分发挥各自的优势，而且能够产生许多新的功能。如果说RS、GIS和GPS三种技术的单独应用提高了空间数据获取和处理的精度、速度和效率，那么“3S”集成除了在以上三个方面进一步以外，其优势还表现在其动态性、灵活性和自动化等方面。所谓动态性是指数据源与现实世界的同步性、不同数据源之间的同步性以及数据获取与数据处理的同步性。灵活度是指用户可以根据不同的而应用目的来决定相应数据采集和数据处理，建立二者之间的联系和反馈机制，从而以最恰当的方式完成指定的任务。自动化是指集成系统能够自动完成从数据采集到数据处理的各个环节，不需要人工干预。以上的三种优势不同程度地反映在各种具体的集成模式中。“3S”集成已经在测绘制图、环境监测、战场指挥、救灾抢险、公安消防、交通管理、精细农业、地学研究、资源清查、国土整治、城市规划和空间决策等一系列领域获得了广泛的应用，可以肯定在未来其应用领域还将进一步拓展。“3S”集成本质上是三种对地观测技术的集成，它所提供的不同层次的空间信息服务，服务内容会随具体的应用场合不同而改变，但不会超过以下五个层次的组合。（1）直接信息服务，包括原始遥感影像、GPS 定位信息和GIS数据库中存贮了的信息；（2）复合信息服务，包括带有RS影像或地图背景
三维地质建模技术在定边油田中的应用 petrel软件 自上个世纪九十年代，建模软件诞生以来，建模软件得到了不断的发展。从刚开始的简单构造建模到现在的精细、复杂的建模，产生了很多建模软件。根据本设计要求，我选择斯伦贝谢公司的petrel 2009建模软件(如下图4-1)。 图4-1 petrel 软件模型建立界面 Petrel是一种三维可视化建模软件，在众多建模软件中它在国际上占主导有十分重要的地位。Petrel软件在地质建模方面得到了比较广泛的应用，如地震解释、构造建模、岩相建模、油藏属性建模和油藏数值模拟显示等，因而使从事地质工作者可以获得更多的信息，为石油工业做出更大的贡献。同时为了满足油藏和地质工作者定位要求，Petrel中也采用了一些先进技术：有效的构造建模技术、精确的三维网格化技术、沉积相模型建立技术和虚拟现实技术等。 Petrel软件能够给开发工作提供详细的信息来使开发成本最大化地降低。它不仅能使人们对油藏内部细节的认识得到提高，而且能够准确描述透视油藏属性的空间分布、计算储层地质储量、估算开发的风险、设计井位和钻眼轨迹，发现隐蔽性油藏和剩余油藏[26]。同样重要的是，Petrel使管理者不再局限于传统的方式来做开发决策，他们根据软件所提供的数字模拟及虚拟现实技术和专业人员一起通过现实资料与虚拟技术结合，认真研究目的层的储油物性和岩性，运用不同思路的模型建立和模拟结果，降低开发风险优化生产方式。Petrel软件能够为地
质模型的精细研究提供更快、更精确和更经济等优良的特性。 储层地质建模的步骤 储层三维建模过程一般包括以下环节：数据准备、构造模型、储层属性建模、图形显示，具体的储层建模的基本步骤（见图4-2）。基本数据一般有： (1)坐标数据：包括井位坐标、地震测网坐标等； (2)分层数据：包括各井的砂组、油组、小层、砂体的划分对比数据，地震资料解释的层面数据等； (3)断层数据：包括断层位置、断点、断距等； (4)储层数据：储层数据是储层建模中最重要的数据，其中包括井眼储层数据、地震储层数据和试井储层数据。 图4-2 储层建模流程图
地理信息系统的一些相关概念 ? 1. 信息和数据 ?（1）信息：是向人们或系统提供的关于现实世界的事实的知识，换句话说，信息是用数字、文字、符号、语言等介质表示的事件、事物、现象的内容、数量或特征。 从信息科学角度看信息的四大特点 适用性。客观性。共享性。传输性 ?（2）数据：是用于载荷信息的物理量，包括：数字、文字、符号等。数据是客观对象的一种表示，而信息是数据内涵的意义。 地理信息系统的建立，首先是收集数据，然后进行处理，获得信息。 地理信息的特征 空间性、动态性（时间性）、专题性（属性）、分布性 空间信息包括：人口、资源。社会、经济、环境 信息系统：(1).什么是信息系统:信息系统是具有采集管理分析和表达数据能力的系统,在计算机时代信息系统都部分或全部由计算机系统支持,并由计算机硬件软件数据和用户组成.智能化的信息系统还包括知识 地理信息系统特征 A. 具有采集、管理、分析、显示多种地理空间信息的能力。 B. 以地理研究和决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析，多要素综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息。 C. 计算机系统的支持。GIS各种功能的实现，依赖于计算机软、硬件系统的支持。 所以地理信息系统： 从外部来看：是计算机软、硬件系统。 从内部来看：是数据和程序组织而成的空间系统模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。 GIS发展趋向 1、从软件系统看GIS的发展趋势 1）集成（Integration) 体现GIS和其他技术的结合 2）分化（Fractionation) 体现软件领域中的新的开发思想 2、从应用看GIS发展趋势 1）数据标准化 2）系统集成化 3）开发组件化 4）平台网络化 5）应用社会化 GIS 发展原因 1）实际的需要 2）技术、理论和方法的成熟
煤矿三维地理信息系统 1 概述 地理信息系统（GIS）是一种以采集、储存、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。与一般信息系统的差别是，它采集的信息是按地理空间分布特征来反映地理实体结构及其动态变化规律的。从学科的角度，GIS是在地理学、地图学、测量学和 计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系；从功能上，GIS具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能。 煤矿三维地理信息系统（煤矿三维GIS）是用于描述煤矿地质信息、井下环境和设备的应用软件。煤矿三维地理信息系统能够有效地 建立矿山空间数据库，实现矿山的全景显示、动态显示，真实、直观、准确、清晰地表现地层、断裂、矿体及围岩形态，表达钻孔、矿井（竖井、斜井）、巷道、探槽、采空区、采矿区、采矿工作面形态， 表达各种机械设备的配备与运转状况，表达矿井风流状况、瓦斯浓度、地应力场等三维现象。煤矿三维地理信息系统可以有效地利用现有资 料对未采区和采掘工作面前方、深部及外围的地质构造、矿体变化、 矿床分带及其它开采条件进行预报预测。 2 国内现状 中国煤矿GIS 应用起步较晚，与国际水平相比有较大差距，煤矿
行业迫切需要一个适应于中国国情的专业化的矿山三维地理信息系统。但由于到目前为止，现有的GIS系统都还只能实现空间数据的二维或者2.5维的表达和处理，还没有真正的三维GIS系统，因此在具有三维特性的矿山领域中的应用受到了很大的限制，国内还未见投入工业化运行的矿山GIS系统。煤矿三维GIS是煤矿发展的迫切需要和发展方向，三维GIS将成为煤矿生产规划和信息化管理不可缺少的工具。 3 应用范围 3.1 矿山基础数据的图形化存储和展示 根据矿山数据的多源性、复杂性、时空性、关联性、动态性等特点，建立矿山空间数据库，可以形象地显示地层、断裂、矿体及围岩形态，表达钻孔、矿井（竖井、斜井）、巷道、探槽、采空区、采矿区、采矿工作面形态，表达各种机械设备的配备与运转状况，表达矿井风流状况、瓦斯浓度、地应力场等三维现象。 3.2 矿山生产环境的风险评价 煤矿三维GIS可动态地进行生产环境的风险分析。采矿设备周围的风险区域是动态的，例如：随着工作面的不断推进，上覆岩层的破坏、断裂、垮落是一个动态发展的过程，同时矿山压力的重新分配将会引发矿井水、瓦斯分布的变化等等。系统依据当前时刻虚拟环境中所处的状态对回采工作的多个工序如割煤、支架前移等进行风险评价。 3.3 事故模拟与调查分析