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1、ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD城市地下三維空間信息系統建設方案及其典型應用報告人：劉修國報告人：劉修國 中中 國國 地地 質質 大大 學學（武武 漢漢）信信 息息 工工 程程 學學 院院地地理理信信息息系系統統軟軟件件及及其其應應用用教教育育部部工工程程研研究究中中心心ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD 1、城市地下三維空間信息系統城市地下三維空間信息系統建設需求及目標建設需求及目標 2、系統建設方案與主要關鍵技術系統建設方案與主要關鍵技術 3、城市規劃、建設和管理中的城市規劃、建設和管理中的典型業務應用典型業務應用ZONDY CYBER GROUP CO.2、,LTD 1、城市地下三維空間信息系統城市地下三維空間信息系統的建設需求及目標的建設需求及目標ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD引子：引子：城市規劃、建設需要掌握地下空間對象的特性城市規劃、建設需要掌握地下空間對象的特性區區域域穩穩定定性性綜綜合合評評價價ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD北京奧運公園北京奧運公園查明園區隱伏巖溶塌陷區,精確定位穿越場館區活動斷裂。場館區建筑布局調整，確保場館安全。隱伏活動斷裂隱伏活動斷裂重大場館的選址、規劃和建設需要地下空間信息重大場館的選址、規劃和建設需要地下空間信息ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD城市重大設3、施的安全運營需要地下空間信息城市重大設施的安全運營需要地下空間信息中心城區中心城區01-05年階年階段地面沉降等值線段地面沉降等值線01-05年地面沉降三維年地面沉降三維模型模型地鐵安全運營高架橋倒塌管道損毀ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD地下空間資源管理地下空間資源管理不同深度不同區域地下空間開發不同深度不同區域地下空間開發建議建議 地上建筑-地下建筑-地質體一體化管理ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD 中國地質調查局對城市立體地質調查成果提出了調查成果的四個戰略目標中國地質調查局對城市立體地質調查成果提出了調查成果的四個戰略目標:現代城市的規劃、建設、管理4、與服務規劃、建設、管理與服務需要系統完整的城市地下空間信息支撐成果數字化成果數字化、成果立體模型化成果立體模型化、成果表達多樣化成果表達多樣化、成果服務廣泛化成果服務廣泛化全國城市立體地質調查試點全國城市立體地質調查試點全國城市立體地質調查試點全國城市立體地質調查試點ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD城市地下三維空間信息系統的建設目標城市地下三維空間信息系統的建設目標用戶需求社會公眾服務社會公眾服務社會公眾服務社會公眾服務可視化輔助決策可視化輔助決策可視化輔助決策可視化輔助決策管理需求城市地下三維城市地下三維空間數據中心空間數據中心專業分析應用專業分析應用專業分析應用專業分析應5、用專業需求可視化應急指揮可視化應急指揮可視化應急指揮可視化應急指揮安全需求ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD 2、系統建設方案與主要關鍵技術系統建設方案與主要關鍵技術ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD基于共享服務的系統總體框架基于共享服務的系統總體框架ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD系統總體框架系統總體框架ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD提供地上下一體化的全空間三維展示為城市規劃提供建設適宜性評價，輔助重大工程選址等決策三維GIS技術為城市建設輔助決策提供技術支撐u系統需要真三維系統需要真三維GISGIS平臺支持平臺支持空間完6、整性：地表、地上、地下一體化空間完整性：地表、地上、地下一體化功能完整性：建模、可視化、功能完整性：建模、可視化、GISGIS分析分析實現實現2D2D、3D3D一體化的處理分析一體化的處理分析面向多專業評價應用的可擴展架構面向多專業評價應用的可擴展架構ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD地理底圖遙感影像地形數據地質鉆孔地質圖地下空間利用物化探資料考慮到城市地下空間數據的多源、異構、海量的特點，系統采用空間數據中心模式來實現對城市地下空間數據的統一、可擴展、層次化的管理。系統要實現對城市地上下空間數據高效組織與管理系統要實現對城市地上下空間數據高效組織與管理ZONDY CYBER 7、GROUP CO.,LTD地上景觀地形、地層地上下一體化三維數字城市多維多維地上下三維空間實體一體地上下三維空間實體一體化的數據模型化的數據模型統一的坐標基準統一的數據結構統一的數據庫引擎統一的三維可視化引擎系統要實現對地上下空間對象的無縫集成系統要實現對地上下空間對象的無縫集成ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD系統要提供針對城市不同空間實體的三維建模方法系統要提供針對城市不同空間實體的三維建模方法ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD應提供對地上下空間實體完備的三維分析與表達功能應提供對地上下空間實體完備的三維分析與表達功能豐富的建模方法提供了地上、地下一體化的三8、提供了地上、地下一體化的三維場景建模方法，以及體數據維場景建模方法，以及體數據三維建模技術三維建模技術多樣的可視化表達為三維場景提供了多樣的可視為三維場景提供了多樣的可視化表達，并支持虛擬現實三維化表達，并支持虛擬現實三維立體展示立體展示專業的GIS分析針對不同三維實體模型提供專針對不同三維實體模型提供專業深入的業深入的GISGIS分析應用工具分析應用工具ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD 面向空間對象，結合專業應用，形成可定義、可擴展的評價模型庫，開展評價分析，輔助決策。熱儲層地熱規劃熱儲層地熱規劃地下水開采分區地下水開采分區地面沉降易發性地面沉降易發性溝谷分布溝谷分布1、地9、殼穩定性評價2、地面沉降危害性評價3、地下水質量評價4、18系統要提供針對不同專業評價模型擴展定制支持系統要提供針對不同專業評價模型擴展定制支持ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD天津天津天津天津廣州廣州廣州廣州鄭州鄭州哈爾濱哈爾濱佛山佛山上海上海上海上海廈門廈門曹妃甸曹妃甸寧波寧波蘇州蘇州濟南濟南系統的應用實例系統的應用實例ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD研究區三維剖面結構空間交叉剖面單元格 劃分單元格 構建層面 塊體的組合 構建層面 某一單元格內的地質塊體 拼接成體 整體三維地質模型 基于單元格的基于單元格的“分區分區-拼接拼接”關鍵技術關鍵技術復雜地下實體10、的三維建模技術復雜地下實體的三維建模技術ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD關鍵技術關鍵技術復雜地下實體的三維建模技術復雜地下實體的三維建模技術平面地質圖斷層線框架斷層面模型地層面模型地質實體模型ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD關鍵技術關鍵技術-三維實體模型靜態切割分析技術三維實體模型靜態切割分析技術基于切割技術的基坑開挖 軸向剖面切割任意角度剖面切割垂直折剖面切割ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD23關鍵技術關鍵技術-大規模復雜實體模型的多視點實時動態剖切技術大規模復雜實體模型的多視點實時動態剖切技術ZONDY CYBER GROUP CO.,11、LTD關鍵技術關鍵技術-面向過程的三維實體動態模擬分析技術面向過程的三維實體動態模擬分析技術根據地下水位數據、流場數據進行三維水位模擬，并結合地質結構模型對指定區域內的地下水位歷年變化進行動態模擬。ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD關鍵技術關鍵技術地質屬性參數體建模地質屬性參數體建模 u帶約束條件的三維距離反比插值建模u三維空間統計學的Kriging插值建模u基于神經網絡的多維地質非線性插值建模u提供基于面繪制與直接體繪制等可視化方法u提供三維剖切、等值面提取、等值線套合等分析功能25選取數據選取數據屬性體模型屬性體模型等值面追蹤等值面追蹤等值體追蹤等值體追蹤屬性模型剖切屬性模12、型剖切ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD利用體數據分級、分塊的技術以及GPU插值采樣等技術，可以實現大規模體數據的實時可視化關鍵技術關鍵技術-大規模參數體模型的動態可視化大規模參數體模型的動態可視化利用體數據模擬環境污染ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD投投影影環環幕幕主控機工作站1矩陣融合機工作站2工作站3演示操作區演示操作區演演示示觀觀看看區區投影機被動式立體眼鏡AP轉換器v支持主動立體分時技術、被動立體分屏技術，將3DGIS的交互操作、可視化分析等與虛擬現實技術集成。關鍵技術關鍵技術支持支持GIS交互的虛擬現實展示技術交互的虛擬現實展示技術ZONDY CY13、BER GROUP CO.,LTD 3、系統在城市規劃、建設和管理中的典型業務應用ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD1 1、服務于城市總體規劃、服務于城市總體規劃-功能區規劃、工程選址功能區規劃、工程選址上海臨港新城上海臨港新城基礎穩定性評估與區劃基礎穩定性評估與區劃根據城區活動構造的分布和活動性，對城市地殼穩定性進行區域劃分，并對地面沉降等主要平原區地質災害和工程地質問題、山區滑坡與泥石流等地質災害和工程地質問題進行分析和評價，成果直接用于城市發展的總體規劃。北京奧運公園規劃北京奧運公園規劃ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD工工程程地地質質條條件件因因子子地地14、面面沉沉降降速速率率因因子子地地震震綜綜合合指指數數因因子子斷斷裂裂構構造造影影響響因因子子區區域域穩穩定定性性綜綜合合評評價價區域穩定性評價模型定制分析示例區域穩定性評價模型定制分析示例30ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD2、地下空間開發適宜性評價、地下空間開發適宜性評價v地下空間環境巖土工程評價地下空間環境巖土工程評價：從巖土的工程性質、開發條件和環境影響等方面綜合評估，確定未來城市發展適宜地下空間開發的地段和高風險區，為地下空間可利用規劃編制與修編提供必要的信息。工程地質模型爆炸顯示ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD工程地質適宜性評價工程地質適宜性評價 15、基坑工程建設適宜分區基坑工程建設適宜分區 ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD基于工程地質三維模型的城市地下市政綜合管溝適建性分區基于工程地質三維模型的城市地下市政綜合管溝適建性分區ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD3、基于三維地層模型的工程建設方案優選、基于三維地層模型的工程建設方案優選在三維地質結構模型基礎上，利用三維技術模擬地下空間開發過程，并按隧道不同設計深度，綜合評價地層結構變化對隧道工程的影響。ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD4、地面沉降監測與防治研究、地面沉降監測與防治研究v結合水文地質結構模型、地下水采灌及地下水位動態，進一步研究16、地面沉降規律和機理，有針對性制定控制措施。地鐵安全運營管道損毀ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD5 5、重大生命線工程安全監測及研究、重大生命線工程安全監測及研究結合地面沉降耦合模型，實時動態可視化沉降變化，為城市安全預警機制提供保障。具體工程安全監測及分析，需要以工程沿線地質結構為基礎，以區域地面沉降動態為背景，結合軌道交通等基礎設施特點，進行監測研究。軌道交通沿線工程地質立體剖面圖ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD戰略戰略應急應急水源地評價水源地評價：評價戰略應急水源地的分布格局、水量、開采時限及優化配置的技術方案；應急供水條件下潛在的環境效應，水源地周邊環17、境防護措施；地表水和地下水聯合調蓄方案及區域聯網供水方案，提出規劃建議。6 6、城市地下水資源可持續開發與保護規劃研究、城市地下水資源可持續開發與保護規劃研究在三維水文地質結構的基礎上，建立地表水-地下水耦合模型，為地下水資源可持續開發與保護規劃研究提供依據。ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD7 7、輔助城市地下空間設施管理、輔助城市地下空間設施管理 圍繞地下空間開發，探索建立“地籍圖地下地籍圖地質圖”三圖合一的服務能力，提供城市地下空間的權屬管理。ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD8 8、橋隧三維建模的穩定性分析與災害防治、橋隧三維建模的穩定性分析與災害防治ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD9 9、其它典型業務應用、其它典型業務應用 城市淺層地熱能利用分析 地下環境污染狀況分析 地下采空區管理與分析 應急決策輔助分析 。ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD