3D+GIS支持下的城市地质调查
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已经日渐成熟的２ＤＧＩＳ是将现实世界简化为平面 上二维投影进行操作的，本质上是基于抽象符号的描 述，但是地球是处于三维空间中的，因此２ＤＧＩＳ不能 给人以自然真实的感受。随着计算机图形学乖计算机 体视化技术的发展，特别是ＯｐｅｎＧＬ、ＪＡＶＡ３Ｄ、ＤｉｒｅｃｔＸ 等一系列三维可视化平台的形成以及ＶＲＭＬ三维建模 语言的成熟，使得生成、显示３Ｄ几何特征和属性特征 的数据成为可能。３Ｄ ＧＩＳ是将三维空间坐标作为独立 参数来进行空间实体对象的几何建模，建立的模型不
ｕｒｂａｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ３Ｄ ＧＩＳ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｂｕｉｌｄ ａ ｒｅａｌ ３Ｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ２ｎｄ
ｓｕｂｗａｙ ｄｉｇｇｉｎｇ ｍｏｄｅｌ，ｃｌｅａｒｌｙ，ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｎｄ ｖｉｖｉｄｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔ ｃｏｍｐｌｅｘ ｕｒｂａｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｉｎ Ｔｉａｎｊｉｎ，
图ｌ离散钻孔柱状立体模型
参考文献
【１】孟小红，王卫民，姚长利，等，地质模型计算辅助设计原理与 应用【Ｍ】．北京：地质出版社，２００１
【２】朱良峰，昊信才，刘修国，等．基于钻孔数据的三维地层模型 的构建［Ｊ】地理与地理信息科学，２００４，２０（３）：２６．３０
【３】 郑贵洲，中永利．地质特征三维分析及三维地质模拟现状研 究嘲．地球科学进展，２００４，１９（２）：２１８．２２３
城市地质调查就是在城市及其周围地区或潜在城 市化地区的特定空间范围内，综合考虑各种地质要素， 研究其对城市发展提供的资源、施加的约束条件以及 城市发展对各种地质要素所产生的影响，为城市规划、 建设和管理服务的地质工作。其基本任务是：研究地 质要素与城市发展之间的关系，围绕城市发展战略和 目前面临的紧迫地质问题，借鉴国内外先进经验，通 过充分利用．整合以往地质成果，综合运用现代地质 调查手段，开展系统的城市地质结构、地质灾害及城 市地球化学环境的调查研究，为城市规划、国土资源 管理和地下空间开发利用提供基础地质资料和决策依据。
有一定的形态和性质特征并与其他地质现象之间存在 着一定的联系。地质对象一般是通过地质体来反映的， 从外形上看差异较大且不规则，而且具有不同的产状， 描述起来较为复杂。．３Ｄ ＧＩＳ支持下的城市地质调查， 可以将地质资料输入到空间数据库中，然后充分反映 到地质模型中，借助计算机和科学可视化技术，直接 从３Ｄ空间的角度去理解和表达地质体与地质环境。这 样既能进行快速查阅，又可以随时补充修改，还能获 得直观的印象。基于３ＤＧＩＳ的城市地质调查关键是地 质体模型的建立．
ＧｅｎｅｒａＩ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｖｉｅｗ．ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｏｕｔ－ｏｆ－ｃｏｒｅ Ｖｉｓｕａｌｉｚａ－ ｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈ－ ｉｅｓ，２００２，８（３）：２３９．２５４
【５】彭仅普，刘文熙．一种动态交互的多分辨率地形生成【Ｊ】．计 算机工程，２００３，７（２９）：３２．３４
下面为应用３ＤＧＩＳ技术对天津市中心城区开展城 市地质调查的实例，调查的主要目的是摸清天津市城 市下部的地层的空间展布及其相互关系，为城市建设、 勘察设计和施工提供依据。
数据的主要来源是钻孔资料，本次工作在天津市 中心城区搜集整理了近２００个钻孔资料，包括孔号、坐 标、高程、孔深及土层分层描述等。根据城市规划建 设的需要，利用这些钻孔数据对地表以下１００ ｍ深度 范围的地层进行了划分。
利用上述地层划分情况建立三维地质模型，模型 的表现形式见图ｌ，图２。
线开挖模型，如图３。
图３天津市地铁开挖三维模型
４结语 ３ＤＧＩＳ支持下的城市地质调查具有很强的优越性，
与传统方法相比能够提供逼真的显示效果，可以使非 地质专业人员对地质情况有直观地认识。地层具有断 层、褶皱等复杂现象，因此一个钻孔数据可能缺失某 一地层，在进行数据组织乖处理时应根据实际情况加 以分析。由于本次工作未能搜集到全面详尽的断层、断 裂等信息，所以建模时未加入断层因素的影响。
仅可以实现三维可视化，还可以进行三维空间分析。 ３Ｄ ＧＩＳ应用于地质领域可以表达复杂的三维地层分布 状况，如果再加上一些分析模型和专家决策库还可以 满足更多的要求。
２城市地质调查
城市的规划、建设与发展是在地球表面进行的， 而地质要素是地球形成的基本单位，所以城市建设离 不开地质工作。地质工作在城市的规划、建设等各个 方面可以起到很好的先行作用，完全能够渗透到城市 发展的各个方面。近年来各个城市都相继出现了高层、 超高层建筑群体，城市的基础设施如供电、暖气，自 来水、通信等网络管道的建设和城市地下空间的开发 利用都促使城市管理和建设部门必须掌握城市下部的 地质情况，才能把工程选址放在最恰当的位置，规避 风险区，进而引导城市发展走向。如果对城市当前的 地质情况缺乏了解，那么就很难保持城市的可持续发 展。因此为了保证城市可持续发展就必须重视城市地 质问题，必须对城市地质情况开展详细调查。
三维地质结构并模拟了地铁２号线开挖模型，清晰、准确和形象地反映了天津市复杂的城市地质构造形态，为城市安全、 地下空间开发提供了核心解决方案。
关键词：ＧＩＳ；３ＤＧＩＳ；城市地质调查；真三维；地下空间
中图分类号：Ｐ２０８
文献标志码：Ｂ
文章编号：１６７２－４６２３（２００８）０１．００６８．０３
Ｕｒｂａｎ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ３Ｄ ＧＩＳ ＷＡＮＧ Ｙｏｎｇｌｉ
Ｅａｓｙ［Ｃ］．／／ＩＥＥＥ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆＩＥＥＥ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ’２００１，Ｓａｎ
【６】 彭仪普，詹文华．基于自适应四又树的实时动态地形生成［Ｊ】．
Ｄｉｅｇｏ，２００１ ［４】Ｌｉｎｄｓｔｒｏｍ只Ｐａｓｃｕｃｃｉ Ｖ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｓｉｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ：Ａ
收稿日期：２００７．０５－２４
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ｏｆｆｅｒｉｎｇ ａ ｃｏｒｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｕｒｂａｎ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｐａｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＧＩＳ；３Ｄ ＧＩＳ；ｕｒｂａｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ；ｒｅａｌ ３Ｄ；ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｐａｃｅ
地理空间信息 GEOSPATIAL INFORMATION 2008,6(1) 1次
（Ｔｉａｎｊｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１９１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐｏｕｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ３Ｄ ＧＩＳ ａｎｄ ｕｒｂａｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ，ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｉａｎｊｉｎ
地质体的形态结构差别较大，而且是三维不均一 的，建立地质体模型首先要建立地质层面，而钻孔数 据是建立地质体表面模型的基础。通过大批钻孔数据 来获得地下不同地质层的分布，从而进行地质体三维 建模是科学的，但是成本很高。由于城市地质调查施 工的钻孔大都是比较离散稀疏不规则的，因此在进行 数据组织和处理时，应该根据研究区域的实际情况构 造一些虚拟钻孔数据或通过线，｝生内插法，样条法及克 里金法等方法进行加密，这样使建立的地质体模型显 得较为合理。
西南交通大学学报，２００２，３７（１２）：６３２．６３６ 【７】 马耀昌。重庆市主城区河段河道水下三维地形可视化ｆＲ】。南
京：河海大学工程硕士论文，２００７
第一作者简介：官学文，硕士，高级工程师。从事防汛测报、 河道监测研究与管理等。
万方数据
第６卷第１期
王永立：３Ｄ ＧＩＳ支持下的城市地质调查
·６９·
【４】ＷＵ Ｑ。ＸＵ Ｈ．Ｏｎ Ｔｈｒｅｅ·ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ【Ｊ】．Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｓｅｒ．Ｄ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００４， ４７（８）：７３９．７４８
［５】 曹代勇，李青元，朱小弟，等．地质构造三维可视化模型探讨 ［Ｊ】．地质与勘探，２００１，３７（４）：６０—６２
【６】孙国庆，施木俊，雷水红。等．三维工程地质模型与可视化研 究【Ｊ】，工程勘察，２００１（５）：８－１０
［７】Ｂｒｅｗｎｉｇ Ｍ．Ａｎ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｔｈｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｐａｔｉａｌ Ｄａｔａ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ａ３Ｄ Ｇｅｏ－ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ＆Ｇｅ－ ｏｓｃｉｅｎｃｅｓ。１９９９，（２５）：３９．４８
１ ３Ｄ ＧｌＳ
地理信息系统技术（ＧＩＳ），以地理数据库为基础，
采用空间数学模型分析方法，适时提供多种空间的和 动态的综合信息，能够对在地球上存在的任何事物和 发生的事件进行成图和分析。ＧＩＳ的基础是地理和测 绘，经过几十年的发展，在国土资源管理、城市规划 等很多行业得到了广泛应用，但是这些ＧＩＳ的应用还 是大都局限于二维（２Ｄ）空间。
２００８年２月 第６卷第１期
地理空 间信．电
ＧＥＯＳＰＡＴＩＡＬ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
Ｆｅｂ．，２００８ Ｖ０１．６，Ｎｏ．１
３Ｄ ＧＩＳ支持下的城市地质调查
王永立
（天津市地质调查研究院。天津３００１９１）
摘要：阐述了３ＤＧＩＳ和城市地质调查的概念和理论，在３ＤＧＩＳ技术支持下开展了天津市城市地质调查工作。建立了真
采用二维地图来描述现实世界中Biblioteka Baidu三维地物，给 地学分析带来了极大不便。特别是地质体中赋存着层 面、断层、褶皱，节理以及其他复杂地质特征，以二 维、静态的方式描述地层的分布规律，构造的起伏变 化使人们很难准确理解和感受地下的地质情况。地质 现象的三维性或多维性是阻碍地质信息体视化和直观 化的重要因素。钻探是获取地下三维空间信息的主要 方法，但是钻孔资料是一系列空间分布不均的离散数 据，工程设计和城市规划人员不能通过这些数据精确 地了解地质实体。因此，采用更直接的方式描述地质 的空间展布情况，满足非专业人员的需求是地质学研 究的重要课题。
一直以来在进行城市规划和建设时，对地质问题 的重视程度远远不够，主要原因是地质成果始终不能 转换为城市规划和管理部门容易理解和接受的形式。比 如，面积仅有２００ ｋｍ２的荷兰阿姆斯特丹拥有一个包含 了４０ ０００个钻孔记录和地下水资料的数据库。城市规 划部门在进行规划时不可能去查这些钻孔资料来决策， 因此地学工作者必须把有价值的地质资料通过各种转 换途径变成能让非专业者有效利用的资料。在３Ｄ ＧＩＳ 技术支持下，地质工作者可以利用钻孔数据通过三维 地质建模，有效实现地质模型的三维可视化，充分反 映地学规律。
图２钻孔与地质体混合立体模型 针对天津市目前地铁建设情况，建立了地铁二号
作者简介：王永立，助理工程师，从事城市地质调查与ＧＩＳ开 发应用研究工作。
万方数据
3D GIS支持下的城市地质调查
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
王永立， WANG Yongli 天津市地质调查研究院,天津,300191
表１天津市中心城区地层划分
３基于３Ｄ ＧＩＳ的城市地质调查
地质现象在空间上都占有一定的位置和范围，具
万方数据
·７０－
地理空阍信息
第６卷第１期
３ＤＧＩＳ技术支持下的城市地质调查主要为用户提 供准确、直观的地质模型，通过各种形式清楚地显示 地质模型内部的各个细节，从而为地质工作者和城市 管理部门更加准确地提供地质信息。
ｕｒｂａｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ３Ｄ ＧＩＳ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｂｕｉｌｄ ａ ｒｅａｌ ３Ｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ２ｎｄ
ｓｕｂｗａｙ ｄｉｇｇｉｎｇ ｍｏｄｅｌ，ｃｌｅａｒｌｙ，ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｎｄ ｖｉｖｉｄｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔ ｃｏｍｐｌｅｘ ｕｒｂａｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｉｎ Ｔｉａｎｊｉｎ，
图ｌ离散钻孔柱状立体模型
参考文献
【１】孟小红，王卫民，姚长利，等，地质模型计算辅助设计原理与 应用【Ｍ】．北京：地质出版社，２００１
【２】朱良峰，昊信才，刘修国，等．基于钻孔数据的三维地层模型 的构建［Ｊ】地理与地理信息科学，２００４，２０（３）：２６．３０
【３】 郑贵洲，中永利．地质特征三维分析及三维地质模拟现状研 究嘲．地球科学进展，２００４，１９（２）：２１８．２２３
城市地质调查就是在城市及其周围地区或潜在城 市化地区的特定空间范围内，综合考虑各种地质要素， 研究其对城市发展提供的资源、施加的约束条件以及 城市发展对各种地质要素所产生的影响，为城市规划、 建设和管理服务的地质工作。其基本任务是：研究地 质要素与城市发展之间的关系，围绕城市发展战略和 目前面临的紧迫地质问题，借鉴国内外先进经验，通 过充分利用．整合以往地质成果，综合运用现代地质 调查手段，开展系统的城市地质结构、地质灾害及城 市地球化学环境的调查研究，为城市规划、国土资源 管理和地下空间开发利用提供基础地质资料和决策依据。
有一定的形态和性质特征并与其他地质现象之间存在 着一定的联系。地质对象一般是通过地质体来反映的， 从外形上看差异较大且不规则，而且具有不同的产状， 描述起来较为复杂。．３Ｄ ＧＩＳ支持下的城市地质调查， 可以将地质资料输入到空间数据库中，然后充分反映 到地质模型中，借助计算机和科学可视化技术，直接 从３Ｄ空间的角度去理解和表达地质体与地质环境。这 样既能进行快速查阅，又可以随时补充修改，还能获 得直观的印象。基于３ＤＧＩＳ的城市地质调查关键是地 质体模型的建立．
ＧｅｎｅｒａＩ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｖｉｅｗ．ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｏｕｔ－ｏｆ－ｃｏｒｅ Ｖｉｓｕａｌｉｚａ－ ｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈ－ ｉｅｓ，２００２，８（３）：２３９．２５４
【５】彭仅普，刘文熙．一种动态交互的多分辨率地形生成【Ｊ】．计 算机工程，２００３，７（２９）：３２．３４
下面为应用３ＤＧＩＳ技术对天津市中心城区开展城 市地质调查的实例，调查的主要目的是摸清天津市城 市下部的地层的空间展布及其相互关系，为城市建设、 勘察设计和施工提供依据。
数据的主要来源是钻孔资料，本次工作在天津市 中心城区搜集整理了近２００个钻孔资料，包括孔号、坐 标、高程、孔深及土层分层描述等。根据城市规划建 设的需要，利用这些钻孔数据对地表以下１００ ｍ深度 范围的地层进行了划分。
利用上述地层划分情况建立三维地质模型，模型 的表现形式见图ｌ，图２。
线开挖模型，如图３。
图３天津市地铁开挖三维模型
４结语 ３ＤＧＩＳ支持下的城市地质调查具有很强的优越性，
与传统方法相比能够提供逼真的显示效果，可以使非 地质专业人员对地质情况有直观地认识。地层具有断 层、褶皱等复杂现象，因此一个钻孔数据可能缺失某 一地层，在进行数据组织乖处理时应根据实际情况加 以分析。由于本次工作未能搜集到全面详尽的断层、断 裂等信息，所以建模时未加入断层因素的影响。
仅可以实现三维可视化，还可以进行三维空间分析。 ３Ｄ ＧＩＳ应用于地质领域可以表达复杂的三维地层分布 状况，如果再加上一些分析模型和专家决策库还可以 满足更多的要求。
２城市地质调查
城市的规划、建设与发展是在地球表面进行的， 而地质要素是地球形成的基本单位，所以城市建设离 不开地质工作。地质工作在城市的规划、建设等各个 方面可以起到很好的先行作用，完全能够渗透到城市 发展的各个方面。近年来各个城市都相继出现了高层、 超高层建筑群体，城市的基础设施如供电、暖气，自 来水、通信等网络管道的建设和城市地下空间的开发 利用都促使城市管理和建设部门必须掌握城市下部的 地质情况，才能把工程选址放在最恰当的位置，规避 风险区，进而引导城市发展走向。如果对城市当前的 地质情况缺乏了解，那么就很难保持城市的可持续发 展。因此为了保证城市可持续发展就必须重视城市地 质问题，必须对城市地质情况开展详细调查。
三维地质结构并模拟了地铁２号线开挖模型，清晰、准确和形象地反映了天津市复杂的城市地质构造形态，为城市安全、 地下空间开发提供了核心解决方案。
关键词：ＧＩＳ；３ＤＧＩＳ；城市地质调查；真三维；地下空间
中图分类号：Ｐ２０８
文献标志码：Ｂ
文章编号：１６７２－４６２３（２００８）０１．００６８．０３
Ｕｒｂａｎ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ３Ｄ ＧＩＳ ＷＡＮＧ Ｙｏｎｇｌｉ
Ｅａｓｙ［Ｃ］．／／ＩＥＥＥ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆＩＥＥＥ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ’２００１，Ｓａｎ
【６】 彭仪普，詹文华．基于自适应四又树的实时动态地形生成［Ｊ】．
Ｄｉｅｇｏ，２００１ ［４】Ｌｉｎｄｓｔｒｏｍ只Ｐａｓｃｕｃｃｉ Ｖ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｓｉｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ：Ａ
收稿日期：２００７．０５－２４
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地理空间信息 GEOSPATIAL INFORMATION 2008,6(1) 1次
（Ｔｉａｎｊｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１９１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐｏｕｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ３Ｄ ＧＩＳ ａｎｄ ｕｒｂａｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ，ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｉａｎｊｉｎ
地质体的形态结构差别较大，而且是三维不均一 的，建立地质体模型首先要建立地质层面，而钻孔数 据是建立地质体表面模型的基础。通过大批钻孔数据 来获得地下不同地质层的分布，从而进行地质体三维 建模是科学的，但是成本很高。由于城市地质调查施 工的钻孔大都是比较离散稀疏不规则的，因此在进行 数据组织和处理时，应该根据研究区域的实际情况构 造一些虚拟钻孔数据或通过线，｝生内插法，样条法及克 里金法等方法进行加密，这样使建立的地质体模型显 得较为合理。
西南交通大学学报，２００２，３７（１２）：６３２．６３６ 【７】 马耀昌。重庆市主城区河段河道水下三维地形可视化ｆＲ】。南
京：河海大学工程硕士论文，２００７
第一作者简介：官学文，硕士，高级工程师。从事防汛测报、 河道监测研究与管理等。
万方数据
第６卷第１期
王永立：３Ｄ ＧＩＳ支持下的城市地质调查
·６９·
【４】ＷＵ Ｑ。ＸＵ Ｈ．Ｏｎ Ｔｈｒｅｅ·ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ【Ｊ】．Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｓｅｒ．Ｄ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００４， ４７（８）：７３９．７４８
［５】 曹代勇，李青元，朱小弟，等．地质构造三维可视化模型探讨 ［Ｊ】．地质与勘探，２００１，３７（４）：６０—６２
【６】孙国庆，施木俊，雷水红。等．三维工程地质模型与可视化研 究【Ｊ】，工程勘察，２００１（５）：８－１０
［７】Ｂｒｅｗｎｉｇ Ｍ．Ａｎ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｔｈｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｐａｔｉａｌ Ｄａｔａ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ａ３Ｄ Ｇｅｏ－ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ＆Ｇｅ－ ｏｓｃｉｅｎｃｅｓ。１９９９，（２５）：３９．４８
１ ３Ｄ ＧｌＳ
地理信息系统技术（ＧＩＳ），以地理数据库为基础，
采用空间数学模型分析方法，适时提供多种空间的和 动态的综合信息，能够对在地球上存在的任何事物和 发生的事件进行成图和分析。ＧＩＳ的基础是地理和测 绘，经过几十年的发展，在国土资源管理、城市规划 等很多行业得到了广泛应用，但是这些ＧＩＳ的应用还 是大都局限于二维（２Ｄ）空间。
２００８年２月 第６卷第１期
地理空 间信．电
ＧＥＯＳＰＡＴＩＡＬ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
Ｆｅｂ．，２００８ Ｖ０１．６，Ｎｏ．１
３Ｄ ＧＩＳ支持下的城市地质调查
王永立
（天津市地质调查研究院。天津３００１９１）
摘要：阐述了３ＤＧＩＳ和城市地质调查的概念和理论，在３ＤＧＩＳ技术支持下开展了天津市城市地质调查工作。建立了真
采用二维地图来描述现实世界中Biblioteka Baidu三维地物，给 地学分析带来了极大不便。特别是地质体中赋存着层 面、断层、褶皱，节理以及其他复杂地质特征，以二 维、静态的方式描述地层的分布规律，构造的起伏变 化使人们很难准确理解和感受地下的地质情况。地质 现象的三维性或多维性是阻碍地质信息体视化和直观 化的重要因素。钻探是获取地下三维空间信息的主要 方法，但是钻孔资料是一系列空间分布不均的离散数 据，工程设计和城市规划人员不能通过这些数据精确 地了解地质实体。因此，采用更直接的方式描述地质 的空间展布情况，满足非专业人员的需求是地质学研 究的重要课题。
一直以来在进行城市规划和建设时，对地质问题 的重视程度远远不够，主要原因是地质成果始终不能 转换为城市规划和管理部门容易理解和接受的形式。比 如，面积仅有２００ ｋｍ２的荷兰阿姆斯特丹拥有一个包含 了４０ ０００个钻孔记录和地下水资料的数据库。城市规 划部门在进行规划时不可能去查这些钻孔资料来决策， 因此地学工作者必须把有价值的地质资料通过各种转 换途径变成能让非专业者有效利用的资料。在３Ｄ ＧＩＳ 技术支持下，地质工作者可以利用钻孔数据通过三维 地质建模，有效实现地质模型的三维可视化，充分反 映地学规律。
图２钻孔与地质体混合立体模型 针对天津市目前地铁建设情况，建立了地铁二号
作者简介：王永立，助理工程师，从事城市地质调查与ＧＩＳ开 发应用研究工作。
万方数据
3D GIS支持下的城市地质调查
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
王永立， WANG Yongli 天津市地质调查研究院,天津,300191
表１天津市中心城区地层划分
３基于３Ｄ ＧＩＳ的城市地质调查
地质现象在空间上都占有一定的位置和范围，具
万方数据
·７０－
地理空阍信息
第６卷第１期
３ＤＧＩＳ技术支持下的城市地质调查主要为用户提 供准确、直观的地质模型，通过各种形式清楚地显示 地质模型内部的各个细节，从而为地质工作者和城市 管理部门更加准确地提供地质信息。