高原盆地三维地质建模及可视化系统——以羌塘盆地及半岛湖区块为例
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理工大学学报，２０１８，３８（３）：４５１－４５８．
４５２
桂 林 理 工 大 学 学 报 ２０１８年
２ 系统总体设计
地上地下空间对象模型。 可视化操作功能：包括各种模型的显隐控制、
２１ 系统总体架构
旋转、平移、缩放等基本模型操作，具备三维场
系统的总体架构如图 １所示。
景设置、交 互 操 作、通 用 拾 取、 透 视、 地 层 结 构
收稿日期：２０１７－０６－０６ 基金项目：中国地质调查局地质调查项目（１２１２０１０１００００１５００１０） 作者简介：郝 明（１９８２—），男，博士研究生，高级工程师，研究方向：３Ｓ技术研究应用、三维地质建模等，ｈａｏｍｉｎｇ１００６＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。 引文格式：郝明，牛瑞卿，张建龙，等．高原盆地三维地质建模及可视化系统———以羌塘盆地及半岛湖区块为例 ［Ｊ］．桂林
ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７４－９０５７２０１８０３０１１
高原盆地三维地质建模及可视化系统
———以羌塘盆地及半岛湖区块为例
郝 明１，２，牛瑞卿１，张建龙２，谭富文２，付修根２，王振华３
（１中国地质大学（武汉）国家地理信息系统工程技术研究中心，武汉 ４３００７４；２中国地质调查局 成都地质调查中心， 成都 ６１００８１；３北京超维创想信息技术有限公司，北京 １０００８５）
布展示的网络环境等基础设施。
体化的数据管理与可视化功能。
数据层：数据层在羌塘盆地三维信息数据基
三维空间分析功能：包括切割、切片、开挖、
础上，实现对基础地理、区域地质、盆地、半岛 距离量算、面积、体积量算分析等，满足地上地下
湖区块等数据的管理。实现三维场景中对数据库 一体化大场景表达的应用需求。
的存储、浏览、查看、检索、用户管理等其他数 ２２ 关键技术
基础层：基础层是满足羌塘盆地数据管理及 切割与推进、地层剥离、地层结构模型爆炸显示
三维可视化系统运行的软硬件基础环境。除了基 等显示方式；具备对地上建筑物、地表遥感影像
本设施外，主要考虑羌塘盆地三维数据库的存储 与地下地质体、其他空间对象等传统 ＧＩＳ领域的
和三维模型的运行，系统的内存、显示设备、发 数据与油气区域调查相关的地下数据进行三维一
据管理相关功能。
本项目采用大型关系型数据库 Ｏｒａｃｌｅ，基 于
平台支撑层：为实现羌塘盆地三维地质建模 Ｃｒｅａｔａｒ三维基础平台，应用 ＮＥＴ进行二次开发。
与可视 化 功 能，提 供 二 次 开 发 平 台。主 要 包 括： ２２１ 基于大型关系型数据库建库 系统采用大
成熟的地质 三 维 建 模 方 法 接 口、空 间 分 析 接 口、 型关系型数据库 Ｏｒａｃｌｅ。Ｏｒａｃｌｅ是当今世界上使用
发展迅速，能够满足大多数三维地质建模的应用 略突破的盆地。它与盛产油气的中东地区在大地
需求。
构造、地史演化、沉积充填、来自百度文库气地质条件等方
本文研究的主要目标是针对青藏高原羌塘盆 面具有相似之处，迄今为止已发现了 ２００多处油 地及半岛湖重点区块进行三维地质建模及可视化 气显示，表明其具有良好的油气勘探前景 。 ［１５－１６］
如 Ｃｒｅａｔａｒ、ＭａｐＧＩＳ－ＴＤＥ、ＧｅｏＶｉｅｗ、Ｍｉｎｅｘｐｌｏｒｅｒ、 可西里 －金沙江缝合带和班公湖 －怒江缝合带之 ３ＤＭｉｎｅ等软件［６－１２］。发达国家的三维地质建模软 间 。 ［１３－１４］
件产品在功能上相对稳定与成熟，国产三维地质
羌塘盆地是中国陆域勘探程度最低的含油气
建模软件与国际先进产品相比仍然存在差距，但 盆地，也是青藏高原面积最大、最有可能取得战
系统开发，面 向 地 质 调 查 专 业 人 员 和 管 理 人 员， 半岛湖区块位于北羌塘盆地中，地处西藏自治
提供集地表、地下空间信息于一体的大型综合性 区那曲地区双湖县北约 １５０ｋｍ的半岛湖地区。研
三维空间数据管理和服务，为研究人员提供一个 究区块内，主要开展过二维地震、大地电磁、地质
直观的盆地勘探开发信息一体化查询、分析的可 化探、１∶２５万地质填图和１∶５万地质填图等工作。
第 ３８卷 第 ３期
桂林理工大学学报
Ｖｏｌ３８Ｎｏ３
２０１８年 ８月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ａｕｇ ２０１８
文章编号：１６７４－９０５７（２０１８）０３－０４５１－０８
可视化控制接口。包括通过多源数据的复杂交互 最为广泛的数据库管理系统之一，它经常作为大
三维地学模拟现已成为数学地质、石油勘探、 视化环境。
岩土工程、ＧＩＳ和科学计算可视化领域的研究与应
用热点［１－３］。发达国家自 ２０世纪 ７０年代开始研发 １ 研究区概况
三维地质建模软件，如 ＧｏＣＡＤ、ＬＹＮＸ、ＥａｒｔｈＶｉ 羌塘 盆 地 位 于 青 藏 高 原 中 北 部， 处 于 东 经 ｓｉｏｎ、３ＤＧＭＳ、Ｍｉｃｒｏｍｉｎｅ等 软 件［４－５］；国 内 对 三 ８５°—９５°、北纬 ３２°—３５°，其南北宽 ３００ｋｍ，东 维地质建模研究始于 ２０世纪 ８０年代末，研发了 西长 ６４０ｋｍ，面积 １８５０００ｋｍ２。大地构造位于可
摘 要：利用计算机网络、数据库管理、地下空间三维可视化等技术，将地质勘探调查成果统一在三维可 视化信息平台中集成，面向地质工作人员和管理人员提供综合数据服务，在一定程度上解决信息资源共享 的问题。选择羌塘盆地和半岛湖重点区块，从已有地质认识成果出发，采用基于多源数据的交互建模方 法，建立断层系统和沉积地层三维模型。基于 Ｃｒｅａｔａｒ三维基础平台研发了数据管理及三维可视化系统， 实现了对羌塘盆地基础地质成果数据、基础地理数据、油气专业数据、盆地 －区块三维模型数据、二维专 题分布区图、ＤＥＭ及遥感影像的集中管理，并可以分类、查询、检索和显示，为研究人员提供了一个直 观的盆地勘探开发信息一体化查询、分析的可视化环境。 关键词：三维地质建模；数据管理；三维可视化；羌塘盆地 中图分类号：Ｐ６２８．３ 文献标志码：Ａ
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桂 林 理 工 大 学 学 报 ２０１８年
２ 系统总体设计
地上地下空间对象模型。 可视化操作功能：包括各种模型的显隐控制、
２１ 系统总体架构
旋转、平移、缩放等基本模型操作，具备三维场
系统的总体架构如图 １所示。
景设置、交 互 操 作、通 用 拾 取、 透 视、 地 层 结 构
收稿日期：２０１７－０６－０６ 基金项目：中国地质调查局地质调查项目（１２１２０１０１００００１５００１０） 作者简介：郝 明（１９８２—），男，博士研究生，高级工程师，研究方向：３Ｓ技术研究应用、三维地质建模等，ｈａｏｍｉｎｇ１００６＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。 引文格式：郝明，牛瑞卿，张建龙，等．高原盆地三维地质建模及可视化系统———以羌塘盆地及半岛湖区块为例 ［Ｊ］．桂林
ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７４－９０５７２０１８０３０１１
高原盆地三维地质建模及可视化系统
———以羌塘盆地及半岛湖区块为例
郝 明１，２，牛瑞卿１，张建龙２，谭富文２，付修根２，王振华３
（１中国地质大学（武汉）国家地理信息系统工程技术研究中心，武汉 ４３００７４；２中国地质调查局 成都地质调查中心， 成都 ６１００８１；３北京超维创想信息技术有限公司，北京 １０００８５）
布展示的网络环境等基础设施。
体化的数据管理与可视化功能。
数据层：数据层在羌塘盆地三维信息数据基
三维空间分析功能：包括切割、切片、开挖、
础上，实现对基础地理、区域地质、盆地、半岛 距离量算、面积、体积量算分析等，满足地上地下
湖区块等数据的管理。实现三维场景中对数据库 一体化大场景表达的应用需求。
的存储、浏览、查看、检索、用户管理等其他数 ２２ 关键技术
基础层：基础层是满足羌塘盆地数据管理及 切割与推进、地层剥离、地层结构模型爆炸显示
三维可视化系统运行的软硬件基础环境。除了基 等显示方式；具备对地上建筑物、地表遥感影像
本设施外，主要考虑羌塘盆地三维数据库的存储 与地下地质体、其他空间对象等传统 ＧＩＳ领域的
和三维模型的运行，系统的内存、显示设备、发 数据与油气区域调查相关的地下数据进行三维一
据管理相关功能。
本项目采用大型关系型数据库 Ｏｒａｃｌｅ，基 于
平台支撑层：为实现羌塘盆地三维地质建模 Ｃｒｅａｔａｒ三维基础平台，应用 ＮＥＴ进行二次开发。
与可视 化 功 能，提 供 二 次 开 发 平 台。主 要 包 括： ２２１ 基于大型关系型数据库建库 系统采用大
成熟的地质 三 维 建 模 方 法 接 口、空 间 分 析 接 口、 型关系型数据库 Ｏｒａｃｌｅ。Ｏｒａｃｌｅ是当今世界上使用
发展迅速，能够满足大多数三维地质建模的应用 略突破的盆地。它与盛产油气的中东地区在大地
需求。
构造、地史演化、沉积充填、来自百度文库气地质条件等方
本文研究的主要目标是针对青藏高原羌塘盆 面具有相似之处，迄今为止已发现了 ２００多处油 地及半岛湖重点区块进行三维地质建模及可视化 气显示，表明其具有良好的油气勘探前景 。 ［１５－１６］
如 Ｃｒｅａｔａｒ、ＭａｐＧＩＳ－ＴＤＥ、ＧｅｏＶｉｅｗ、Ｍｉｎｅｘｐｌｏｒｅｒ、 可西里 －金沙江缝合带和班公湖 －怒江缝合带之 ３ＤＭｉｎｅ等软件［６－１２］。发达国家的三维地质建模软 间 。 ［１３－１４］
件产品在功能上相对稳定与成熟，国产三维地质
羌塘盆地是中国陆域勘探程度最低的含油气
建模软件与国际先进产品相比仍然存在差距，但 盆地，也是青藏高原面积最大、最有可能取得战
系统开发，面 向 地 质 调 查 专 业 人 员 和 管 理 人 员， 半岛湖区块位于北羌塘盆地中，地处西藏自治
提供集地表、地下空间信息于一体的大型综合性 区那曲地区双湖县北约 １５０ｋｍ的半岛湖地区。研
三维空间数据管理和服务，为研究人员提供一个 究区块内，主要开展过二维地震、大地电磁、地质
直观的盆地勘探开发信息一体化查询、分析的可 化探、１∶２５万地质填图和１∶５万地质填图等工作。
第 ３８卷 第 ３期
桂林理工大学学报
Ｖｏｌ３８Ｎｏ３
２０１８年 ８月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ａｕｇ ２０１８
文章编号：１６７４－９０５７（２０１８）０３－０４５１－０８
可视化控制接口。包括通过多源数据的复杂交互 最为广泛的数据库管理系统之一，它经常作为大
三维地学模拟现已成为数学地质、石油勘探、 视化环境。
岩土工程、ＧＩＳ和科学计算可视化领域的研究与应
用热点［１－３］。发达国家自 ２０世纪 ７０年代开始研发 １ 研究区概况
三维地质建模软件，如 ＧｏＣＡＤ、ＬＹＮＸ、ＥａｒｔｈＶｉ 羌塘 盆 地 位 于 青 藏 高 原 中 北 部， 处 于 东 经 ｓｉｏｎ、３ＤＧＭＳ、Ｍｉｃｒｏｍｉｎｅ等 软 件［４－５］；国 内 对 三 ８５°—９５°、北纬 ３２°—３５°，其南北宽 ３００ｋｍ，东 维地质建模研究始于 ２０世纪 ８０年代末，研发了 西长 ６４０ｋｍ，面积 １８５０００ｋｍ２。大地构造位于可
摘 要：利用计算机网络、数据库管理、地下空间三维可视化等技术，将地质勘探调查成果统一在三维可 视化信息平台中集成，面向地质工作人员和管理人员提供综合数据服务，在一定程度上解决信息资源共享 的问题。选择羌塘盆地和半岛湖重点区块，从已有地质认识成果出发，采用基于多源数据的交互建模方 法，建立断层系统和沉积地层三维模型。基于 Ｃｒｅａｔａｒ三维基础平台研发了数据管理及三维可视化系统， 实现了对羌塘盆地基础地质成果数据、基础地理数据、油气专业数据、盆地 －区块三维模型数据、二维专 题分布区图、ＤＥＭ及遥感影像的集中管理，并可以分类、查询、检索和显示，为研究人员提供了一个直 观的盆地勘探开发信息一体化查询、分析的可视化环境。 关键词：三维地质建模；数据管理；三维可视化；羌塘盆地 中图分类号：Ｐ６２８．３ 文献标志码：Ａ