实景三维典型案例丨透明雄安三维地质信息管理与可视化系统

透明雄安三维地质信息管理与可视化系统成果展示

三维地质信息模型是智慧城市建设、矿产资源评价等应用的数字地下空间底座，对数字中国建设具有重要意义。2017年4月1日，中共中央、国务院决定设立河北雄安新区。为支撑雄安新区建设，中国地质调查局快速协调部署，组织开展雄安新区城市地质调查工作。构建世界一流的“透明雄安”，建设透明雄安三维地质信息管理与可视化系统是其中的重要内容。透明雄安三维地质信息管理与可视化系统建设旨在以大规模地质信息融合服务为遵旨，实现城市地下的“透明化”，为城市规划、建设和管理提供全面、权威、便捷的基础地质信息和辅助决策支撑。

针对超大规模三维地质信息模型建模与管理技术难题，聚焦城市规划建设、矿山资源评价等对高精度三维地质信息模型应用需求，经多年攻关和研发，在传统三维地质信息模型建设和管理技术基础上，提出了基于全球网格剖分的三维地质信息模型（Geologic Information Model,GIM）构建方法，研发了面向大规模GIM模型生成、存储管理、分析应用和可视化等关键技术及三维地质信息系统平台，有效解决了超大规模三维地质信息模型建模与应用关键技术难题，并应用于透明雄安三维地质信息管理与可视化系统建设。形成技术创新如下：

提出了基于全球网格剖分的矢栅一体化三维地质信息模型（GIM）构建方法，研究了统一地质属性分类与编码技术，构建了矢栅一体化地质信息模型，用于描述连续空间内地质体位置、时间和属性信息；定义了地质信息分析空间算子，实现了空间地质体位置、时间和属性的连续描述及地质语义的统一表达，丰富发展了三维地质建模理论与技术。

针对超大规模三维地质信息模型快速更新需求，创新研发了基于CUDA+OpenMP的三维地质Kriging协同加速算法、基于Spark Streaming+GPU的并行计算任务调度和三维地质模型快速可视化算法等技术，显著提升了运算、渲染和可视化效率，实现了大规模高精度三维地质信息模型的高效调度管理。

研发了支持海量网格数据的三维地质信息模型管理工具（G3DStore），实现了大规模高精度三维地质信息模型的存储和管理；开发了网格生成G3Dgrid工具，实现任意尺度三维网格剖分和生成；形成了一套完整的云计算环境下的大规模GIM模型集成方案，研制了基于全球网格剖分的三维地质信息系统平台，为大规模、多尺度、高精度GIM模型管理与应用提供了有效技术支撑。

基于以上技术，建立了简单构造区三维地质信息模型快速建模与更新技术，研发了基于GIM的三维地质信息系统，在雄安新区成功部署应用，有力支撑了雄安新区建设。透明雄安三维地质信息管理与可视化系统为透明雄安地质信息平台提供了全部三维可视化支撑，结合地表和地下构建筑物三维模型等共同为雄安新区地下空间管理与辅助决策提供了重要支撑。

关键技术在太原、武汉、杭州等多个城市进行了推广应用，为城市规划、地下空间管理、城市地质安全评估、地下水和地热资源开发利用等提供了重要支撑，取得了系列成果，创新突出，产生了显著的经济效益和社会效益。

新媒体编辑：陈平

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