1、ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD城市地下三维空间信息系统建设方案及其典型应用报告人：刘修国报告人：刘修国 中中 国国 地地 质质 大大 学学（武武 汉汉）信信 息息 工工 程程 学学 院院地地理理信信息息系系统统软软件件及及其其应应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、城市地下三维空间信息系统城市地下三维空间信息系统建设需求及目标建设需求及目标 2、系统建设方案与主要关键技术系统建设方案与主要关键技术 3、城市规划、建设和管理中的城市规划、建设和管理中的典型业务应用典型业务应用ZONDY CYBER GROUP CO.2、,LTD 1、城市地下三维空间信息系统城市地下三维空间信息系统的建设需求及目标的建设需求及目标ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD引子：引子：城市规划、建设需要掌握地下空间对象的特性城市规划、建设需要掌握地下空间对象的特性区区域域稳稳定定性性综综合合评评价价ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD北京奥运公园北京奥运公园查明园区隐伏岩溶塌陷区,精确定位穿越场馆区活动断裂。场馆区建筑布局调整，确保场馆安全。隐伏活动断裂隐伏活动断裂重大场馆的选址、规划和建设需要地下空间信息重大场馆的选址、规划和建设需要地下空间信息ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD城市重大设3、施的安全运营需要地下空间信息城市重大设施的安全运营需要地下空间信息中心城区中心城区01-05年阶年阶段地面沉降等值线段地面沉降等值线01-05年地面沉降三维年地面沉降三维模型模型地铁安全运营高架桥倒塌管道损毁ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD地下空间资源管理地下空间资源管理不同深度不同区域地下空间开发不同深度不同区域地下空间开发建议建议 地上建筑-地下建筑-地质体一体化管理ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD 中国地质调查局对城市立体地质调查成果提出了调查成果的四个战略目标中国地质调查局对城市立体地质调查成果提出了调查成果的四个战略目标:现代城市的规划、建设、管理4、与服务规划、建设、管理与服务需要系统完整的城市地下空间信息支撑成果数字化成果数字化、成果立体模型化成果立体模型化、成果表达多样化成果表达多样化、成果服务广泛化成果服务广泛化全国城市立体地质调查试点全国城市立体地质调查试点全国城市立体地质调查试点全国城市立体地质调查试点ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD城市地下三维空间信息系统的建设目标城市地下三维空间信息系统的建设目标用户需求社会公众服务社会公众服务社会公众服务社会公众服务可视化辅助决策可视化辅助决策可视化辅助决策可视化辅助决策管理需求城市地下三维城市地下三维空间数据中心空间数据中心专业分析应用专业分析应用专业分析应用专业分析应5、用专业需求可视化应急指挥可视化应急指挥可视化应急指挥可视化应急指挥安全需求ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD 2、系统建设方案与主要关键技术系统建设方案与主要关键技术ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD基于共享服务的系统总体框架基于共享服务的系统总体框架ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD系统总体框架系统总体框架ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD提供地上下一体化的全空间三维展示为城市规划提供建设适宜性评价，辅助重大工程选址等决策三维GIS技术为城市建设辅助决策提供技术支撑u系统需要真三维系统需要真三维GISGIS平台支持平台支持空间完6、整性：地表、地上、地下一体化空间完整性：地表、地上、地下一体化功能完整性：建模、可视化、功能完整性：建模、可视化、GISGIS分析分析实现实现2D2D、3D3D一体化的处理分析一体化的处理分析面向多专业评价应用的可扩展架构面向多专业评价应用的可扩展架构ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD地理底图遥感影像地形数据地质钻孔地质图地下空间利用物化探资料考虑到城市地下空间数据的多源、异构、海量的特点，系统采用空间数据中心模式来实现对城市地下空间数据的统一、可扩展、层次化的管理。系统要实现对城市地上下空间数据高效组织与管理系统要实现对城市地上下空间数据高效组织与管理ZONDY CYBER 7、GROUP CO.,LTD地上景观地形、地层地上下一体化三维数字城市多维多维地上下三维空间实体一体地上下三维空间实体一体化的数据模型化的数据模型统一的坐标基准统一的数据结构统一的数据库引擎统一的三维可视化引擎系统要实现对地上下空间对象的无缝集成系统要实现对地上下空间对象的无缝集成ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD系统要提供针对城市不同空间实体的三维建模方法系统要提供针对城市不同空间实体的三维建模方法ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD应提供对地上下空间实体完备的三维分析与表达功能应提供对地上下空间实体完备的三维分析与表达功能丰富的建模方法提供了地上、地下一体化的三8、提供了地上、地下一体化的三维场景建模方法，以及体数据维场景建模方法，以及体数据三维建模技术三维建模技术多样的可视化表达为三维场景提供了多样的可视为三维场景提供了多样的可视化表达，并支持虚拟现实三维化表达，并支持虚拟现实三维立体展示立体展示专业的GIS分析针对不同三维实体模型提供专针对不同三维实体模型提供专业深入的业深入的GISGIS分析应用工具分析应用工具ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD 面向空间对象，结合专业应用，形成可定义、可扩展的评价模型库，开展评价分析，辅助决策。热储层地热规划热储层地热规划地下水开采分区地下水开采分区地面沉降易发性地面沉降易发性沟谷分布沟谷分布1、地9、壳稳定性评价2、地面沉降危害性评价3、地下水质量评价4、18系统要提供针对不同专业评价模型扩展定制支持系统要提供针对不同专业评价模型扩展定制支持ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD天津天津天津天津广州广州广州广州郑州郑州哈尔滨哈尔滨佛山佛山上海上海上海上海厦门厦门曹妃甸曹妃甸宁波宁波苏州苏州济南济南系统的应用实例系统的应用实例ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD研究区三维剖面结构空间交叉剖面单元格 划分单元格 构建层面 块体的组合 构建层面 某一单元格内的地质块体 拼接成体 整体三维地质模型 基于单元格的基于单元格的“分区分区-拼接拼接”关键技术关键技术复杂地下实体10、的三维建模技术复杂地下实体的三维建模技术ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD关键技术关键技术复杂地下实体的三维建模技术复杂地下实体的三维建模技术平面地质图断层线框架断层面模型地层面模型地质实体模型ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD关键技术关键技术-三维实体模型静态切割分析技术三维实体模型静态切割分析技术基于切割技术的基坑开挖 轴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关键技术关键技术-大规模复杂实体模型的多视点实时动态剖切技术大规模复杂实体模型的多视点实时动态剖切技术ZONDY CYBER GROUP CO.,11、LTD关键技术关键技术-面向过程的三维实体动态模拟分析技术面向过程的三维实体动态模拟分析技术根据地下水位数据、流场数据进行三维水位模拟，并结合地质结构模型对指定区域内的地下水位历年变化进行动态模拟。ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD关键技术关键技术地质属性参数体建模地质属性参数体建模 u带约束条件的三维距离反比插值建模u三维空间统计学的Kriging插值建模u基于神经网络的多维地质非线性插值建模u提供基于面绘制与直接体绘制等可视化方法u提供三维剖切、等值面提取、等值线套合等分析功能25选取数据选取数据属性体模型属性体模型等值面追踪等值面追踪等值体追踪等值体追踪属性模型剖切属性模12、型剖切ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD利用体数据分级、分块的技术以及GPU插值采样等技术，可以实现大规模体数据的实时可视化关键技术关键技术-大规模参数体模型的动态可视化大规模参数体模型的动态可视化利用体数据模拟环境污染ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD投投影影环环幕幕主控机工作站1矩阵融合机工作站2工作站3演示操作区演示操作区演演示示观观看看区区投影机被动式立体眼镜AP转换器v支持主动立体分时技术、被动立体分屏技术，将3DGIS的交互操作、可视化分析等与虚拟现实技术集成。关键技术关键技术支持支持GIS交互的虚拟现实展示技术交互的虚拟现实展示技术ZONDY CY13、BER GROUP CO.,LTD 3、系统在城市规划、建设和管理中的典型业务应用ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD1 1、服务于城市总体规划、服务于城市总体规划-功能区规划、工程选址功能区规划、工程选址上海临港新城上海临港新城基础稳定性评估与区划基础稳定性评估与区划根据城区活动构造的分布和活动性，对城市地壳稳定性进行区域划分，并对地面沉降等主要平原区地质灾害和工程地质问题、山区滑坡与泥石流等地质灾害和工程地质问题进行分析和评价，成果直接用于城市发展的总体规划。北京奥运公园规划北京奥运公园规划ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD工工程程地地质质条条件件因因子子地地14、面面沉沉降降速速率率因因子子地地震震综综合合指指数数因因子子断断裂裂构构造造影影响响因因子子区区域域稳稳定定性性综综合合评评价价区域稳定性评价模型定制分析示例区域稳定性评价模型定制分析示例30ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD2、地下空间开发适宜性评价、地下空间开发适宜性评价v地下空间环境岩土工程评价地下空间环境岩土工程评价：从岩土的工程性质、开发条件和环境影响等方面综合评估，确定未来城市发展适宜地下空间开发的地段和高风险区，为地下空间可利用规划编制与修编提供必要的信息。工程地质模型爆炸显示ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD工程地质适宜性评价工程地质适宜性评价 15、基坑工程建设适宜分区基坑工程建设适宜分区 ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD基于工程地质三维模型的城市地下市政综合管沟适建性分区基于工程地质三维模型的城市地下市政综合管沟适建性分区ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD3、基于三维地层模型的工程建设方案优选、基于三维地层模型的工程建设方案优选在三维地质结构模型基础上，利用三维技术模拟地下空间开发过程，并按隧道不同设计深度，综合评价地层结构变化对隧道工程的影响。ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD4、地面沉降监测与防治研究、地面沉降监测与防治研究v结合水文地质结构模型、地下水采灌及地下水位动态，进一步研究16、地面沉降规律和机理，有针对性制定控制措施。地铁安全运营管道损毁ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD5 5、重大生命线工程安全监测及研究、重大生命线工程安全监测及研究结合地面沉降耦合模型，实时动态可视化沉降变化，为城市安全预警机制提供保障。具体工程安全监测及分析，需要以工程沿线地质结构为基础，以区域地面沉降动态为背景，结合轨道交通等基础设施特点，进行监测研究。轨道交通沿线工程地质立体剖面图ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD战略战略应急应急水源地评价水源地评价：评价战略应急水源地的分布格局、水量、开采时限及优化配置的技术方案；应急供水条件下潜在的环境效应，水源地周边环17、境防护措施；地表水和地下水联合调蓄方案及区域联网供水方案，提出规划建议。6 6、城市地下水资源可持续开发与保护规划研究、城市地下水资源可持续开发与保护规划研究在三维水文地质结构的基础上，建立地表水-地下水耦合模型，为地下水资源可持续开发与保护规划研究提供依据。ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD7 7、辅助城市地下空间设施管理、辅助城市地下空间设施管理 围绕地下空间开发，探索建立“地籍图地下地籍图地质图”三图合一的服务能力，提供城市地下空间的权属管理。ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD8 8、桥隧三维建模的稳定性分析与灾害防治、桥隧三维建模的稳定性分析与灾害防治ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD9 9、其它典型业务应用、其它典型业务应用 城市浅层地热能利用分析 地下环境污染状况分析 地下采空区管理与分析 应急决策辅助分析 。ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD