中地數(shù)碼立足國家戰(zhàn)略方向及地質(zhì)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求，基于國產(chǎn)自主可控MapGIS平臺，研發(fā)出了集建模數(shù)據(jù)導入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢查、模型構(gòu)建、高效可視化、三維分析、成果輸出于一體的MapGIS迭代式地質(zhì)建模工具軟件，經(jīng)過十多年的技術(shù)積累和300余個地區(qū)地質(zhì)建模實施工作的參與，系統(tǒng)總結(jié)提煉了超過十種的地質(zhì)建模方法，包括鉆孔自動建模、分區(qū)圖自動建模、產(chǎn)狀下推自動建模、剖面交互建模、剖面自動建模、巖性建模、矢柵一體建模等技術(shù)方法，用以滿足各類復雜地質(zhì)背景條件下的地質(zhì)建模工作，那么不同的場景使用哪種建模方法才是最合適的，以下案例可以提供一定的參考。

場景一：特殊地質(zhì)體模擬

在自然的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，有很多特殊的地質(zhì)形態(tài)，如溶洞、孤石、不規(guī)則礦體等，以溶洞為例，由于石灰?guī)r層各部分含石灰質(zhì)多少不同，受侵蝕的程度不同，逐漸被溶解分割成互不相依、形態(tài)各異的溶洞，如果需要精細刻畫，普遍做法是深入溶洞內(nèi)部進行測量，這一方式耗費巨大的成本，且部分溶洞由于未經(jīng)開發(fā)，還不能進行內(nèi)部測量。而我們可根據(jù)鉆孔、剖面記錄的空間點位、產(chǎn)狀信息，采用巖性建模(隱式建模)方法，實現(xiàn)不規(guī)則地質(zhì)體各向異性特征三維表達，既降低了模擬成本，也在原有用球模型對溶洞進行模擬的基礎上對走向和形態(tài)進行了更貼近實際的刻畫。

不規(guī)則溶洞模型效果圖

場景二：隧道規(guī)劃設計

如今的鐵路、公路建設中，超深超長隧道越來越多，隧道工程成為了項目建設的關(guān)鍵控制性工程。隧道規(guī)劃之前的重點工作就是摸清隧道路線的地質(zhì)情況，要求可實現(xiàn)區(qū)域尺度、工程尺度、露頭尺度等不同尺度的模擬再現(xiàn)。在某隧道的模擬過程中，我們根據(jù)其地質(zhì)特征采用了多種方法融合的方式進行了模擬，主層采用分區(qū)圖自動建模方法，解決年代地層的排序、大的地質(zhì)構(gòu)造走向等框架性問題，亞層采用巖性自動建模，解決巖性地層連接的多解性問題，其中亞層同時采用了厚度分配的大層約束機制，最終實現(xiàn)了不同尺度的精準刻畫，為后續(xù)的隧道規(guī)劃設計提供了基礎的精準數(shù)據(jù)。

隧道場景地質(zhì)建模效果圖

場景三：“高新區(qū)”地上地下統(tǒng)一規(guī)劃

各地政府大力推進“高新區(qū)”、“試驗區(qū)”等新城區(qū)建設，這類城區(qū)在做空間規(guī)劃時，強調(diào)地上下進行統(tǒng)一規(guī)劃，這時，開展高精度三維地質(zhì)建模，摸清區(qū)域地質(zhì)的情況就尤為重要。在某“高新區(qū)”，由于地質(zhì)模型要求精度較高，故采用了大比例尺(1:1000)的原始數(shù)據(jù)，地層劃分非常精細，整體呈現(xiàn)大層重復倒序、小層繁多、穿插尖滅多等沉積韻律特征，分析后采用顯性建模與隱式建模(巖性建模)相結(jié)合的建模方法，實現(xiàn)在大層固定層序約束下小層巖性復雜層序自動構(gòu)建。對其進行真實凹凸紋理渲染，使其更逼真的展示地層層理與微觀構(gòu)造?；谠撃Ｐ?，打造了“地下地圖”場景，為城市地質(zhì)規(guī)劃及安全風險防控提供數(shù)據(jù)要素保障。

某區(qū)高精度地層模型

場景四：市級大尺度規(guī)劃

城市級地質(zhì)情況摸底，好比給城市做了一次深層“CT”，在成都，我們就參與了這個“CT”體檢工作，并基于成都城市地下空間資源分級情況構(gòu)建了多個三維地質(zhì)模型，類似多張不同尺度的“CT”片。針對城市范圍內(nèi)主城區(qū)第四系沉積層覆蓋厚且工程地質(zhì)鉆孔數(shù)量多，而郊區(qū)基巖出露且鉆孔數(shù)量少的實際情況，為提高建模效率，并充分利用原始數(shù)據(jù)、保障模型精度的基礎上采用第四系部分自動建模與基巖部分交互建模相結(jié)合的方式構(gòu)建全市尺度三維地質(zhì)模型。

成都市市級地質(zhì)模型效果圖

其成果已在成都市國土空間規(guī)劃、地下空間資源開發(fā)利用、綜合防災減災、國土空間管制等領(lǐng)域得到實質(zhì)性應用，為“數(shù)字成都”“透明成都”“平安成都”建設奠定了堅實的基礎。

場景五：省級地質(zhì)框架刻畫

針對全省大工區(qū)基礎地質(zhì)三維模型構(gòu)建場景，其主要難度在于數(shù)據(jù)標準化工作量大、數(shù)據(jù)專業(yè)化工作量大、全省模型構(gòu)建難度與工作量大。在廣州，為了構(gòu)建全省的模型，我們采用了全省1:25萬比例尺的地質(zhì)圖和地質(zhì)專家繪制的全省兩百多條深達2500米的深大地質(zhì)剖面數(shù)據(jù)(斷層同時進行分級處理)，對超17萬平方公里的范圍，利用基于平行剖面自動建模方法構(gòu)建了全省的三維模型(含分級斷層模型)，在從剖面到模型的過程中節(jié)省了大量的人力資源。此模型在跨市進行省級、國家級工程建設過程中都將成為基礎的地質(zhì)數(shù)據(jù)參考和數(shù)據(jù)底板。

省級三維地質(zhì)模型效果圖

場景六：地下空間評價

城市地下空間作為一個綜合立體空間，涵蓋地質(zhì)，土壤，管線，地下水，地下構(gòu)筑物等多類實體，各類實體的數(shù)據(jù)存在方式，空間形態(tài)特點和對資源量影響方式各不相同。如若需要構(gòu)建一個地下空間的適宜性評價體系，必須首先解決各評價因子都在統(tǒng)一評價尺度下的問題。

某區(qū)天然極限單軸抗壓強度模型效果圖

以廣深科技走廊為例，我們針對需要開展地下空間開發(fā)利用適宜性評價的規(guī)劃區(qū)，將研究區(qū)范圍內(nèi)深度為100米的區(qū)域劃分為近千萬個網(wǎng)格，并結(jié)合地下各類實體對象的數(shù)據(jù)特點，然后將既有地下設施、基本農(nóng)田、文物古跡、水庫、垃圾填埋場、地質(zhì)條件等眾多因子解算到不同因子的網(wǎng)格模型中，最終使用多個網(wǎng)格模型基于地下空間地質(zhì)環(huán)境承載力評價指標體系(三維)進行待評價區(qū)100米以淺的評價模型構(gòu)建，最終將整個區(qū)域按承載力高中低和限制開發(fā)區(qū)劃分成四類，為后續(xù)的地下空間開發(fā)利用奠定了堅實的數(shù)據(jù)基礎。

廣深科技走廊全區(qū)適宜性評價模型示意圖

2024年2月，自然資源部印發(fā)《自然資源數(shù)字化治理能力提升總體方案》，方案中指出要完善全域全周期數(shù)據(jù)要素體系，持續(xù)豐富自然資源“一張圖”數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建多層次、多維度、多類型國土空間實景數(shù)據(jù)，重點推進多尺度地質(zhì)三維數(shù)據(jù)建設、礦山三維數(shù)據(jù)建設、城市地下三維數(shù)據(jù)建設，靈活的使用迭代式地質(zhì)建模工具可以讓地質(zhì)建模工作更加精準和高效。未來，中地數(shù)碼將在三維地質(zhì)建模技術(shù)創(chuàng)新等方面繼續(xù)取得突破，為實景三維中國、數(shù)字孿生場景建設提供有力支撐。

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