论文部分内容阅读
总体而言,当前三维城市空间建模大多单偏向对地理空间对象可视化方法的研究与3DGIS平台的建立,或是单从补充和扩展传统二维地质信息表达以提升城市地质调查成果这方面对城市地学空间中地质体及地质现象进行三维模拟与分析,鲜有针对城市整体空间做一体化研究与应用。部分学者基于城市地质环境的重要性在空间一体化建模和数据库模型等领域做了大量研究,但它们仍不能很好地解决大范围复杂地质结构模型的快速构建和多源异构模型数据的一体化表达与分析。针对这一问题,本文面向城市地质调查工作,提出一种顾及城市地质结构的三维城市空间一体化集成建模技术,使城市空间建模工作既注重地上规划建设的合理性、美观性,又充分考虑地下地质结构的稳定性和安全性。以城市地表为界将空间划分为地理和地学空间,地理空间三维建模的重点是针对不同对象研究了建模方法的选取、模型优化以及地物与地形匹配技术;地学空间建模部分重点研究了如何运用行业领先建模技术高效、合理地完成多元地质数据融合下的三维城市地质建模,并以地质建模中构造建模为重点,总结了城市构造建模的技术方法与流程;空间模型一体化集成方面,重点研究了多源异构模型数据间有机组合的方式,将地质模型数据转换为三维地理信息平台通用的标准格式,最终实现了城市空间一体化集成并使用了相关分析工具做一体化分析及应用。本文取得的主要研究成果包括以下几个方面:1)对当前三维城市景观建模技术方法进行研究比较,选择适当的建模方法完成了地理空间中建筑物、道路及附属设施的三维重建;2)使用高程采样点数据基于TIN模型对城市三维地表进行构建,并通过纹理映射技术叠加同范围正射影像完成了地表实体模型的创建;3)引入地物对地形的影响。研究了顾及地形的三维场景构建关键技术,并根据地物特征线对地形进行了重构,实现了建筑物和道路与地形无缝贴合;4)在城市地质建模方面,研究了应用油气藏专业建模平台SKUA-GOCAD对城市大地构造进行三维建模的核心方法与流程,将其半智能化的工作流建模模式应用到城市地质领域;5)模型数据转换方面,分析了Model3d数据的组织结构并与三维地质模型数据交换格式Geo3DML主要模块进行了对比,通过试验确立了两者数据结构的对应关系,并利用读写操作完成了Model3d数据向Geo3DML格式的转换;6)使用MapGIS 10平台对城市空间场景进行一体化集成显示和组织管理,并利用分析工具对三维场景进行相关空间分析。本文创新点主要体现在:使用SKUA-GOCAD平台解决城市大范围复杂地质结构模型的快速构建并通过Geo3DML标准格式对Model3d模型进行数据转换,弥补了当前3DGIS平台在解决城市地质建模方面的不足。试验区应用结果表明,该方法具有一定的实用性和可推广性。