城市地质工作是城市规划建设的重要基础 ，贯穿于城市运行管理的全过程 。做好城市地质工作，对推进我国新型城镇化建设具有非常重要的现实意义和战略意义 。
城市地质信息化平台通过夯实地质数字基础，推动城市地质的精细化管理发展。通过加强地质环境和地质安全动态监测，将三维实景采集、智能视频实时分析 、无人机等技术应用与业务活动相结合，实现动静内外结合的监测数据融合，提高地质灾害数据监测的时效性，加强业务数据汇聚，结合气象、水文、交通等行业数据及互联网等共享信息，奠定城市地质大数据分析的基石 ，实现地质资源开发利用专业评价。以地质环境及地质安全监测和地质综合管理开发利用为基础，为政府各委办局 、企事业单位、科研院校、社会公众提供云端互动的差异化城市地质专业、公众信息服务，盘活地质数据资源 ，提高城市地质工作满意度。
总体架构
由于城市地质调查成果数据来源途径广，数据存储形式纷繁多样，因此在进行城市地质调查成果数据整理入库时需要统一的标准与管理。基于城市地质大数据云平台建设标准规范的要求，以及依据国家及地方关于城市调查成果数据数据库建设的标准，规范数据要素类以及实体类编码规则，建立地质数据字典。根据数据资源目录与平台需求 ，建立属性数据库、空间数据库、文档资料数据库等。
地质信息集成数据库的数据按照地质专业分为十八大类，包括基础地理 、基础地质、水文地质、工程地质、环境地质 、矿产地质、城市地质 、农业地质、海洋地质、地球物理、地球化学、地质资源、遥感地质 、区域地质、气象、油气、管理与支撑数据 、地质文献与资料，地质专业数据库建设到二级分类，为建设三级预留接口。
1.1 解决问题
●解决以往纸质地质调查资料分散存储问题 ，提高资料利用率
●解决人工检查工作效率低的问题，提高数据准确率
●解决地质数据展示与应用问题 ，为数据分析挖掘提供基础
1.2 优势特色
依据国家或地方标准，可方便快速的建立地质数据库
提供数据库建设整体方案，包括数据录入 、导入 、检查、管理与展示一体化流程
支持多源海量数据的建库管理，可动态扩展数据库，便于数据库更新
2.1地上景观建模
可通过倾斜摄影建模、三维激光点云建模和基于施工图纸手工建模等多种建模方法高效地实现城市级复合三维场景建模，既可统览场景全貌，也可查看建筑细节。
2.2地形三维建模
基于基础地质、地理图、遥感影像、DEM等数据进行具有真实纹理、地理位置准确的三维模型构建。在三维可视化方面 ，支持在三维场景中，通过指定高程值或者高程面，与其他数据进行一体化显示。
2.3地下管线 、建筑建模
提供地下管线三维建模功能、外部数据导入功能 ，可对包含综合管网管廊、商业中心、道路 、轨道交通在内的城市地下空间建筑及设施进行建模。
支持将局部精度要求较高区域的第三方软件精模型 ，如Obj、*.3ds 、.X、Osgb 等格式的第三方模型，导入到系统中与地下三维地质模型进行一体化展示。
2.4地质体建模
基于地质钻孔、地质剖面、高程点 、基岩埋深等值线基岩出露区、地层等值线等多源地质数据 ，利用系统提供一系列的建模工具，辅助用户快速构建地质三维结构模型 ，主要包括基于剖面拼接的半自动建模、钻孔建模、全自动多源三维地质建模、地质产状下推建模、曲面建模以及断层建模。
由于地质专业的不同，导致勘探线布置方法不同。根据实际建模当中会遇到空间位置近似交叉和近似平行的两种剖面情况，分为基于近似平行剖面的轮廓线拼接和基于交叉剖面单元格的交互式建模两种交互建模方法 。根据建模范围内的实际地质情况，基岩地质模型和第四纪地质模型一般可采用此种建模方法，将复杂模型进行分割，便于观察和操作 ，也便于分工合作完成大数据量复杂模型构建。
图 剖面交互式三维地质模型构建流程图
采用“钻孔-剖面/等值线-地层实体”构模这一方法可通过钻孔数据直接建立三维地层模型 ，对于地质情况比较复杂的区域，如包含夹层、尖灭、透镜体特殊地质现象的区域 ，可通过补充剖面、地层平面分布图（用于确定地层边界和地层面起伏变化情况）和设置参数方式干预建模 。
整理钻孔 、剖面建模数据时将地层按照研究精细程度不同划分为不同的级别，可用于建立不同精细程度地层的三维模型 。
图 多源数据耦合层状地质体建模
分区图建模主要是依据钻孔数据、地层分区图和约束剖面实现的自动建模。
地质分区图约束下的多源地质数据耦合自动建模技术集钻孔、地质图、地形图 、地貌图等多源数据于一体 ，充分利用一切已知的数据源 ，结合地质学的规律和数学算法，模拟未知区域的地质数据，从而建立整个区域的地质模型 。该方法降低了交互建模的繁琐程度、节省了半自动建模的时间、兼顾了模型的准确性 ，大大提高建模效率。
图 地质块体建模
对基础地质、地理图、遥感影像 、DEM等数据的收集结果的三维建模显示。在三维可视化需求方面，能够在三维场景中，通过指定高程值或者高程面，与其他数据进行一体化显示。
对于扫描图片的二维栅格数据，采用基于视觉特性与自适应技术的模型（LOD）简化算法，根据距离视点的远近变化实时生成自适应性地表模型，提高绘制速度 ，同时将数据组织与地形层次细节模型的实时建立相结合，既保证了数据的读取效率，又不影响用户体验感。
图 曲面建模
基于实际材料图 、地形图、剖面图等数据 ，可快速构建区域三维初始结构模型 。首先进行平面地质图的读图分析，确定主要地质构造，如褶皱、断层等，然后推断各地层的新老关系，结合地形数据，并使用V字形法则 ，初步推断各地层的大致走向及形态 。最后通过测点的产状信息，并结合地质读图得到的构造信息，向下推断，建立三维地层模型。此方法充分利用数字填图成果，随着工作程度的加深，建模数据源的增加，地质模型的精确度不断提高 。
基于离散曲面相交方法对断层建模，包括三方面，首先要根据钻孔、剖面等数据构造两个TIN面，即地层面和断层面。最后根据上面的算法，精确计算出相交后的结果，并根据实测数据，推测断层两侧地质体即断层上下盘的错动情况，通过简单的编辑调整，得到断层的最终矢量模型。
图 断层建模
2.5属性体建模
地质体属性空间分布建模用于地质体内物理、化学属性值和其它地质参数(如孔隙度 、贮水率、渗透系数化学元素含量等)的三维空间分布规则化建模。
图 属性模型构建
图 含水率属性模型 图 饱和度属性模型
2.6地上地下一体化模型融合展示
支持地形数据、影像数据 、地上景观、三维地质模型等多源、多维数据一体化展示，同时提供路径漫游、模型切割，量算工具等丰富的模型分析工具 ，真正实现地上 、地表、地下三维模型一体化展示，满足城市全维度空间表达的需求。
2.7优势特色
提供全空间的地上、地表、地下一体化建模功能，建模工具丰富，多空间对象无缝集成
可与数字城市建设结合 ，可衔接ArcGIS等平台 ，实现城市地上地下一体化三维表达
可管理地形数据 、影像数据、三维景观模型数据等海量数据，采用多种显示优化策略，浏览过程清晰流畅
多方法的复杂地质体交互建模技术
基于综合城市地质数据库，建立集空间数据和非空间数据的于一体的大型综合性数据管理与维护平台，管理不同尺度地理底图、遥感影像等空间数据 ，包括钻探、物探、化探采样等点空间类属性数据以及相关文档、图片 、音频 、视频等非结构化数据 。通过开发地质数据标准化入库预处理工具，设计具有对各类城市地质数据进行录入、编辑修改、检索查询、格式转换 、导入导出、更新维护等功能，实现数据质量的自动检查。
在充分调查与分析城市地质数据管理与应用部门业务需求的基础上，对复杂的多源多类异质异构地学大数据进行汇聚整合后，建立地学数据广度融合及深度挖掘算法模型，基于二维、三维GIS平台建立城市地质数据分析评价与辅助决策平台，自动 、高效地实现地址二三维数据的智能化挖掘分析。
系统辅助用户实现对地质环境态势感知数据的一建分析，揭示隐含在数据中的知识 ，为城市建设与管理服务，提高城市地质信息资源利用水平。
平台提供多种方便的查询方式和检索工具 ，支持多专业地质数据（钻孔数据、地面沉降、地下水监测 、地球化学、地球物理等）的快速多样化查询 。
图 地址数据检索
支持生成多专业钻孔柱状图 、剖面图、平面图、统计图、等值线图 、综合图以及专业报表，支持相应图件报表的编辑与输出。
图 钻孔柱状图
图 剖面图
地质环境监测模块是对可指示地质环境特征的指标及其变化情况进行数据集成 ，按照要求进行定期观察测量、采样测试、记录计算 、分析评价和预报预警的活动 。本模块主要实现地质灾害的动态监测。
建立城市地质灾害监测预警体系 ，对重大地质灾害隐患点进行动态监测，动态监测主要为远程视频监控和自动化监测 ，动态监测主要以含雨量计、位移计、泥石流监测仪、GNSS沉降监测仪、裂缝计、崩塌预警仪 、渗压计等方式 ，按照灾害点监测工作需要 ，进行组合监测 ，通过5G 、物联网等无线传输技术 ，将监测的裂缝变化数据、坡体斜率变化等情况传输至监控系统，开展24小时实时监控，实现地质灾害专业监测预警。
图 自动化监测
可根据工程地质有关标准 、规范及经验参数，选取工程地质钻孔等专业数据 ，完成工程地质专业分析评价功能，主要包括天然地基承载力 、桩基承载力、天然地基沉降量 、砂土液化判别等 ，辅助工程勘察 。
图 桩基承载力评价 图 地基承载力估算
基于工程地质模型，通过工程地质虚拟钻孔功能实现虚拟钻探功能，生成工区内钻孔柱状图和三维钻孔模型，为政务相关职能部门进行工程施工提供数据平台 ，在城市道路勘察 、规划建设等方面节省大量人力物力的开支 。
图 工程地质虚拟钻孔
基于工程地质模型 ，建立工程地质虚拟剖面功能 ，在工区范围内根据所选线路 ，生成该线路下的工程地质虚拟剖面，以二维和三维方式进行展示 ，为工城市地质勘查提供数据支撑。
图 工程地质线性剖面 图 工程地质栅栏切片
对地下水监测设施进行管理实现对地下水的动态监测，提供对地下水水深井、水位井、水质井等监测数据的查询分析和统计功能，选择相应的查询方式和观测时间，在监测数据查询结果中还可以生成各类型统计图、曲线图或者直方图等，亦可进行结果输出。
图 地下水等水位线图
图 地下水水动态曲线图
从土壤地球化学及其分析评价 、土壤质量分析评价、特色农业选址 、科学施肥建议四个方面提供相关农业技术分析，为今后在调整农业种植结构、发展特色优质农产品 、存进科学合理施肥等方面发挥重要作用 。
土壤盐渍化功能可实现单孔不同深度易溶盐含量曲线图及表层 、次表层易溶盐含量分区图，分析土壤盐渍化的空间变异特征及变异尺度，揭示其时空分布规律，为区域农业生产及生态环境保护提供数据支撑。
图 土壤地球化学 图 土壤质量评价分析
图 特色农业 图 科学施肥
基于地热资源赋存的地质条件，提供地热资源评价和开发利用潜力评价成果，区划城市地热资源开发适宜性。
图 地热调查点属性表 图 地温等值线
基于建立的地下三维结构模型快速了解地下规划工程的地质条件 ，采用二三维数据耦合的评价模式进行地下空间评价并将评价结果进行三维可视化表达。基于钻孔所建立的工程地质三维结构模型 ，为地下空间评价提供工程地质条件因素通过地层定量或定性提取某一区域内的工程地质条件 ，使得工程地质条件实际上是从整个三维空间中进行获取，并融合自然因素、经济因素进行地下空间适宜性评价 ，最终得到地下空间适宜性评价模型，为工程建设、城市规划进行科学决策、并节省费用，扩大社会应用价值，提高经济效益。
图 地下空间适宜性评价 图 地下交通建设0-15m地下空间适宜性评价结果
合理开发利用城市地下空间，是优化城市空间结构和管理格局，增强地下空间之间以及地下空间与地面建设之间有机联系，促进地下空间与城市整体同步发展，缓解城市土地资源紧张的必要措施 ，对于推动城市由外延扩张式向内涵提升式转变，改善城市环境，建设宜居城市，提高城市综合承载能力具有重要意义 。
综合各种因素构建地下空间资源潜力评价指标体系，对城市地下空间资源进行综合质量评价 ，进而高效合理地开发地下空间成为解决城市病问题的重要途径。
图 地下空间开发潜力评价
城市应急水源地评价功能为保障城市供水安全、促进地下水资源管理和保护 、为地下水资源开发利用提供决策依据。
图 城市应急水源地评价图
建设科学规范统一资源环境承载能力和国土空间开发适宜性双评价系统，实现面向生态保护、城镇建设和农业生产的单项要素评价与集成评价，包括生态评价 、土地资源评价 、水资源评价、气候评价、环境评价 、灾害评价 、区位评价、适宜性评价 、承载能力评价等。集成各种数据资源种类 ，通过自定义记置，快速建立评价模型，结合二三维可视化技术，实现评价的自动化 、智能化和标准化，辅助规划编制评估人员轻松开展“双评价”工作 ，具有开放性、可自定义、可扩展的特点 。
为实现城市地质信息的经济效益和社会效益 ，系统提供地质信息辅助决策功能 。面向政府机构用户，可提供地质辅助决策咨询窗口将地质成果有序管理 ，与政府业务工作流程进行对接，实现基础地质资料方便 、快捷获取，为土地利用规划、城市规划建设 、政府管理决策等提供强有力的地质支撑。
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。
（1）规划选址
根据用户上传的工作区范围，查询该区域内工程地质钻孔信息、分层信息、试验信息 ，结合区域工程地质条件分区图 ，了解区域工程地质条件 ，为工程选址提供建议。
图 工程决策分析示意图
地下工程建设者可利用平台模拟隧道开挖、基坑开挖，并通过模拟漫游，让建设人员提前身临其境了解、分析地质条件对地铁隧道、工程建筑建设的影响。实现地下工程模拟开挖、碰撞分析、地下构筑物保护区和缓冲区分析展示等，服务于城市地铁线路规划选址 。
图 三维隧道模拟及开挖分析
图 规划线路比选
（2）审批辅助
在做重大工程选址规划的流程中，平台可提供地质的相关数据，在审批过程中提供服务，行政带图审批 ，提供的数据包括区域内工程地质钻孔信息、分层信息 、试验信息，结合区域工程地质条件分区图，了解区域工程地质条件等，为审批提供有效的数据支撑。
用户与系统进行交互 ，足不出户就可以掌握地下空间信息 ，可为工程建设选址提供服务 。
图 工程建设选址分析
1、提供一整套三维实体剖切分析功能，如平面、折线组合切割、基坑开挖、桩基分析 、隧道模拟及漫游、虚拟钻孔创建和输出等，可以更真实的了解地质模型内部的组织情况，并为地质人员提供基于三维模型的专业计算和分析，如渗透系数计算、地下水水量计算 、流砂问题评价、基坑突涌评价、软土地基变形评价等，从不同角度和功能上实现对三维模型的分析应用，直观进行辅助决策。
图 模型剖切 图 淹没分析
图 虚拟钻孔 图 虚拟剖面
图 隧道开挖 图 基坑开挖
2、系统支持地下水数值模拟模型的文件加载，集成地下水数值模拟模型 ，进行水质、水位的数值模拟预测 。首次实现了数值模拟模型与地质模型的融合展示，将数值模拟成果无缝集成到地质三维平台，实现了三维地下水流场及水位变化、污染物运移在地质模型内的可视化模拟。
图 四维动态预演 图 污染物运移模型
城市地质信息共享系统根据社会公众对城市地质信息的需求 ，以数据共享机制为基础建立 ，为政府决策和公众需求提供基于城市三维地质及相关数据的基础和增值信息服务。
▲全生命周期的地质信息安全管理 ；
▲实现三维场景中高程数据 、影像数据、景观模型 、地质模型的高效调度与快速显示 ；
▲平面、球面场景可自由切换 ；
▲支持导航、空间分析及量算、透明化显示 、空间位置等多种GIS分析方法 ；
▲将原有的评价结果二维表达提升为三维可视化表达 ，赋予纵向深度可视化概念 ，为深入应用提供支撑；
▲全面集成地下空间专题评价体系成果 ，建立地下空间评价数据标准 ；
▲提供数据查询检索，专业制图，评价应用 ，三维分析等全流程专业分析评价工具，全自动出图 ，智能化的专业分析评价 ，可将二维平面上的评价因子与三维模型评价因子进行融合 ，实现二三维一体化评价；
▲基于游戏引擎显示 ：将游戏引擎与GIS技术结合起来，实现实时渲染、实时调整与优化。支持快速加载景观模型、3D缓存 、动画特效等 ，并实现三维场景的逼真展示，全面提升数据浏览与展示的交互体验 ，增强三维可视化功能。
透视山东-地质信息集成与综合利用平台
透视山东-菏泽、济宁、泰安、济南、德州、聊城、临沂 、枣庄、日照三维地质建模
透视潍坊地质信息综合利用管理平台
威海市地质大数据平台
烟台市城市地质信息服务与决策支持平台
潍坊市多要素城市地质调查项目信息化建设项目
东营市城市地质调查地质大数据平台
聊城市中心城区城市地质调查项目城市地质信息平台
菏泽市城市地质调查数据库 、三维地质建模
淄博市城市地质调查遥感解译、三维地质建模 、数据管理平台
乌鲁木齐市三维城市地质信息管理与服务系统
济南城区四维地质环境可视化信息系统平台
济南国际医学科学中心城市地质调查遥感解译、三维建模、信息平台
济南市新旧动能转换起步区东部（遥墙、临港、唐王街道）城市地质调查遥感解译、数据库建设
济南市高新东区城市地质调查遥感解译、三维地质建模
枣庄市城市地质调查三维地质建模及数据库建设
济宁市城市地质调查三维地质建模
邹城市城市地质调查数据库建设及三维地质建模
滨州市城市地质调查遥感解译、三维地质建模
