[发明专利]城市四维地质环境可视化系统及城市四维地质环境可视化方法

说明书

本发明公开了一种城市四维地质环境可视化方法，包括：城市地质环境建模设备生成四维地质环境模型并存储至城市地质环境数据库中；地质环境监测设备通过地质环境监测网络进行实时监测，将监测得到的地质环境数据发送至城市地质环境数据库中；城市地质环境数据库关联存储地质环境模型及数据；地质环境数据管理设备整合及管理地质环境模型；可视化数据管理平台获取地质环境模型及数据并进行四维全时空尺度展示，辅助用户查询地质环境信息。此外，本发明还公开了一种城市四维地质环境可视化系统。本发明有效整合了地质环境数据及地质环境模型，实现了四维全时空尺度的地质环境模型可视化，能够为城市重大工程的规划、建设、运维提供数据决策支持。

技术领域

本发明涉及城市地质技术领域，特别涉及一种城市四维地质环境可视化系统及城市四维地质环境可视化方法。

背景技术

现有技术中，地质建模常用的三维建模方法是表面建模法，根据输入的离散数据建立断层和地质层面，根据表面模型建立地质体模型；由于地质层面在断层两侧发生断裂，产生了不连续状况。

四维地质空间是由三维地质空间与时间轴共同组成；在四维地质空间中被记录下来的地质过程是用于恢复地质空间的基础；在四维地质学概念中，地质过程可用时间链来描述；对三维地质模型进行时间轴切片就是对某时刻的地质意义进行解释。在四维地质环境下，根据所有地质体相关类型的数据建立起任意时刻反映地质构造的几何形态、各构造要素之间的拓扑关系以及地质体空间属性分布等地质特征的数字化地质模型。

发明内容

基于此，为解决现有技术中的技术问题，特提出了一种城市四维地质环境可视化方法，包括：

城市地质环境建模设备生成四维地质环境模型并存储至与其相连接的城市地质环境数据库中；

地质环境监测设备通过布设地质环境监测点来构建地质环境监测网络；地质环境监测设备通过地质环境监测网络对地质环境进行实时监测，将监测得到的地质环境数据实时发送至与其相连接的城市地质环境数据库中，并将其与对应的地质环境模型进行关联存储；

城市地质环境数据库存储地质环境模型及其相关联的地质环境数据；所述地质环境模型包括地质模型、地下水模型；

地质环境数据管理设备整合及管理城市地质环境数据库中存储的地质环境数据；地质环境数据管理设备对地质环境监测设备获取的地质环境数据进行数据预处理、数字化处理、数据规范化处理、数据入库处理、数据检查处理；

可视化数据管理平台通过所述地质环境数据管理设备获取地质环境模型及地质环境数据并进行四维全时空尺度的展示，以动态的地质环境模型及地质环境数据为基础为用户提供可视化查询工具，辅助用户查询其所需的地质环境信息。

在一种实施例中，所述城市地质环境建模设备包括地质建模装置、地下水建模装置、模型嵌合装置；

地质建模装置获取钻孔数据并通过钻孔数据投影至预设的基准线上形成二维剖面线，按照地层划分规则进行地层对比连线，将二维剖面线投影至三维空间中，并对三维空间中的地层进行连线插值形成不规则三角网表面，对各地层面进行拓扑构建，将上下相邻的地层面围合成地质体，生成三维的地质模型；

地下水建模装置构建地下水动态模型，确定渗流区边界范围和属性并确定越流补给范围，并以水位高程数据作为背景格网得到格网单元尺寸随水力梯度变化的离散格网，将地下水动态模型计算参数赋值于离散格网节点，获得三维的地下水模型；

模型嵌合装置用于以设定时长将地下水模型嵌合到地质模型中，从而生成随时间变化的四维地质动态模型。

在一种实施例中，所述地质环境模型还包括地下管线模型、地铁模型、地表景观及建筑物模型、地下构筑物模型；

所述模型嵌合装置从城市地质环境数据库中获取地下管线模型、地铁模型、地表建筑物模型、地下构筑物模型中的一种或多种并与生成的四维地质动态模型相嵌合，实现多源模型数据嵌合。