Question

MAPGIS三维地质建模软件组成

Answer 1

1.三维处理基础平台MAPGIS-TDE

MAPGIS-TDE三维处理平台是中地公司在MAPGIS7.0中推出的一套真三维空间数据处理开发平台，该平台是中地公司三维地学产品和应用项目开发的基础模块。该平台本着“面向专业领域，开发主题型三维应用系统”的设计原则，同时为适应地学三维应用正在朝地表、地下信息集成，强调表达的真实感及实时性以及多维、网络化等方向发展，在MAPGIS7.0内核模块基础上，全面整合GIS、DEM、三维景观建模、三维地质构模、体视化、三维模型显示、虚拟现实、数据库、网络通信等多方面的技术，采用先进的三维空间数据模型、构模算法、三维可视化技术及框架加插件的软件体系结构，是一个研制开发的技术起点高、算法新颖、易于扩展、可满足不同层次用户需求的三维空间信息存储、管理及应用、开发的平台。目前，在平台所提供的基本框架、三维空间数据管理和渲染引擎基础上，中地公司开发了景观建模及可视化、地质建模及可视化、体数据建模及可视化、虚拟仿真显示驱动等面向具体应用领域的三维建模和可视化支撑工具，用户可根据需要自行选择配置或自己开发插件扩展平台功能。MAPGIS-TDE开发应用体系结构框架如图6-1所示，综合来讲该平台具有如下特点：

图6—1 MAPGIS-TDE框架结构

（1）高效的三维空间数据管理。MAPGIS-TDE的三维空间数据库采用先进的顾及拓扑、面向实体的三维空间数据模型，可实现多种三维矢量模型和栅格模型空间数据和属性数据的一体化存储管理。通过三维空间数据引擎G3D SDE，支持基于文件的本地化存储和基于大型数据库的网络化存储两种三维空间数据存储管理方式。

（2）统一的三维空间数据渲染引擎。三维处理平台提供统一的三维空间绘制引擎接口，同时支持OPENGL和DIRECT 3 D三维渲染引擎，提供多种显示接口及特效。平台的三维空间绘制引擎提供针对系统存储管理的三维空间数据的直接渲染和漫游控制，包括键盘与鼠标驱动、路径漫游等多种三维场景操作方式，这一设计极大简化应用系统开发的工作量，减轻了应用系统开发人员在不同三维渲染引擎上的花费，提高开发效率。

（3）高效的地表、地下景观建模。针对地表地形、地物、地下洞室等地下建构（筑）物、地下管线三维建模应用，MAPGIS-TDE在构建平台提供了与之相应的一系列模型建模（导入）、编辑、可视化及分析工具，支持快速建立大规模地上、地下景观集成的三维场景。

（4）高效的地质体三维建模工具。针对岩土工程、区域三维地质、矿产储量估算等领域工作的应用需求，MAPGIS-TDE在构建平台中提供了特定的地质体结构建模、地质体模型可视化及地质体剖切分析等专业应用工具。支持基于多源地质数据（地表高程数据、地质图、构造图、地层等值线、钻孔数据、地质剖面等）耦合建模，可建立包含断层的复杂地质结构模型。

（5）体数据建模及可视化。针对地质体内物化属性等体数据在区域地质信息三维可视化分析领域中的应用，平台提供了相应的地质参数体数据插值、可视化及分析工具。

（6）多通道虚拟仿真显示驱动。针对虚拟现实系统中立体投影系统多通道场景同步显示的需要，MAPGIS-TDE中开发了多通道被动（主动）立体显示驱动程序，可用于景观模型、地质模型、体数据模型等模型在多通道立体投影环境下的立体展示引擎。

（7）三维模型集成及分析。支持将地表以上的景观模型、地表地形、地质体模型、地下建（构）筑物和地下管线模型等三维空间信息进行集成，构建多层次的区域三维模型场景，并支持模型空间查询、任意截面剖切、任意方位实时动态剖切、隧道开挖模拟及体积、面积量算等分析计算功能。

2.三维可视化工程勘察信息系统

MAPGIS三维可视化工程勘察信息系统是一个运行在Windows2000/XP环境下，集工程地质数据管理、专业分析应用及三维可视化表达于一体的专业工具软件。系统基于GIS实现对工程勘察项目或区域地质调查涉及的图形、图像、表格、文字报告等形式的钻孔、专题图件等地质资料以及地理底图、遥感影像等基础地理数据的一体化组织管理，在此基础上用户可以进行钻孔柱状图、剖面图等工程地质专业图表生成及桩基分析等分析计算，可利用钻孔及剖面数据动态建立区域三维地层模型，并可在三维环境下进行空间查询、剖切、隧道模拟、虚拟钻探、桩基模拟等分析功能，借助三维可视化技术直观、形象地表达研究区域内地层单元的空间展布特征。系统框架如图6-2所示。

3.城市三维地质信息系统

该系统本着实现城市地质调查成果“数字化、可视化、立体化、智能化”的设计原则，以实现综合地学数据的一体化组织与管理及建立面向专业研究的基础平台、面向政府的三维可视化决策平台、面向社会公众的地质信息服务为目标，在MAPGIS基础地理信息平台（含TDE平台）基础上，综合运用先进的数据库、GIS、地质分析、三维可视化与网络技术，开发的一套针对城市地质调查特点集城市综合地学资料管理、专业分析应用、三维地质建模及信息发布于一体的大型网络化数字地质集成信息系统，包括城市地质数据管理与维护子系统、城市地质数据分析评价子系统、城市地质信息Web发布与服务子系统等三个子系统，可分别运行于局域网（C/S）和互联网（B/S）环境下，实现基础地质、工程地质、水文地质、地球物理、地球化学、地质灾害、地下空间开发利用、地质资源等地质专业资料及地形图、遥感影像等基础地理信息的一体化存储管理、查询统计、专业图表生成及针对有关专业数据的三维建模及分析功能。考虑到不同用户不同层次的地质信息处理需求，系统通过框架加插件的体系结构实现了高度模块化和可扩展性，同时推出了普及版（桌面版）、标准版、专业版、大型企业版等不同版本，允许根据不同的需求进行软件配置，真正做到既满足了用户应用需求，又避免了不必要的过度配置，造成资源浪费。该系统建立在工作流之上，以地质应用的内在规律和程序为基本框架，提供了柱状图生成、剖面图生成、等值线图生成等一系列实用专业分析工具及钻孔、剖面、地质图等多源数据三维地质建模、三维可视化、三维分析等高级功能，除可应用于城市地质信息管理、分析之外，该系统还可应用于其他任何类似形式的地质信息处理（图6-3）。

图6—2 三维可视化工程勘察信息系统框架

图6—3 上海城市三维地质信息系统（C/S）主界面