一種地表基質層三維建模系統技術方案

本發明專利技術提供一種自然資源地表基質層三維建模系統，本系統通過數據收集模塊收集地表基質調查數據以獲得地表基質層數據，通過數據預處理模塊對地表基質層調查數據進行預處理，獲得地表基質層時空結構和理化性質數據后通過數據提取融合模塊提取三維地質體要素，并融合為三維地質數據要素，將三維地質數據要素和DEM高程數據輸入到建模模塊中采用高性能多線程并行計算方法以建立高精度地表基質層三維模型，應用模塊基于地表基質層模型實現多尺度、多分辨率、無極縮放Web前端無插件可視化和分布式存儲計算地質分析，本發明專利技術相較于單一數據來源的建模方式能夠有效解決建模失準、反映信息失真等問題，從而提高所構建模型的可用性，使其更符合實際地質情況。使其更符合實際地質情況。使其更符合實際地質情況。

【技術實現步驟摘要】
一種地表基質層三維建模系統


[0001]本專利技術涉及三維建模系統
，尤其涉及一種自然資源地表基質層三維建模系統。

技術介紹

[0002]《自然資源調查監測體系構建總體方案》中首次提出“地表基質層”這一突破性、創新概念。自然資源調查監測體系構建是一個“連續、穩定、轉換、創新”的過程，地表基質是其中最有突破性的一個創新概念，它所描述的對象在地球系統科學的不同領域均有相關的概念和學科基礎，地表基質的范圍覆蓋固體地球表面，包括陸域和海域全部國土空間，其本身既是自然資源的一部分，同時也起著支撐或孕育其他相關自然資源的關鍵作用，是多門類自然資源之間相互作用和密切聯系的紐帶。地表基質對自然資源整體保護、系統修復以及綜合治理都至關重要，是自然資源科學管理、國土空間統一規劃的重要支撐。如要合理開發利用土地資源，做到宜耕則耕、宜林則林、宜草則草，就需要準確掌握地表基質類型，特別是地球物理化學性質，以支撐山水林田湖草的系統治理。地表基質層在自然資源分層分類模型中處于基礎支撐的重要位置，地表基質調查既是自然資源調查監測體系中不可或缺的重要內容，也是整個體系中最具創新特色的內容，因此，地表基質調查在《自然資源調查監測體系構建總體方案》4個層次的調查中具有基礎性調查地位。地表基質層作為森林、草、農作物等資源的生長或支撐層，其自身物理化學狀態及其變化控制了相應資源的生息狀態和生長趨勢，可以看成是“資源的資源”，地表基質層在自然資源狀態稟賦和生長演化中占有根、源、儲、匯地位。地表基質層主要由巖石和第四紀沉積物構成，巖石包括沉積巖、火成巖、變質巖，第四紀沉積物則包括風成的沙漠和黃土、水成的河湖海洋沉積、山區的坡積物、冰磧物和基巖表面風化殘積物構成的風化殼。因此將地表或水底向下50m(特殊情況下可以更深或更淺)的空間作為地表基質層調查的基本范圍，一般情況下，地表基質調查工程揭露到5m，相對于國土面積，地表基質調查成果體現的超薄層。
[0003]由于地表基質層是全新的概念，所以亟需構建一個全新的三維數字模型，能夠反映地表基質層與各類自然資源相互關聯、相互影響的模型。以立體空間位置作為組織和聯系所有自然資源地表基質體的基本紐帶，以地表基質調查為框架，以數字高程模型為基底，將各類地表基質信息進行分層分類，形成一個完整的支撐地表覆蓋層的自然資源地表基質立體模型。自然資源地表基質層三維地質建模系統是研究地表基質層立體時空分布的有利工具。目前國內外尚無關于基質層的三維建模的案例。因此有必要研發一種適用于超薄層地表基質層特色的三維建模系統，以提高自然資源地表基質三維建模的精準度和可用性。

技術實現思路

[0004]鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種地表基質層三維建模系統，以克服或至少部分解決現有技術所存在的上述問題。
[0005]為實現上述專利技術目的，本專利技術提供一種地表基質層三維建模系統，所述系統包括：
[0006]數據收集模塊，用于收集地表基質調查數據，獲得地表基質層調查相關多源數據；
[0007]數據預處理模塊，用于對地表基質層數據進行預處理，獲得多尺度、多區塊物探數據、鉆探數據、基質層分層標準化編碼數據、化學數據和與之空間上一一對應的多尺度、多區塊DEM數據；
[0008]數據提取融合模塊，用于鉆探數據、物探數據、試驗數據進行提取，形成包括地表基質時空結構分層要素、理化性質空間分布要素和頂部地形要素的三維地質要素，將所有三維地質要素融合為多尺度、多精度、多級別高精度的三維地質網格初始模型；
[0009]建模模塊，用于基于三維地質網格初始模型和DEM高程數據建立多尺度、多精度、多級別高精度的地表基質層模型；
[0010]應用模塊，用于基于地表基質層模型實現多級別、多分辨率Web無插件化的三維可視化和基于分布式計算技術的快速地質統計分析應用。
[0011]進一步的，所述數據收集模塊具體包括：
[0012]地理底圖收集模組，用于收集國土調查界線，對國土調查界線進行處理后獲得地表基質分布草圖；
[0013]遙感調查模組，用于收集不同來源、不同時相的遙感圖像或數據，解譯提取和分析反映調查區內地表基質特征的各種信息，獲取各種地表基質參數；
[0014]地面調查模組，用于收集工作區內地表基質類型、空間結構、物質組成、理化性質及地表景觀和生態屬性，以及地表基質層時空分布、數量質量、利用狀況和動態變化的地面調查數據；
[0015]物理調查模組，用于收集物探方法調查的調查數據；
[0016]化學調查模組，用于收集工作區地質、地球化學、農業區劃、土地利用、生態環境數據；
[0017]鉆探數據調查模組，用于收集鉆探數據，包括地表基質的類型、厚度及其空間分布規律，進行地表基質分層，劃分其結構類型；
[0018]試驗采樣模組，用于收集各類地質樣本試驗與采樣測試數據。
[0019]進一步的，所述數據預處理模塊具體包括：
[0020]數據處理模組，用于對數據收集模塊收集的地表基質層數據進行處理；
[0021]標準數字化模組，用于將地表基質層數據按照預設標準進行數字化處理。
[0022]進一步的，所述數據提取融合模塊具體包括：
[0023]數據提取模組，用于對地表基質層數據進行預處理，獲得地表基質層分層數據，包括時空結構和理化性質數據；用于將鉆孔數據和基質層分層數據提取后形成鉆孔要素和基質層分層要素，將每一類數據提取出來生成相應的點要素和線要素模型后，再將這些要素進行歸并處理；
[0024]數據融合模組用于將三維地質初始網格要素進行數據融合，進行統一編碼，形成新的多級別、多精度網格數據要素。
[0025]進一步的，所述建模模塊具體包括模型體系定義模組、數據導入模組、網格定義模組、數據粗化模組、網格修正模組、數據分析模組、屬性插值模組、數據恢復模組、模型切片模組和模型入庫模組。
[0026]進一步的，所述系統還包括一致性檢查模塊，所述一致性檢查模塊用于在完成數
據預處理，準備進行數據提取融合前對地表基質層分層數據進行一致性檢查，對數據不一致的情況進行處理。
[0027]進一步的，所述系統還包括模型質量檢查模塊，所述模型質量檢查模塊用于在地表基質層三維模型建模完成后對其進行質量檢查和質量評價。
[0028]進一步的，所述應用模塊包括三維可視化模組，所述三維可視化模組用于實現地表覆蓋層三維可視化和地表基質層三維可視化。
[0029]進一步的，應用模塊還包括統計分析模組，所述統計分析模組用于實現屬性查詢、三維空間分析和模型屬性統計分析。
[0030]與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
[0031]本專利技術所提供的一種地表基質層三維建模系統，首先通過數據收集模塊收集地表基質調查數據，以獲得地表基質層數據，通過數據預處理模塊對地表基質層數據進行預處理，獲得地表基質層時空結構分層要素和理化性質時空分布數據后通過數據提取融合模塊提取三維地質要素，并融合為多級別的三維地質初始網格要素，將三維地質初始本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種地表基質層三維建模系統，其特征在于，所述系統具體包括：數據收集模塊，用于收集地質調查數據，獲得地表基質層數據；數據預處理模塊，用于對地表基質層數據進行預處理，獲得地表基質層分層數據，所述地表基質層分層數據包括時空結構和理化性質數據；數據提取融合模塊，用于對鉆探數據、物探數據和試驗數據進行提取，形成包括地表基質層時空結構分層要素和理化性質時空分布的多級別的三維地質初始網格要素；建模模塊，用于基于多級別的三維地質初始網格要素和DEM高程數據建立地表基質層多尺度、多精度、多級別、高精度的三維網格模型；應用模塊，用于基于地表基質層模型實現多級別、多分辨率的三維可視化和基于分布式計算的快速地質統計分析應用。2.根據權利要求1所述的一種地表基質層三維建模系統，其特征在于，所述數據收集模塊具體包括：地理底圖收集模組，用于收集國土調查界線，對國土調查界線進行處理后獲得地表基質分布草圖；遙感調查模組，用于收集不同來源、不同時相的遙感圖像或數據，解譯提取和分析反映調查區內地表基質特征的各種信息，獲取各種地表基質參數；地面調查模組，用于收集工作區內地表基質類型、空間結構、物質組成、理化性質及地表景觀和生態屬性，以及地表基質層時空分布、數量質量、利用狀況和動態變化的地面調查數據；物理調查模組，用于收集物探方法調查的調查數據；鉆探數據調查模組，用于收集鉆探數據，包括地表基質的類型、厚度及其空間分布規律，進行地表基質分層，劃分其結構類型；試驗采樣模組，用于收集各類地質樣本試驗與采樣測試數據。3.根據權利要求1所述的一種地表基質層三維建模系統，其特征在于，所述數據預處理模塊具體包括：數據處理模組，用于對數據收集模塊收集的地表基質層數據進行處理；標準...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賴志斌，宋國璽，李魁星，馬林，李新勇，魏曉亞，樊友麗，劉福財，李偉偉，
申請(專利權)人：北京超維創想信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：