基于3D WebGIS月球地质空间数据管理系统

随着空间信息技术、地学信息技术和GIS等技术的飞速发展,利用QT结合OpenGEL技术建立基于3D WebGIS月球地质空间数据管理系统。该系统包含二维成果管理系统、发布系统与三维月球研究3个子系统,实现改善月球资料信息使用效率、信息化程度与多源空间数据共享。将中国探月计划所获取的月球地形地貌、岩层、土壤、资源、环境及各种相关数据资料与研究成果,以及国外包含数据、文献、报告等月球探测的研究最新成果集成在一起,建立了中国第一个月球地质空间数据管理系统。该信息系统既包含管理和服务功能,又提供面向科研、决策的信息服务与科学的分类管理、快速检索和联机查询的功能。地质空间数据管理系统具备强大的数据综合分析能力、综合管理月球地质资料与集成数据资料成果的汇总能力,将为中国探月工程提供有力的支撑。     

三维地质建模及可视化系统的设计与开发

三维地学模拟是三维地质信息GIS可视化的核心内容。基于基础GIS软件平台MAPGIS,利用功能强大的三维可视化开发平台MAPGIS-TDE,设计、开发具有自主版权的三维地质建模及可视化系统。MAPGIS-TDE包括MAPGIS内核模块、MAPGIS-TDE基础平台、MAPGIS-TDE构建平台和基于MAPGIS-TDE的应用系统等4个层次。基于MAPGIS-TDE的三维地质建模及可视化系统分为地质数据管理、二维地质分析、地质断面处理、地质结构建模和地质属性建模等5大功能模块。系统实现时,将空间数据库划分为基础地理图形库、区域地质数据库、工程地质数据库、水文地质数据库、地球物理数据库、地球化学数据库等6类。该系统不仅提供了强大的地质数据管理、三维地质建模以及模型的可视化功能,还为专业技术人员提供了一个可视化的分析、设计平台。     

Linked Geoscience Data in practice: where W3C standards meet domain knowledge,data visualization and OGC standards

The geoscience community is now facing both the challenge and the opportunity caused by the vast amount of datasets that can be made available on the Web. An efficient “data environment” on the Web has the potential to enable geoscientists to conduct their research in ways that never existed before. Standards developed by the Open Geospatial Consortium have already been used widely to build data services among different subjects in geosciences. In recent years, the Linked Open Data approach initiated by the World Wide Web Consortium has received increasing attention. In this paper, the author presents a pilot study that uses a domain specific knowledge base and data visualization techniques to leverage the functionality of geoscience data services in the Web of Data. The study focuses on the topic of the geologic time scale. Detailed works such as semantic modeling and encoding, multilingual vocabularies, exploratory data visualization, web map service and processing, and the query of linked data are introduced through real-world datasets. This study faces a broad perspective of the Linked Geoscience Data and leverages the functionalities of existing standards into a new level for geoscience applications.     

西部矿业矿产资源原始数据库研究与系统开发

合理组织和应用多源地学数据,开发适用于矿山企业实现矿产资源管理可视化、网络化、智能化、体系化的数据库系统,对于开展矿山企业生产和科研管理等都具有重大的现实意义。文章较全面地考虑到矿业数据库系统开发的各个方面,以深入细致的研究,探讨矿产资源数据库系统原始数据库的设计及建立方法。     

基于关系数据库和WebGIS的中国东部地球化学科学数据库

如何高效管理、利用中国东部已有地球科学研究数据是急需解决的问题.在地球化学数据模型研究基础上, 应用关系数据库和WebGIS技术, 建立了中国东部地球化学科学数据库(ECGD).ECGD深度整合WebGIS技术, 研究者可利用ECGD基于Web对地球化学数据进行检索、分析、输出和空间可视化, 查询结果可以标注于基于WebGIS的网络地图, 生成分类、分级专题图, 并对查询结果进行地球化学图解等专业分析.ECGD是第一个基于Web, 集成了数据检索、空间数据可视化和数据分析功能的地球化学科学数据库, 为地学工作者提供了一个地球化学数据管理、共享、获取、交流的协作平台, 具有重要的实用价值.      

地质特征三维分析及三维地质模拟现状研究

自然地质现象极其复杂，三维实体普遍存在，随着地学研究不断深入，三维地质模拟已引起了地球科学界的高度重视，目前已经研制出了多种三维地质模拟软件，并被广泛应用到地质、矿产、水文、物探、地震、环境等各个领域。从地质体结构、构造、类型、分布等方面，系统地分析了地质体三维特征，总结了国内外三维地质模拟软件在地质构造、地质工程、矿山测量、地球物理等方面的开发现状，指出三维地质模拟在软件开发方面存在的问题及在地质数据采集、处理、解释、利用方面所面临的困难，并从三维空间数据结构、技术方法、应用研究等方面阐述了三维地质模拟新进展，最后论述了开展三维地质模拟的意义。     

矿产预测信息化问题的研究

地质科学中地球物理信息数据属于矢量，可用位场变换法对其进行数据处理，化探、物探中的能谱信息数据属于标量，可用多元统计分析法进行数据处理，地质信息数据也是标量，但属二态变量，可用数量化理论等定性数据分析进行处理。在GIS平台上建立自变量、因变量图层组，应用相应的数学模型，来实现综合信息矿产预测。综合信息矿产预测数据库要在按国家统一标准建立的原始数据库(元数据库)和用于在GIS平台上开展决策分析的知识数据库的基础上建立。     

降低矿产资源定量预测不确定性的双向预测方法

成矿过程是一个复杂的物理化学过程,由于地质自身的不确定性、原始数据采集和处理的不当、预测方法中经验参数的不确定性等多重因素的叠加,造成矿产资源定量预测结果中潜在大量不确定性。在科学认识这些不确定性的基础上,如何降低不确定性是预测评价研究的一个重要方向。以地质异常理论和成矿动力学为指导,双向预测评价方法是降低地质异常分析中不确定性的有效途径,该方法具体包括基于矿床成因模型的成矿模拟和基于找矿模型与勘查数据相结合的模型驱动预测。前者作为研究成矿地质演化过程、探讨成矿动力学机制的定量化方法之一,可以直观展示成矿过程内部物理化学变化。作为对致矿地质异常分析的有效手段,通过将成矿过程抽象为不受时空间限制的可迭代计算的偏微分方程组,可实现定量化描述复杂成矿动态过程并预测成矿有利部位。通过挖掘成矿有利信息,分析地质变量并赋值,为预测模型提供大量的定量化预测变量和特征值,是矿产资源定量预测评价的一个最具潜力的发展方向。后者以勘查学为指导的矿化异常分析,从矿致地质异常的角度开展定量预测,减少了单一成矿有利信息的多解性并降低了预测结果的不确定性。该技术手段是依托空间数据库、地质统计学和地理信息系统空间分析技术支撑,以三维地质体模型的建立为基础,以分析成矿规律并建立找矿模型为核心工作内容,以证据权、找矿信息量等数学方法为工具,统计分析研究区内各地质要素单元的分布情况来探讨各地质要素对矿产预测的影响,最终实现基于“立方体预测模型”的定位、定量和定概率的隐伏矿体三维预测目标。以上方法从两种不同的地质角度和定量化理念创新性地实现了双向联合预测评价,两种技术手段的融合作为综合圈定“5P”找矿地段的数学地质方法,其作用和价值是相互补充并有机结合的。通过文中方法介绍和应用实例的研究成果,可以明确该方法确实提高了矿产资源定量预测评价的预测精度,一定程度上降低了预测的不确定性,整体上推动了地球科学研究由定性描述向定量化自然科学的转变。     

Research of Terrain 3D Visulization Method Based on IDL and Arcengine

Study on 3D terrain visualization is a hot research topic in GIS, virtual reality, computer graphics, digital photogrammetry and other fields, is also an important part of the digital earth strategy. Try to take advantage of IDL data processing and graphic display function and ArcEngine spatial analysis function, in the Visual c# under the environment of hybrid programming mechanism, use of component design and development of integrated development technologies analysis of terrain visualization application operating environment, realized the 3D digital terrain expression and spatial analysis function. The results show that the IDL and ArcEngine integrated development method applied to the 3D terrain visualization analysis software platform developed operability and extension force with strong, both in terms of space efficiency and image data analysis , development costs advantages.     

地学模拟相关技术的研究与进展

地学模拟技术的一个发展方向是与地学过程分析密切结合,另一个发展方向是与数据可视化技术相结合。前者试图通过使用各种数学方法模拟地学随机现象,并对这些不良结构化或半结构化的地学问题进行定量化描述;后者运用计算机的三维可视化功能,在三维环境下将空间信息管理、地学解译、空间分析、地学统计与预测、三维图形可视化等技术相结合,实现计算可视化、分析可视化、过程可视化、结果可视化和决策可视化,并用于地学分析。回顾了地学中计算机三维地学建模技术、地质统计学和地学非线性现象模拟方法,并对该领域的发展进行了展望,认为加强地学模拟的理论体系、方法体系、技术体系的研究和实践既有着重要的理论意义,又有着重要的现实意义。     

CAD软件在工程地质三维建模中的应用

如何快速、准确地建立地质体的三维模型一直是众多岩土工程数值模拟工作者所面临的难题。虽然三维地学模拟软件具有很好的三维地质建模能力,但是由于数据结构的差异,采用他们现行三维地学模拟软件建立的地质模型难以导入数值模拟分析软件中,以为相应工程问题的数值模拟服务。目前,随着各种CAD、CAM软件行业的的飞速发展,涌现出了许多优秀的三维建模软件,而且这些软件大都与现行数值分析软件有着良好的数据接口功能。据此,本文提出了采用现行CAD软件来建立工程地质体的三维模型,使得建立的模型达到既可视又可算的目的。将其应用于云南某高速公路边坡的三维建模中,证明了该法具有方便、快捷和合理等优点。     

Parallel visualization of seismic wave propagation

Today parallel visualization of massive datasets from observation and numerical simulation of seismic waves is one of the major goals of geoscience community. A majority of these datasets are time-varying volume data (TVVD), also known as 4D field data. The difficulty of visualizing them on distributed parallel system mainly lies in the algorithm designing for distributed preprocessing of raw datasets, hierarchical point-to-point or collective communication implementation based on distributed data allocation, synchronous volume rendering techniques. In this work we present viable solutions for preprocessing of raw data sets, novel algorithms of parallel rendering and display matrix. Our main objective is focused on the parallel visualization of results coming from full 4D seismic wave propagation simulations.     

基于ICESat/GLAS数据的中国典型区域SRTM与ASTER GDEM高程精度评价

航天飞机雷达地形测绘(shuttle radar topography mission, SRTM)和先进星载热发射和反射辐射成像仪全球数字高程模型(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer global digital elevation model, ASTER GDEM)提供了全球覆盖面积最广的数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据, 但其高程精度还未得到充分验证, 传统地面测量方法很难适用于验证大面积范围的DEM精度.以冰、云和陆地高程卫星/地学激光测高系统(ICESat/GLAS)高程数据为参考, 综合利用地理信息系统(geographic information system, GIS)空间分析、三维可视化与统计分析方法, 对中国典型低海拔沿海平原地区和高海拔山地的两种DEM数据高程精度进行了对比分析.结果表明, 高程值小于20m的低海拔地区, SRTM高程精度达到2.39m, ASTER GDEM的精度达到4.83m, 均远远高于这两种数据的标称精度; 而在西南山地, 这两种DEM的精度大约为20m, 与标称精度相当.最后, 建立了ICESat/GLAS与SRTM和ASTER GDEM的一元线性回归模型, 该模型具有较高的拟合度和显著线性关系, 可用于改善这两种DEM的高程精度.      

三维城市地球物理数据管理与服务系统框架

为实现地球物理数据对城市发展提供数据支持, 以3D GIS作为基础平台, 从数据与信息管理、多方法综合处理与显示、成果的三维可视化表达及信息发布等4个层次阐述了三维城市地球物理数据管理与服务系统框架的构建; 数据与信息管理子系统是整个系统的基础, 提供数据基础.GIS支持下的第2层次作为数据显示和多方法交互综合处理的工具而存在, 并为成果信息表达提供基础.后2个层次实现城市地球物理成果数据的展示功能.第3个层次是对成果数据的三维再现, 而第4个层次则通过Web来发布成果信息.在构建三维城市地球物理数据管理与服务信息系统时, 存在2个方面需要解决的问题: (1) 要实现多期次海量的城市地球物理数据的一体化管理问题.提出了以地球物理勘探点、线作为多方法数据融合的基础, 分层次、专题按要素的方式建立多维数据库, 以达到对数据的统一管理. (2) 成果信息的可视化问题.为了在三维空间中再现成果数据, 将地球物理形式的数据转换成地质形式, 设计了一个以线框模型为基本思想来表达三维地质模型的数据模型.将提出的系统框架结合华北某地区进行了应用, 取得了较好的效果.      

计算机辅助地质填图系统中GIS和DBS的集成探讨

新一轮的国土资源大调查将全成引入计算机技术,实现区谱填图的全程计算机辅助化,其中“多S”集成应用是关键问题,目前GIS平台上已把GIS,CADS,GPS集成为一体,进一步是将DBS和GIS集成应用,这可以通过建立主题数据库,使用公共数据模型和开发“通信中间件”来实现。     

Probabilistic landslide hazards and risk mapping on Penang Island, Malaysia

This paper deals with landslide hazards and risk analysis of Penang Island, Malaysia using Geographic Information System (GIS) and remote sensing data. Landslide locations in the study area were identified from interpretations of aerial photographs and field surveys. Topographical/geological data and satellite images were collected and processed using GIS and image processing tools. There are ten landslide inducing parameters which are considered for landslide hazard analysis. These parameters are topographic slope, aspect, curvature and distance from drainage, all derived from the topographic database; geology and distance from lineament, derived from the geologic database; landuse from Landsat satellite images; soil from the soil database; precipitation amount, derived from the rainfall database; and the vegetation index value from SPOT satellite images. Landslide susceptibility was analyzed using landslide-occurrence factors employing the probability-frequency ratio model. The results of the analysis were verified using the landslide location data and compared with the probabilistic model. The accuracy observed was 80.03%. The qualitative landslide hazard analysis was carried out using the frequency ratio model through the map overlay analysis in GIS environment. The accuracy of hazard map was 86.41%. Further, risk analysis was done by studying the landslide hazard map and damageable objects at risk. This information could be used to estimate the risk to population, property and existing infrastructure like transportation network.     

三维城市地质信息平台

三维城市地质信息平台综合利用GIS、数字地质、现代数据库、计算机网络等技术,对研究范围的基础地质、水文地质、工程地质、环境地质、地面沉降、地球物理、地球化学、遥感、灾害地质等多专业的地质信息和成果进行集成和综合,实现对地质信息管理、更新维护、检索查询、分析评价、三维地质模拟和成果显示,在此基础上对城市地表与地下空间结构组织与空间资源、地质灾害、地下水资源与地质环境保护、地面沉降监测与防治、城市规划与建设、土地质量与后备资源等进行分析评价和预测模拟。     

钻孔资料管理和自动成图技术研究

本文系统介绍了根据铀矿勘查生产和科研需求建立钻孔数据库的方法 ,对钻孔数据库的结构和功能进行了详细描述 ,同时也介绍了通过数据库接口对钻孔数据库进行自动成图的技术方法 ,并且在GIS平台中成功地实现了柱状图的全自动绘制和剖面图半自动绘制。该系统的建立极大地提高了生产和科研效率。     

地质科学在自然灾害综合研究中的作用

各种自然灾害的发生、发展和时空分布都不是孤立的，而是相互耦合从而形成一个统一的自然灾害系统。自然灾害系统是地球整体系统的一个组成部分。地球系统科学研究的基础和中坚是地质科学，因此地质科学在自然灾害综合研究中有着重要的地位。目前的研究表明：自然灾害系统的形成机制与分布，受到了地壳运动、地质作用和地质构造格局的控制，同时地球下垫面的状况又可以制约自然灾害的孕育、活动和能量释放过程。因此，对和自然灾害的发生有着密切关系的各种地质条件进行深入研究，是自然灾害综合研究的基础，也是进行自然灾害综合预报的基础。     

矿产资源勘查与评价学科发展动态--记第五届国际矿产资源学术讨论会

随着计算机价格的不断降低和性能的不断改进,形成了一些资源远景分析,矿产资源定量评价以及相应的风险评价的新方法。以美国,澳大利亚,等国家的研究成果为代表,主要表现地质与风险分析,矿产资源勘查评价的三维可视化与ＧＩＳ的结合以及勘查决策的技术等方面,三维地质模型,ＧＩＳ,遥感和可视化针会进一步深入发展,使得大量提取的地质信息有效应用于矿产－资源－经济联合评价中。