迭代式地质建模工具：精准适配每一个地质建模场景

中地数码立足国家战略方向及地质行业数字化转型需求，基于国产自主可控MapGIS平台，研发出了集建模数据导入、数据处理、数据检查、模型构建、高效可视化、三维分析、成果输出于一体的MapGIS迭代式地质建模工具软件，经过十多年的技术积累和300余个地区地质建模实施工作的参与，系统总结提炼了超过十种的地质建模方法，包括钻孔自动建模、分区图自动建模、产状下推自动建模、剖面交互建模、剖面自动建模、岩性建模、矢栅一体建模等技术方法，用以满足各类复杂地质背景条件下的地质建模工作，那么不同的场景使用哪种建模方法才是最合适的，以下案例可以提供一定的参考。

场景一：特殊地质体模拟

在自然的地质结构中，有很多特殊的地质形态，如溶洞、孤石、不规则矿体等，以溶洞为例，由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同，受侵蚀的程度不同，逐渐被溶解分割成互不相依、形态各异的溶洞，如果需要精细刻画，普遍做法是深入溶洞内部进行测量，这一方式耗费巨大的成本，且部分溶洞由于未经开发，还不能进行内部测量。而我们可根据钻孔、剖面记录的空间点位、产状信息，采用岩性建模（隐式建模）方法，实现不规则地质体各向异性特征三维表达，既降低了模拟成本，也在原有用球模型对溶洞进行模拟的基础上对走向和形态进行了更贴近实际的刻画。

不规则溶洞模型效果图

场景二：隧道规划设计

如今的铁路、公路建设中，超深超长隧道越来越多，隧道工程成为了项目建设的关键控制性工程。隧道规划之前的重点工作就是摸清隧道路线的地质情况，要求可实现区域尺度、工程尺度、露头尺度等不同尺度的模拟再现。在某隧道的模拟过程中，我们根据其地质特征采用了多种方法融合的方式进行了模拟，主层采用分区图自动建模方法，解决年代地层的排序、大的地质构造走向等框架性问题，亚层采用岩性自动建模，解决岩性地层连接的多解性问题，其中亚层同时采用了厚度分配的大层约束机制，最终实现了不同尺度的精准刻画，为后续的隧道规划设计提供了基础的精准数据。

隧道场景地质建模效果图

场景三：“高新区”地上地下统一规划

各地政府大力推进“高新区”、“试验区”等新城区建设，这类城区在做空间规划时，强调地上下进行统一规划，这时，开展高精度三维地质建模，摸清区域地质的情况就尤为重要。在某“高新区”，由于地质模型要求精度较高，故采用了大比例尺（1:1000）的原始数据，地层划分非常精细，整体呈现大层重复倒序、小层繁多、穿插尖灭多等沉积韵律特征，分析后采用显性建模与隐式建模（岩性建模）相结合的建模方法，实现在大层固定层序约束下小层岩性复杂层序自动构建。对其进行真实凹凸纹理渲染，使其更逼真的展示地层层理与微观构造。基于该模型，打造了“地下地图”场景，为城市地质规划及安全风险防控提供数据要素保障。

某区高精度地层模型

场景四：市级大尺度规划

城市级地质情况摸底，好比给城市做了一次深层“CT”，在成都，我们就参与了这个“CT”体检工作，并基于成都城市地下空间资源分级情况构建了多个三维地质模型，类似多张不同尺度的“CT”片。针对城市范围内主城区第四系沉积层覆盖厚且工程地质钻孔数量多，而郊区基岩出露且钻孔数量少的实际情况，为提高建模效率，并充分利用原始数据、保障模型精度的基础上采用第四系部分自动建模与基岩部分交互建模相结合的方式构建全市尺度三维地质模型。

成都市市级地质模型效果图

其成果已在成都市国土空间规划、地下空间资源开发利用、综合防灾减灾、国土空间管制等领域得到实质性应用，为“数字成都”“透明成都”“平安成都”建设奠定了坚实的基础。

场景五：省级地质框架刻画

针对全省大工区基础地质三维模型构建场景，其主要难度在于数据标准化工作量大、数据专业化工作量大、全省模型构建难度与工作量大。在广州，为了构建全省的模型，我们采用了全省1:25万比例尺的地质图和地质专家绘制的全省两百多条深达2500米的深大地质剖面数据（断层同时进行分级处理），对超17万平方公里的范围，利用基于平行剖面自动建模方法构建了全省的三维模型（含分级断层模型），在从剖面到模型的过程中节省了大量的人力资源。此模型在跨市进行省级、国家级工程建设过程中都将成为基础的地质数据参考和数据底板。

省级三维地质模型效果图

场景六：地下空间评价

城市地下空间作为一个综合立体空间，涵盖地质，土壤，管线，地下水，地下构筑物等多类实体，各类实体的数据存在方式，空间形态特点和对资源量影响方式各不相同。如若需要构建一个地下空间的适宜性评价体系，必须首先解决各评价因子都在统一评价尺度下的问题。

某区天然极限单轴抗压强度模型效果图

以广深科技走廊为例，我们针对需要开展地下空间开发利用适宜性评价的规划区，将研究区范围内深度为100米的区域划分为近千万个网格，并结合地下各类实体对象的数据特点，然后将既有地下设施、基本农田、文物古迹、水库、垃圾填埋场、地质条件等众多因子解算到不同因子的网格模型中，最终使用多个网格模型基于地下空间地质环境承载力评价指标体系（三维）进行待评价区100米以浅的评价模型构建，最终将整个区域按承载力高中低和限制开发区划分成四类，为后续的地下空间开发利用奠定了坚实的数据基础。

广深科技走廊全区适宜性评价模型示意图

2024年2月，自然资源部印发《自然资源数字化治理能力提升总体方案》，方案中指出要完善全域全周期数据要素体系，持续丰富自然资源“一张图”数据资源，构建多层次、多维度、多类型国土空间实景数据，重点推进多尺度地质三维数据建设、矿山三维数据建设、城市地下三维数据建设，灵活的使用迭代式地质建模工具可以让地质建模工作更加精准和高效。未来，中地数码将在三维地质建模技术创新等方面继续取得突破，为实景三维中国、数字孪生场景建设提供有力支撑。