一种基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台的制作方法

1.本发明涉及城市地质信息领域，尤其涉及一种基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台。


背景技术：

2.城市地质信息指城市地质的性质和特征。主要是指城市地质的物质组成、结构、构造、发育历史等，包括城市地质的物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系，城市地质信息的变迁史以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。
3.现有技术中，有对城市地质数据进行处理的问题，比如申请号201911143534.9公开的一种城市规划建设的大地质数据应用平台，该文件包括核心平台服务器以及均与其连接的后台管理模块、数据应用模块、数据存储模块和数据录入单元；数据应用模块包括项目综合单元、项目方案单元以及项目分析单元；数据存储模块包括资料数据单元、项目数据单元以及图形数据单元。该文件创建建筑项目时，仅需要输入关键数据及校准数据，即可以得到项目纲要文档和预算；该文件根据现在城市地质数据及项目数据需要，得到场地三维可视化效果，显示建设时的细节数据效果；可使用客户自愿将自己项目数据上传，以达到城市地质数据的收集及更大化的共享。
4.但是该文件无法对空中、地上、地表、地下三维信息进行一体化管理与显示，无法形成三维空间信息，而且，由于随着城市的不断发展和建设，也随着环境不断的变迁，地质数据也在不断的变化，这会产生大量的地质数据，该文件仅仅是将地质数据进行存储和数据录入，无法保证数据库内容的准确性和可靠性，进而影响对地质数据使用分析的可靠性。还无法对三维模型属性维护进行有效的更新，进而影响对地质数据的有效利用，无法满足利用的城市地质数据库，全面、快速、准确地掌握城市水文、工程地质结构、地下空间、地下管网等情况。


技术实现要素：

5.本发明提供一种基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，平台对三维模型属性维护进行有效的更新，进而影响对地质数据的有效利用，满足利用的城市地质数据库，全面、快速、准确地掌握城市水文、工程地质结构、地下空间、地下管网等情况。
6.平台包括：数据收集模块、数据处理模块、数据库构建模块以及数据可视化处理模块；数据收集模块用于获取地质数据；数据库构建模块用于根据地质数据类型，构建不同类型的数据层数据库，来储存地质数据；其中数据层数据库包括：原始数据层数据库、基础数据层数据库以及成果数据层数据库；数据处理模块用于解析获取的地质数据类型，并划分到相应的数据层数据库进行储存；还基于用户输入的控制指令，对地质数据进行增删改查；数据可视化处理模块用于构建数据模型一体化单元、数据管理一体化单元、数据可视化单元以及开发集成一体化单元，实现二维、三维一体化可视处理；还支持平台对空中、地上、地表、地下三维信息进行一体化管理与显示，实现多维时空信息的全共享。
7.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
8.本发明提供的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台利用现代数据库技术、gis技术、三维可视化技术及大数据云计算技术，设计并开发出一个集基础地理、基础地质、工程地质、水文地质、环境地质、地下空间开发利用、地下管网等多专业、多参数立体地质数据输入、管理、可视化及其分析评价为一体，功能全面、性能稳定的城市地质信息化平台。
9.基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台围绕城市规划建设与发展对地质资源、地质环境的需求，系统收集已有资料基础上，通过多种勘查技术手段与方法，建立城市地质信息平台，从而满足地质调查数据管理、分析、评价的多方面需求，实现城市地质数据，全面、有效、便捷、快速管理，形成可持续更新、良性循环和可高效利用的城市地质数据库，全面、快速、准确地掌握城市水文、工程地质结构、地下空间、地下管网等情况，为专业技术人员提供一个综合化、智能化、规范化的工具平台，为政府决策、城市建设等提供地质科学依据，为公众信息需求提供一个基础服务平台，提升城市科学发展和管理水平，更好的促进城市经济社会全面协调发展。
10.本发明还通过开发或引进三维数据管理和可视化技术，建立城市地质数据处理平台，全面系统地整合城市地质资料，实现多源、异构、海量地质数据的统一管理，构建城市基础地质数据库，提供城市各类地质数据的可视化处理与专业分析、规范处理，同时具有面向专业人员的查询、检索的基础信息服务，为城市规划、建设与管理工作提供三维可视化的地质信息平台。
11.平台针对城市地质数据专业广、来源多、结构不一、不同期次的特征，系统采用空间数据仓库技术，并针对性地提供包括原始分层数据标准化处理、异构地质数据录入与导入、数据一致性检查及更新维护等系列工具，降低建库难度，提高建库效率，实现对多源、异构城市地质数据的一体化组织与管理。本发明实现城市地质空间数据、属性数据一体化的组织管理，采用先进的控制表映射技术、界面自动生成等技术，便于随着地质调查工作的深入，扩展地质专业数据内容以及功能。借助混合数据库存储管理机制，提供完整的文件数据(文档、表格、图片、视频等)的管理方案，实现空间数据和非空间数据的分布式存储管理。
12.本发明基于城市三维地质建模，大大提升城市地质调查成果的表达方式，提高城市地质资源环境的评价预测能力，二三维分析评价系统对全市多维度多专题的二维专业图件、三维模型进行集成展示与分析，打造透明城市的可视化窗口。本发明还以b/s模式运行，为社会公众提供城市地质基础信息、地质科普、地质与国土资源结合成果共享、地质互动等服务。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台示意图；
15.图2为全空间真三维一体化展示效果图；
16.图3为地上下全空间模型集成展示效果图。
具体实施方式
17.随着gis应用不断深入，人们越来越希望从真三维空间来处理问题。三维gis正在越来越广的领域发挥其重要作用。本发明提供的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台是对空中、地上、地表、地下三维信息进行一体化管理与显示，完整表达了三维空间信息，实现多维时空信息的全共享。
18.空中：模拟表达地球表面大气圈中发生的多种时空对象，共享气象数据、航空飞行、卫星运行、环境模拟等三维可视化的信息。
19.地上：高效地表达地表地上的实体信息，如建筑、路网、树木等，构建了逼真高效的三维地上场景。
20.地表：地形分析与遥感处理相结合，涵盖了地形走向、地震地灾、防汛抗旱等地表的制作显示共享分析使用过程，为空中、地上、地下提供共享基面，打通了地上、地下一体化场景融合的难题。
21.地下：全面地下空间信息建模与分析技术，实现了地质体、矿体、地下隧道巷道、地下建筑、地铁、地下管线等多种建模，共享地层构造信息、矿区整体信息、城市地下复杂地质信息，为建立巨型立体数字城市提供了支撑。
22.对空中、地上、地表、地下三维信息进行一体化管理与显示，完整表达了三维空间信息，实现多维时空信息的全共享。集成展示全空间地上地下一体化三维模型，使得地上景观模型、地下地质结构模型、地下管线模型、地铁模型、地下水流动模型进行一体化的集成展示。支持地上地下三维模型无缝对接展示。将建好的地上建筑物模型、植被模型、水体模型与数字高程模型和地下三维地质模型、地下管道模型、地铁模型进行叠加显示，也就是bim模型、倾斜摄影模型、3dmax模型、地下管线模型、三维地质结构模型的集成展示，达到地上地下一体化的展示。
23.如图1是本发明提供的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的模块而非按照实际实施时的模块数目及功能，其实际实施时各模块的功能、数量及作用可为一种随意的改变，且其模块的功能和用途也可能更为复杂。
24.基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台应用于一个或者多个终端机中，所述终端机是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、数字处理器(digital signal processor，dsp)、嵌入式设备等。
25.本发明实施例中描述的终端机旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本技术实施例的实现。典型的。
26.终端机的操作系统平台选择windows server 2012，客户端操作系统选择windows 10。系统在运行时会使用和产生大量的数据，因此，系统需要使用一个成熟、强大的数据库
管理系统来有效的管理这些数据。考虑到空间数据管理能力、对海量数据存储的支持能力等技术优势，采用mysql数据库作为系统数据库平台。采用第四代地理信息系统mapgis 10基础平台。mapgis 10具有很好兼容window系列操作系统环境的特性，能与arc/info、mapinfo、autocad方便地进行数据转换，并通过mapgis平台独有的空间数据引擎，实现空间数据在mysql数据库中的高效存储和管理。
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.请参阅图1至图3所示是一具体实施例中基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台示意图，平台包括：数据收集模块、数据处理模块、数据库构建模块以及数据可视化处理模块；
29.数据收集模块用于获取地质数据；
30.数据收集模块收集的原始资料包括三大类：
31.第一类为图形资料，主要为与建立基础图形数据库和成果数据相关的纸质图、已数字化的图形数据、已建立的数据库资料。
32.第二类为文字资料，包括报告、野外原始记录卡片、记录本，主要用于基础图形数据库的属性填写。
33.第三类为在地质勘查中采用仪器或采样观测所获得的具有点空间特征的数据，它包括地球物理、地球化学数据、钻孔数据、试验数据，它主要为点空间数据库所包含的数据。同时要求数据源的精度、质量符合规范要求。对较老的资料进行现势性更新，从而保证数据库内容的准确性和可靠性。
34.数据库构建模块用于根据地质数据类型，构建不同类型的数据层数据库，来储存地质数据；
35.对于本发明的数据层来讲，由平台运行所需的数据资源及信息资源库组成，汇聚了经过标准化处理的基础地理数据、基础地质数据、水工环数据、遥感影像、物化探数据、城市地质数据、矿产地质数据、地质灾害数据、旅游地质数据、地热资源数据、大众地质科普资源等，逻辑上分为基础类数据、专业类数据、管理类数据、文档资料类数据等，物理上包括元数据、空间数据、属性数据、地质文档资料数据及其它集成数据等。为应用系统提供统一的、权威的数据支撑，构成济南市城市地质数据库。数据库实现数据的更新、编辑、查询展示等数据管理维护，提供统计分析功能，维护统一的数据目录。
36.本发明面向地质专业人员、政府决策人员和社会公众提供各类应用，具体包括城市地质数据管理与维护系统、城市地质二三维分析评价系统、社会化与共享服务子系统、城市地质政府决策支持子系统。
37.其中数据层数据库包括：原始数据层数据库、基础数据层数据库以及成果数据层数据库。
38.原始数据层数据库中存放两类资料数据，原始勘查资料及图文数据。原始勘查资料数据包括各类钻孔卡片中的野外现场描述、深井档案、各种测试数据、动态监测数据以及地球物理、地球化学勘查中获取的原始资料，该层数据是作为资料保存不允许进行更改的
数据，这类数据表现为原始数据表形式。建库前先要对原始资料进行归档分类，然后再按不同的分类录入到数据库中。
39.基础数据层数据库储存基础测试分析数据、工程地质数据、图文数据、矢量格式数据、影像数据库以及地理数据等等。
40.基础测试分析数据具体包括基岩钻孔及第四纪钻孔野外地层描述及测试数据，如基岩钻孔的岩矿鉴定数据参数，化学分析数据，岩石分析数据，第四纪钻孔数据。
41.工程地质数据包括工程地质普查或详查钻孔的野外分层及测试试验数据。随着城市大规模建设的开展，积累的工程勘察数据越来越多，渐渐成为工程地质原始数据的主体。
42.图文数据主要是指专业相关的文字报告、文档、数据文件、图片、视频文件。
43.基础数据层根据城市地质工作的特点，将城市地质分为地理数据、区域地质、第四纪地质、水文地质、工程地质、海洋地质、地质灾害、环境地质、地球化学、地球物理多个专题，具体数据组织如下：
44.地理数据一般分为矢量格式数据和影像格式数据，针对不同格式的地理数据分别提供相应的数据入库、整理工具。
45.矢量格式数据主要包括：城市地形线，交通线，行政区划界线，居民点分布图，区域气候区划图，区域地貌区划图，城市土地利用现状图，城市土地利用远景规划图。这些基础地理数据以矢量图件的格式存在，可以直接转为gis系统中的点、线、面文件来存贮管理。矢量数据需要支持多比例尺数据建库，以适应系统分级显示对地理底图的要求。
46.影像数据库实际上是一个影像库集合，其中包括航片和卫片数据，一般不同来源的影像存储在不同的影像库里。这些影像资料在入库之前一般为jpeg、tiff或其他格式，每幅影像带有一个坐标文件。利用gis平台的影像处理功能可以将其转换为gis格式的影像文件，并且在文件中存储坐标文件中的数据，然后进行相应的入库工作。此外，影像数据还应与地理底图需要采用相同的坐标参照系，以便于地理数据建库与数据展示。
47.区域地质调查中所指的区域地质，是指某一范围较大的地区(例如某一地质单元、构造带或图幅内)的岩石、地层、构造、地貌、水文地质、矿产及地壳运动和发展历史。
48.基础数据层数据库中储存的第四纪地质包括：修正和补充后的第四纪钻孔原始测试数据和描述信息、第四纪钻孔基本情况表、第四纪钻孔分层情况表、第四纪钻孔各类测试结果情况表、第四纪地质图、第四纪岩性古地理图、第四纪钻孔柱状图、第四纪钻孔剖面图、第四纪地层等值线图及相关文字报告。
49.基础数据层数据库中水文地质数据包括：修正和补充后的水文地质钻孔、井的原始测试数据和描述信息、水文地质钻孔、生产井、观测井、标组分层情况表、水文地质层整体分层描述表、地下水水位变化情况图、地下水各含水层开采强度分布图、地下水各含水层富水性及导水系数分布图、地下水各含水层水质及矿化度图、地下水各含水层化学类型图、水文地质钻孔成果柱状图、水文地质剖面图及相关文字报告。
50.基础数据层数据库中工程地质数据包括：修正和补充后的工程地质钻孔原始测试数据和描述信息、区域地基土层划分表(标准分层)、工程地质钻孔分层情况表、工程地质钻孔分布图、工程地质钻孔柱状图、工程地质剖面以及地层等值线图及相关原始记录、照片视频、文档报告资料。其它专题如地质灾害、环境地质、浅层地热能、地球化学地球物理数据也应按照专业分门别类。
51.成果数据层数据库包含系统生成的、用户制作的各类成果资料，主要数据内容如下：
52.系统自动生成的各个专业的等值线、专题图；各个专业综合评价结果；三维地质结构模型；三维模型分析结果；用户制作的各类专题图件、专题评价图件、各类分区图。
53.上述三类数据层数据库的处理流程为：
54.1、将收集到的各种原始勘察资料入库；
55.2、按照国家标准、行业标准或本项目中制定的标准进行标准化处理，将处理后的数据作为后续分析评价的基础数据存入基础数据层数据库中；
56.3、利用钻孔资料、地质图、地形图、剖面图多元信息进行多源数据耦合三维建模，建立钻孔实体模型、三维地质结构模型、三维地质属性模型；
57.4、提取分析评价需要的二维基础数据和三维地质模型数据，并在模型数据库中评价模型的支持下，进行综合分析评价。分析评价包括常规分析评价(即传统二维方式的分析评价)及三维分析评价，常规分析评价主要根据基础数据完成查询统计、图件生成、常规专业分析功能，三维分析评价则将各种三维模型进行集成显示和分析。生成的分析评价结果存入成果资料数据库；
58.5、将模型数据、成果数据进行共享与发布服务。
59.本发明的数据处理模块用于解析获取的地质数据类型，并划分到相应的数据层数据库进行储存；还基于用户输入的控制指令，对地质数据进行增删改查；
60.具体来讲，数据处理模块对收集的数据都要经过预处理，主要包括现势性更新、资料整理、投影变换。
61.现势性更新：作为数据源的资料，尤其是地形图，在数字化前进行现势性更新，使之尽可能反映城市现势情况。
62.资料整理：用作数据源的钻孔、实验数据、监测数据、统计数据资料在录入前进行整理，使其适应城市地质调查数据库的录入要求。
63.投影转换：由于选择的数据源来自不同的坐标体系，需要投影变换到数据库要求的坐标系统中。
64.数据转换：选择的数据源有不同的数据格式，需用转换成数据库系统统一的gis格式。
65.系统库替换：选择的数据源来自不同的项目，所用得系统库也不尽相同，要替换成项目统一的系统库。
66.另外对于三维建模数据还需要结合三维地质建模对数据精度和一致性的要求，按一定的规则对钻孔、剖面、地质图进行数据概化和融合处理，为建立工程地质模型、基岩—第四纪地质模型以及水文地质模型奠定基础，并与地质调查收集到的其他模型数据进行集成。包括数据结构化处理、统一坐标、添加必要属性、数据转换、有效性检查及不同地质数据的地质一致性解释处理工作。
67.数据处理模块还涉及对非gis格式电子化数据的转换。其中遥感影像数据转换的方式为支持mapgis专有的影像文件格式(*.msi)与常用的各种影像数据格式文件(如tiff，geotiff，raw，bmp，jpeg，jpeg2000)的输入、输出转换，以及其他格式类型影像文件如hdf4文件与msi文件的转换。同时系统提供日志记录导入(导出)过程中出现的问题，以便用户进
行检查。
68.矢量数据格式转换步骤与遥感影像的区别是矢量数据存放在要素数据集中。系统以gis格式的矢量数据为基础，支持其他格式的矢量数据(如mif、e00、shp、dxf)导入、导出。通过将其他格式数据导入，经过编辑处理后再导出为其他格式数据，实现不同格式的矢量数据之间相互转换，根据选择的数据格式的不同，可以设置不同的导入、导出参数，并设置子图库和符号库，转换的过程中系统自动检查数据命名是否合法，并提供自动修改命名的功能。
69.纸质图件数据处理的方式是将纸质资料成果形成gis格式的点、线、面文件后，按照有关技术要求进行专业图层剥离，将空间实体赋予内部属性形成图层信息文件的过程。
70.图件扫描的处理方式是着重考虑数据源图件的折叠情况、图廓边边长、图廓对角线长度，如果超过建库指南规定误差，对原图件作处理(如加大湿度或脱湿处理)工作后，然后进行图件的扫描。扫描采用灰度扫描，分辨率在300dpi以上。同时要检查光栅文件图廓边边长、图廓对角线长度、坐标网线间距精度参数，如果超过规定误差，则要进行重新扫描。然而由于受地图本身精度和数字化过程人为因素的影响，利用工程扫描仪处理后的图形精度难以符合gis系统精度的需求，这就需要根据实际资料对数字化结果进行校正，该过程可在平台中进行。
71.矢量化的处理方式是读图，即根据图件所反映的信息，综合城市地质信息，进行图层的设计，据此进行图元的分层矢量化。数字化的时候，要严格遵循建库指南规则流程进行。
72.点图元矢量化：依据栅格文件上点的位置进行录入。对有坐标的点采取坐标点自动生成的方法。
73.线图元矢量化：按数字化的顺序、方向，逐条在栅格文件上进行跟踪矢量化；图形数字化的时候不可重复录入且不可丢失图层，因而在矢量化时需要添加其他图层要素的图层时，也先将要添加要素的图层拷贝到当前图层来，改变其线参数后删除无关的线条。
74.区文件拓扑处理：为了保证精度，首先设置结点搜索半径为10-5mm，点最小距离为10-5mm。拓扑之前，要检查弧段空间关系的错误并予以处理。拓扑完毕后，要检查区与弧段的套合情况，尤其是在弧段拐点处，若是套合不上，就要检查原因并予以纠正。最后依据技术要求的图例参数进行图元编辑，进行打印输出，并采用自检、互检、抽检质量监督手段，修改错误。
75.属性录入的方式是建立主要视具体的图层来建立结构。在缺省的数据结构下，根据建库指南中所设定的字段进行添加，基本就可以满足本项目的需求。数据的录入可以直接在gis平台中进行；利用“根据参数/属性赋属性”的办法进行批量赋属性；利用excel软件，实现数据的批量录入，并以id码为关键字实现属性的挂接。图元编码：内部属性结构的定义。
76.还涉及坐标处理，是对整理好的图件数据进行坐标处理，由于收集的数据源可能来自不同的坐标体系，需要投影变换到数据库统一的标准坐标系统中。
77.数据处理模块可以将处理后的数据导入到数据库。具体的讲，经过数字化处理的图件和原有格式的空间数据，可以直接使用城市地质信息管理与服务系统带有的平台进行导入和管理。整个gis空间数据库以hdf文件格式存储，包含地图库、影像库、矢量文件。gdb
管理器将图件数据的各类图元分为多种类型，如：要素类、对象类、注记类、修饰类、动态类、栅格数据集、元数据库、地图集，相对应的数据格式分别向相应的类型中导入。
78.数据可视化处理模块用于构建数据模型一体化单元、数据管理一体化单元、数据可视化单元以及开发集成一体化单元，实现二维、三维一体化可视处理；还支持平台对空中、地上、地表、地下三维信息进行一体化管理与显示，实现多维时空信息的全共享。
79.需要说明的是，二维模型和三维模型不论在数据结构还是在建模流程上都有很大的不同，再加上gis系统里有很多功能都是基于二维开发的。所以，二维数据与三维数据不论是在建模、数据管理，还是在数据可视化以及数据集成等方面都没有做到很好的统一，导致二维和三维在相似的应用上做重复开发。为此，平台从最基础的数据模型、数据管理、数据可视化以及开发集成四个方面，实现了基于数据中心的二、三维一体化管理策略。
80.数据模型一体化是从要素模型的概念上对二维数据模型、三维数据模型进行统一表达，使得二、三维数据能采用统一的概念进行管理；数据管理一体化是以分类的概念将空间数据库以统一的要素类、要素数据集进行一体化管理；数据可视化是将二维显示与三维显示以统一的视图展现，使得建模效果更加突出二三维的综合显示应用；应用开发集成一体化是借助数据中心技术，在不涉及数据本身差异的前提下，以中间件技术为基础的插件管理方式，屏蔽二三维应用差异，集成二维和三维应用功能。
81.基于数据处理平台的二、三维一体化的管理策略，改变了以往二维和三维数据分别处理的局面，使得二、三维在数据模型、数据管理、数据可视化和数据集成等层面上无区别的对待，真正实现了二、三维空间数据在深层次上的应用。借助数据中心技术，在不涉及数据本身差异的前提下，以中间件技术为基础的插件管理方式，屏蔽二三维数据差异，集成二三维空间数据，在逻辑上以空间数据的概念进行统一管理，并统一规范了数据存储、可视化和分析应用等处理流程。
82.本发明针对浏览器端对三维地质模型的渲染调用需求，自定义了针对多端应用的m3d三维数据交换格式，对海量三维数据进行网格划分与分层组织，采用流式传输模式，实现了三维数据的高效解析和渲染。
83.通过m3d数据格式，实现了高压缩比，流式传输的高效网络传输模式；按数据分布特征进行精细网格划分的多级lod模型；全面支持无插件三维客户端，保证webgl无缝融合；支持单体化查询、支持高亮选择、支持修改对象颜色、批量修改对象可见性；桌面端、浏览器端、移动端的一体化应用模式的五大特性。同时支持将地质体，管线，景观模型，osgb等多种数据转换成m3d，极大的提高数据显示效率。基于m3d数据格式，从服务端数据服务发布，到多种客户端加载应用，形成了一套完整的b/s应用解决方案。
84.本发明为了解决如果有多个用户同时发出多个请求调用web服务，这些线程都将被占用，必然会影响运行效率的问题，本发明采用异步调用，当服务器需要较长时间来处理客户端的数据请求时，该调用线程会及时返回，服务器会将所需调用的方法置于一个新线程上运行，并在后台执行而不影响调用方法的其他行为。当上一个请求服务完成后，服务器会以某种消息方式通知客户端该线程请求处理己经完成，并将数据返回给客户端，客户端在接受到数据后进行可视化绘制管理。
85.本发明的实施例中，由于地质工作的不断进行和城市建设的发展，不断有新的地质调查资料和工程勘察资料形成，须使新的数据不断进入数据库中。
86.对于地理数据及地质成果图件类数据，需要将旧的数据保存到历史数据库中，再以新的数据替换现势库中的地理数据。对于文档、图件、模型数据，则需要将现有数据与已有数据进行比较，对于资料缺乏的地方，则增加新的数据，对于资料已经比较丰富的地区，需要根据规则进行筛选，然后进行更新或增加。对于动态监测数据，已经记录其数据采集时间，则可直接增加到现势数据库中。
87.具体来讲，数据处理平台还包括：数据维护与更新模块。数据库构建模块还构建历史数据库。
88.数据维护与更新模块用于对于地理数据及地质成果图件类数据进行更新，将旧的数据保存到历史数据库中，再以新的数据替换现势库中的地理数据。还对空间数据进行维护更新，对地质数据的属性数据进行维护更新，对三维模型进行维护更新，对三维模型属性维护进行更新，对纹理进行更新。
89.对三维模型进行维护更新方式包括：对于地表地形及各类地质曲面，当建模数据更新时采用重建的方法建立新的模型。对于工程地质地层模型依靠钻孔数据采用动态、自动建模生成的三维地质模型，当建模数据更新时采用重建的方法建立新的模型。对于水文地质具有层序规律采用以剖面为主的多源数据耦合层状地质体自动建模生成的三维地质模型，当二维剖面数据更新时，先通过二维剖面转三维剖面功能重建立体剖面，然后再基于立体剖面重建三维模型，当只有立体剖面或其他约束数据更新时，重建三维模型。对于第四系地层模型采用基于单元格“分区-拼接”交互式建模方法建立的三维地质体结构模型，通过系统提供的三维交互编辑工具修改单元格内的地质界线、地质界面和特征点或添加新的数据，之后重构块体模型，通过以单元格为单位的局部更新实现模型维护更新。对三维模型属性维护进行更新方式包括：系统提供对模型要素属性编辑修改的功能，通过该功能实现三维模型自有属性的维护更新，通过有关数据库有关属性表的维护更新实现三维模型关联属性的更新。
90.对纹理进行更新方式包括：系统支持制定纹理文件方式的动态贴图功能，用户可通过编辑、替换纹理文件进行纹理维护更新。
91.根据本技术的实施例，数据处理模块包括：二维目录树管理与可视化展示单元、二维数据查询单元、二维数据统计单元、建筑物周围钻孔数量统计单元、钻孔柱状图生成单元、地质剖面图生成及辅助工具以及平面图生成与编辑模块。
92.二维目录树管理与可视化展示单元用于向用户提供在二维目录树上添加不同类型的业务数据节点，并显示不同比例尺的城市地质调查区遥感影像、地理底图、地质图等矢量图件，显示不同专业钻孔及属性点位数据，目录树支持便捷的节点的移动、分组、重命名操作。
93.二维数据查询单元用于提供相关信息的通用查询、单击查询，矢量图件的信息查询。支持根据专题点位的属性信息和空间位置进行筛选查询。并支持查询后的数据导出、信息统计、格网密度查询和相关联的柱状图显示查询功能。
94.二维数据查询单元提供包括点查询、线路查询、多边形查询、矩形查询、圆查询、行政区域查询等多种空间查询方式。查询范围输入方式为在地理底图和(或)地质图上采用点选、画线、矩形、圆、不规则多边形、行政区域等工具指定查询范围。
95.查询结果表现方式：系统显示出所查询范围内符合要求的对象属性列表，并利用
图形和属性的对应关系，进一步在图上用指定的显示方式(如高亮色)定位绘出结果点位。如果多个专业的点位数据同时打开，这种查询方式可一次性查询出指定范围内多个专业的勘探点信息，并以选项卡的方式显示，双击选中的勘探点基本信息记录可查询勘探点的其它详细信息，也可在查询结果中进行数据统计分析。查询结果输出方式为excel格式文件。
96.二维数据统计单元还支持根据专题点位的属性信息和空间位置进行筛选查询，系统能够按照钻孔编码、钻孔深度、孔口标高和钻孔级别等筛选条件对数据库中的钻孔数据进行查询检索，并支持查询后的数据导出、信息统计、格网密度查询和相关联的柱状图显示查询功能。
97.二维数据统计单元用于向用户提供设定统计类型、统计指标、统计信息的操作窗口，并根据设定的参数生成统计图的功能。按统计图生成顺序列出设置数据源、设置分段字段、设置统计字段功能。
98.建筑物周围钻孔数量统计单元支持对建筑物区文件周围的钻孔数量进行统计。
99.建筑物周围钻孔数量统计单元可以使用户查询的建筑物区文件、工程地质钻孔图层均添加至目录树。在统计界面中分别选择“建筑物区”，查询数据为“工程地质钻孔”，图层选择为建筑物区中“建筑物名称”字段，缓冲半径用户可自定义，示例选择为0m。在视图中鼠标交互选择查询范围，将需查询的建筑物区用鼠标交互进行拉框选择。系统会弹出钻孔数量统计的对话框，统计结果选择“建筑物名称”，钻孔总数即为所选建筑物区文件包含的钻孔数量。
100.钻孔柱状图生成单元用于根据用户选择的钻孔和预先制作好的模板，自动生成各专业钻孔柱状图。用户使用柱状图模板生成器、柱状图宏配置器工具进行柱状图模板的生成，并支持编辑的撤销与重做。图道的多级组合、分段比例尺。图头、图尾表格的强化，支持列向合并、文本显示格式方面的强化、交互编辑操作的改进。支持方便的图道外部二次开发，实现图道的插件式加载以及柱状图自身功能的扩展，降低扩充新图道时的开发量。
101.根据用户选择的钻孔和预先制作好的模板(系统可以根据数据库快速创建模板)，自动生成各专业钻孔柱状图，除实现传统的钻孔柱状图的图面灵活编辑功能外，将编辑功能进行完善，更加符合使用习惯，使用户能够用最短的时间得到需要的柱状图，另外，用户可以使用柱状图模板生成器、柱状图宏配置器工具进行柱状图模板的生成，方便同一类专业数据快速出图主要包括：支持编辑的撤销与重做。图道的多级组合、分段比例尺。图头、图尾表格的强化，支持列向合并、文本显示格式方面的强化、交互编辑操作的改进。支持方便的图道外部二次开发，实现图道的插件式加载以及柱状图自身功能的扩展，降低扩充新图道时的开发量。
102.地质剖面图生成及辅助工具提供基于钻孔数据及设定的地层连接方式自动生成剖面图的功能，并且对生成的剖面图进行添加及删除钻孔、添加及编辑断层线、破碎带、图例、责任表、二维剖面转三维、导出成mapgis 67、mapgis hdf或图片格式操作。
103.本发明涉及的剖面图作为地质专业图，不仅可以辅助工作人员形象、直观、准确的了解地层地质结构，而且可以为后续进一步的建立城市调查研究区基岩模型、第四纪地质模式、水文模型提供重要的参考条件和数据源信息。系统提供基于钻孔数据及设定的地层连接方式自动生成剖面图的功能，并且可以对生成的剖面图进行添加及删除钻孔、添加及编辑断层线、破碎带、图例、责任表、二维剖面转三维、导出成mapgis 67、mapgis hdf或图片
格式等操作。
104.因此，在系统设计中，剖面图出图功能将以钻孔数据为基础，提供多种方式读取所需钻孔数据绘制剖面图。在绘制的过程中，将同时支持添加包括地表数据、基岩面数据、平面断层数据、地貌分区、地层顶板板等高线gis矢量数据进行约束控制。
105.另外，根据需求，在地层线绘制过程中，为了提高剖面图的绘制效率，系统将提供手动连接和自动连接地层线功能，帮助用户很快的生成剖面图。系统将系统点、线、区编辑功能进行集成，并提供分层点、地层分界点的智能捕捉功能，支持专业操作人员方便、快捷、专业的生成地质剖面图。剖面图生成之后，可修改成图参数，查询钻孔信息，进行地层属性统计，可添加或删除钻孔重新生成剖面图，支持手动添加断层、拖动地层线调整断距，或调整地层线，删除地层线辅助编辑功能。支持使用所有图形编辑绘制功能和打印输出，生成的剖面图支持导入三维建模，使得三维和二维功能保持统一，完善系统的统一流程。
106.平面图生成与编辑模块用于支持用户生成与编辑专业的平面地质图，包括钻孔点位分布图、钻孔地层厚度/埋深等值线图、钻孔地层分布图、水位等深线图，以及从数据库中选择字段生成等值线图。
107.平面图生成与编辑模块用于支持用户生成与编辑专业的平面地质图，包括钻孔点位分布图、钻孔地层厚度/埋深等值线图、钻孔地层分布图、水位等深线图，以及从数据库中选择字段生成等值线图。
108.系统提供等值线图生成的综合模块，通过插件式的管理加载不同的原始数据，按照用户需求得到不同类型的等值线，对生成的等值线可进行编辑与保存，以满足出图的需要。
109.在自动生成等值线图的同时，能够自动剔除区域内某地层缺失区域，生成考虑地层缺失区、其他的空洞区域数据、断层数据、剖面数据、外边界约束数据约束条件的等值线。根据数据库中个专业的数值型数据，系统支持生成钻孔指定层位等厚线图、地球化学异常等值线图、地球化学类型分区图、地下水位等深线图类型的等值线图。
110.1、钻孔地层等值线图生成。根据钻孔数据自动生成指定范围内的地层等值线图。包括：层顶埋深等值线图、层底埋深等值线图、层厚等值线图。
111.2、水文地质等值线图生成。可根据地下水调查数据及相关水质分析成果数据，生成指定区域地下水量变化曲线图及自动生成指定范围内的水文地质等值线图。
112.地球化学等值线图生成、可根据土壤和水体的环境地球化学调查数据，生成指定区域内单元素/组合元素地球化学异常等值线图的制作功能。
113.系统提供钻孔点位分布图、地球物理平面图等平面图的生成与编辑，生成的平面图均可叠加于地理底图之上进行显示，还可将生成结果保存为工程文件。
114.本发明的实施例中，数据处理模块还包括：基于钻孔的层状地质体快速建模模块、产状下推建模模块、三维交互建模模块、基于交叉剖面的分区拼接交互建模模块、三维地形及曲面建模模块、三维属性建模模块、分区拼接交互建模模块、三维地形及曲面建模模块以及地质体属性空间分布建模模块。
115.基于钻孔的层状地质体快速建模模块用于采用所有地层界面共用的网格模板来构建各个地层面，再根据建模范围和精度要求生成地形网格基础上，从基础数据库中可提取钻孔点位和分层信息叠加等值线数据生成地层面强约束点，从剖面中提取有关地层边界
线信息，基于地形网格应用这两类数据进行插值计算构造各地层面模型，最后根据地层之间的叠覆关系等地质信息生成地层实体模型，同时，对于地表模型可添加地形约束，构建出真实地形地貌单元的地质模型。对建立完的地质模型，不断的添加各种约束数据，指定约束数据的影响范围，对地质模型进行反复的重构更新，从而表现真实的地质形态。
116.本发明针对地质调查过程中产生的地质钻孔、地质剖面、高程点、基岩埋深等值线、基岩出露区、基岩出露区等高线多源地质数据，系统提供一系列的建模工具，辅助用户快速构建地质三维结构模型，包括基于具有标准层序剖面的地质体自动建模、基于复杂地质体的半自动交互建模，用户可根据实际数据情况及建模精度要求选择合适的建模方法。
117.对于工程地质、水文地质等简单层状地质体，基于钻孔的层状地质体快速建模模块将采用“钻孔-剖面/等值线-地层实体”构模的整体建模思路，采用所有地层界面共用的网格模板来构建各个地层面，再根据建模范围和精度(网格间距)要求生成地形网格基础上，从基础数据库中可提取钻孔点位和分层信息叠加等值线数据生成地层面强约束点，从剖面中提取有关地层边界线信息，基于地形网格应用这两类数据进行插值计算构造各地层面模型，最后根据地层之间的叠覆关系等地质信息生成地层实体模型，同时，对于地表模型可添加地形约束，构建出真实地形地貌单元的地质模型。对建立完的地质模型，可以不断的添加各种约束数据，指定约束数据的影响范围，对地质模型进行反复的重构更新，从而更精确的去表现真实的地质形态。
118.这种建模方法需在建模范围内整理出一套一致的、宏观上的、具有固定层序的地层划分方案。采用这一方法一般可通过钻孔数据直接建立三维地层模型，对于地质情况比较复杂的区域，如包含夹层、尖灭、透镜体等特殊地质现象的区域，可通过补充剖面、地层平面分布图(用于确定地层边界和地层面起伏变化情况)和设置参数等方式干预建模。
119.实际应用时对于特定的建模区域，可能会有数目众多的钻孔，这些钻孔能够提供的信息包括各个钻孔的位置(地理坐标)、钻孔的类型以及地层的分层信息等。考虑到某些类型的钻孔分布较密，大范围甚至整个城市范围内建模时所使用的钻孔数量巨大，不仅会大大降低建模效率，也不利于对模型的分析研究，这时可考虑将钻孔按照一定的网度进行分级，当进行建模时按照建模范围的面积大小(可事先定义一个标准)计算所使用的钻孔级别，然后再提取相应级别的钻孔数据用于建模。
120.此外，在进行城市三维地层建模时由于建模范围、研究目的的不同，无须每次都按照划分最精细的地层数据建立模型，而应该由用户根据需要自行选择地层精细程度。为此，需要用户在整理钻孔、剖面等建模数据时将地层按照研究精细程度不同划分为不同的级别，用于建立不同精细程度地层的三维模型。
121.产状下推建模模块是利用基岩地质图、基岩埋深等值线数据建立起反映建模区域内地层、断层、褶皱构造的三维地质结构模型。利用建立的模型进行平面或折面剖切出剖面，然后根据专家对该区域地质的认识，对切割的剖面进行修改，修改后的剖面依然加入的模型中，来约束模型的建立。
122.产状下推建模模块是利用基岩地质图、基岩埋深等值线等数据建立起反映建模区域内地层、断层、褶皱构造的三维地质结构模型。
123.约束剖面会在建模过程中被约束进去，使得建模更加精确。在实际填图工作中，如果开始只有实际材料图和prb数据，就可以直接利用这些数据进行产状推断建模。在后期工
作中，可能又测得该区域的多条剖面，此时我们可以在产状推断建模的过程中加入剖面约束，使该区域的模型更加精细。利用我们建立的模型进行平面或折面剖切出剖面，然后根据专家对该区域地质的认识，对切割的剖面进行修改，修改后的剖面依然可以加入的模型中，来约束模型的建立。
124.全区推断法：对于几个相邻区域的地质界线的产状，这些相邻区域的产状都需要参与推断。
125.老地层推断法：对于几个相邻区域的地质界线的产状，只有这些区域中最老的地层的产状参与推断。
126.全部产状点：进行产状推断时，未知产状值的地质界线的产状需要由它周围的所有产状点的产状推算出来。
127.最近产状点：进行产状推断时，未知产状值的地质界线的产状直接取离它最近的已知产状点的产状值。
128.处理第四系：由于第四系的地层是堆积覆盖而成，没有对应的产状信息，不能进行产状建模。勾选处理第四系即不对第四系地层进行建模，不勾选处理第四系，则第四系会进行建模(使用上面的第四系建模方法进行构建模型)。
129.约束剖面：勾选之后可以进行剖面约束建模。
130.三维交互建模模块基于建模人员通过人机交互的方式得到地质规则专家经验地质信息，三维交互建模模块连接多条三维地质剖面上对应地层的特征点，构建出地层面和断层面的边界轮廓线。再用封闭的面的轮廓线构建断层面模型和地层面模型。再根据断层面和地层面构建出封闭的地质体模型。
131.三维交互建模模块是一种半自动建模方法，由建模人员通过人机交互的方式提供地质规则专家经验地质等需要主观经验的工作，由计算机进行数学计算。三维交互建模的核心是“点——线——面——体”的从低维到高维的“升维”半自动人机交互式建模过程。第一步是连接多条三维地质剖面上对应地层的特征点，构建出地层面和断层面的边界轮廓线。第二步是用这些封闭的面的轮廓线构建断层面模型和地层面模型。第三步是根据断层面和地层面构建出封闭的地质体模型。
132.建模过程中可以加入地形、地质图和钻孔数据进行约束。建模基本思路为：利用建模区域内多条交叉剖面将空间分割成多个单元格，建模人员利用单个单元格内一系列闭合轮廓线建立起曲面片，确定该单元格内所有地质体的空间几何形态，形成一个单元格地质块，最后将每个单元格的地质块进行合并形成完整的地质体模型，能够清晰表达地层、断层、煤层、采空区等地质体。
133.分区拼接交互建模模块基于交叉剖面，将建模空间分割为多个单元格，然后分别对每个单元格进行构模，在每个单元格的建模过程中，基于每条剖面线所隐含的地质信息，提出基于地质规则的辅助线添加及剪断方法，而后利用剪断后的辅助线和剖面线实现地质子面的自动、快速构建。
134.分区拼接交互建模模块采用“分而自治”的思想将建模空间分割为多个单元格，然后分别对每个单元格进行构模，在每个单元格的建模过程中，基于每条剖面线所隐含的地质信息，提出基于地质规则的辅助线添加及剪断方法，而后利用剪断后的辅助线和剖面线实现地质子面的自动、快速构建。并且公共面在建模中只生成一次并被上/下地质体共用，
采用这种方式可以保证模型的几何、拓扑的一致性。然后针对复杂的地质情况，给出交互式构建地质界面的思路及方法。
135.三维地形及曲面建模模块用于构建三维曲面、构建与分析基础地形，对基础地质、地理图、遥感影像、dem等数据的收集结果的三维建模显示。对于扫描图片的二维栅格数据，采用基于视觉特性与自适应技术的模型简化算法，根据距离视点的远近变化实时生成自适应性地表模型。
136.三维地形及曲面建模模块用于构建三维曲面、构建与分析基础地形，对基础地质、地理图、遥感影像、dem等数据的收集结果的三维建模显示。在三维可视化需求方面，能够在三维场景中，通过指定高程值或者高程面，与其他数据进行一体化显示。对于扫描图片的二维栅格数据，采用基于视觉特性与自适应技术的模型(lod)简化算法，根据距离视点的远近变化实时生成自适应性地表模型。
137.地质体属性空间分布建模模块用于对地质体内物理、化学属性值和其它地质参数(如孔隙度、贮水率、渗透系数、化学元素含量等)的三维空间分布规则化进行建模。支持解析指定的地球物理、地球化学数据公开或者自定义明码格式，进行地球物理、地球化学数据的读入。
138.地质体属性空间分布建模模块用于对地质体内物理、化学属性值和其它地质参数(如孔隙度、贮水率、渗透系数、化学元素含量等)的三维空间分布规则化进行建模。地质体属性空间分布建模模块支持解析指定的地球物理(如地震、航磁)、地球化学数据公开或者自定义明码格式，进行地球物理、地球化学数据的读入，其数据类型主要是.cbs离散点数据。
139.地质体属性空间分布建模模块支持包括属性模型范围约束、动态剖切及查询、二三维剖面生成、局部属性值修改、根据属性改属性、属性挂接、三维缓冲等多项空间分析功能，用于规范评价属性因子，调整属性模型空间关系，为属性模型通用评价做数据准备
140.针对不同类型的属性样品数据，提供多种建模方法，如距离反比插值及克里格相关的插值等。管线建模导入支持.obj、.3ds格式的地下管线模型的导入与展示。
141.本发明的实施例中，数据可视化处理模块包括：三维目录树管理与可视化展示单元、三维基础操作单元、多视图漫游展示单元以及三维曲面动态预演单元。
142.三维目录树管理与可视化展示单元支持在三维目录树上添加不同的业务数据节点，包括三维专题点、地形、地质模型、属性体、三维矢量数据。
143.三维基础操作单元实现模型的移动、旋转、缩放、飞入、跳出操作。
144.三维基础操作单元实现模型的移动、旋转、缩放、飞入、跳出等操作。并增加一些小工具如：模型爆炸显示、坐标网格显示、包围格显示、模型透明度设置、三维图例显示、模型纹理统改，使三维模型的表达更加直观、丰富。
145.多视图漫游展示单元用于以地形数据作为约束边界，实现双视图漫游、多视图漫游、固定路径漫游、三维地上、三维地下动态双屏显示，实现二维视图、三维地下视图、三维地上视图视图的动态双屏显示。
146.多视图漫游展示单元用于以地形数据作为约束边界，实现双视图漫游、多视图漫游、固定路径漫游、三维地上、三维地下动态双屏显示，实现二维视图、三维地下视图、三维地上视图视图的动态双屏显示。
147.三维曲面动态预演单元支持利用四维时序功能，在原有静态模型显示的基础上，在时间维上通过时态演变动态的对模型进行分析，创建大规模数据量的三维曲面模型，支持多重三维曲面模型动态预演。
148.三维曲面动态预演单元支持利用丰富的四维时序功能，在原有静态模型显示的基础上，充分挖掘模型在时间维上的表达手段，通过时态演变动态的对模型进行分析，创建大规模数据量的三维曲面模型，支持多重三维曲面模型动态预演。例如可以通过多年地下水监测数据，构建不同历史时期的地下水水位曲面，实现地下水动态预演。进行历年的水位分析等。
149.除了对模拟的多曲面模型进行动态演示外，用户可以得到模型上某点处的水位、沉降量等曲线图，也可以得到多个点的水位曲线图。
150.本发明的实施例中，数据处理模块还包括：三维基础分析单元、三维模型拾取单元、三维地质体切割分析单元、三维地形分析单元、三维属性模型分析单元、图例及注记单元以及模型材质编辑模块。
151.三维基础分析模块提供三维模型基础分析工具，包括三维放大镜、计算模型面积和体积、地层模型厚度计算、模型距离量算。
152.三维模型拾取单元用于对地层模型、钻孔模型、属性模型、剖面模型进行拾取查询，并用列表的方式罗列出模型所带的属性。
153.三维模型拾取单元可完成对地层模型、钻孔模型、属性模型、剖面模型的拾取查询，对于切割后的模型，正在演示的隧道模型都能进行拾取，并用列表的方式罗列出模型所带的属性，使得模型的拾取操作无处不在。除了地层和钻孔基本信息的拾取，还可以拾取单个地层的地层信息。
154.三维地质体切割分析单元用于对模型进行切割及分析，包括体体切割、剖面切割、隧道切割、沿钻孔切割、封闭折线切割、动态剖切，剖切后的模型进行保存。模型按x、y、z三个方向或者沿折线路径进行切割。
155.三维地质体切割分析单元提供丰富多样的模型切割及分析工具，包括体体切割(外部模型与地质体模型、地质体模型互相切割)、剖面切割、隧道切割、沿钻孔切割、封闭折线切割、动态剖切，帮助用户更加清晰的了解地质体内部构造通过剖切，可以更真实的获取模型内部的组织情况，剖切后的模型可以进行保存。系统能将模型按x、y、z三个方向或者沿折线路径进行切割。
156.下面以折线切割为例：首先选择切割方式，如“x轴垂直”，支持添加多条剖面，选中其中一条剖面，可在切割轴线处调整剖面位置，“y轴垂直”和“z轴水平”操作相同。若选择“折线切割”，则用鼠标交互输入折线路径，也可以导入一个已有的线文件，如地铁线路文件等，可勾选切割线延伸使切割线延伸至模型外：切割完后，切割的结果会自动挂接到目录树下，关闭原地质体模型即可看到切割的剖面。
157.三维地形分析单元用于提供多种地形分析工具，包括地形单点地形参数查询、距离量测、面积量测、坡度坡向分析、洪水淹没分析、日照分析、可视域分析、两点通视性判断、填挖方计算。
158.单点地形参数查询提供了对某一区域的地形坡向坡度及三维坐标值查询的功能。
159.距离量算提供了对地形上任意两点之间的表面距离量算的功能，提供地表距离、
水平距离、直接距离、垂直距离四种距离测量。
160.面积量测功能提供了对地形上圆形或多边形面积的计算。
161.坡度坡向分析提供了对某一区域的地形坡度、坡向进行分析的功能。在坡度坡向分析界面中选择计算方式，有坡度、坡向两种。本发明设置研究区范围可选择一个区文件，也可以直接在场景中的地形上鼠标交互选择区域。设置文件的保存路径，系统会自动进行坡度分析，坡度分析的结果会自动挂接到目录树下在二维视窗中显示坡度分析的结果。
162.洪水淹没演示提供了对某一区域发生洪水时的淹没程度的分析功能。本发明进行了参数设置，包括指定淹没高度和透明度的设置。区获取方式可以选择一个区文件，也可以直接鼠标交互选择一个区范围。区域选择完成，系统将自行计算出在该高度洪水水位时，用默认的蓝色表示被洪水淹没的范围。可以设置一个路径，可以将分析结果进行保存。保存的结果会自动挂到目录树上，点击预览即可查看。
163.日照分析是模拟太阳的照射效果，可以设定太阳的高度角、方位角等参数，在三维地形模型上模拟太阳照射的光影效果。进行时区参数及其他参数设置后，可以在地形上模拟太阳照射的光影效果。
164.可视域分析可以计算某一观测点在某一分析区域内，区域的可见性，即视域分析。设置观察点，在三维地形模型上点击，该点上会出现一个小红旗。该点即为选择的观察点，系统会自动显示观察点的高度。在地形上选取一块区域，该区域即为要分析的区域，选取分析区后，系统自动以不同的颜色表示观察点在区域的可视区域与不可视区域。
165.两点通视性判断可以判断地形上两点是否直接通视可见，选择两点后，系统将根据观察点同目标点的地形信息，判断计算出这两点是否通视可见，并以三维标注的形式显示。
166.填挖方计算提供了对某一区域根据指定平整面高度计算填挖的范围与体积功能，在填挖方计算界面中可对各区域颜色、平整高程等信息进行设置。参数设置好后，在地形上拉出需要计算的区域，系统将自行计算出区域海拔范围及面积值。
167.三维属性模型分析单元用于提供属性值单点查询、属性值过滤、模型切割可视化分析功能。
168.属性值过滤功能支持的过滤样式包括：大于等于、小于等于、等于、不等于、总不过滤模式，过滤值的控制支持直接输入及动作条拖动，还支持透明效果设置功能。
169.属性模型可视化分析功能提供属性值单点查询、属性值过滤、模型切割等可视化分析功能。
170.三维属性模型分析单元支持多种过滤样式：大于(等于)、小于(等于)、等于、不等于、总不过滤等几种模式，过滤值的控制支持直接输入及动作条拖动。支持透明效果设置功能。
171.模型剖切功能支持对模型在x、y、z三个方向上的动态及静态切割，以供用户从多个角度详细了解属性模型内部属性数据信息。同时支持属性模型切割和切片模型切割。
172.模型透明度设置可供用户从外部观察属性模型内部的信息，对具体的专业模型有各自默认的透明度设置。此外，还允许利用鼠标拾取模型上的点，实时获取该点的空间坐标及属性值。
173.图例及注记单元用于支持显示三维模型的图例，选择图例展示的字段，将三维图
例直接显示在场景中。
174.模型材质编辑模块支持根据标准地层定义的颜色和纹理信息修改地质模型的材质，并支持大幅贴图，提供模型真实纹理材质的贴图分辨率。
175.选择模型的属性，如选择地层编码，系统会按照模型的地层编码列出分类，选择要修改地层编码对应的真实材质、填充色及纹理显示比表格即可选择用户想要的模型材质及填充色即可完成对模型纹理的统改。
176.本发明的后台管理包括组织机构配置、功能权限设置、服务资源共享权限设置。组织机构配置：门户系统提供完备的资源管理能力，管理员可以对门户中各类资源进行统一运维管理，还可以配置组织结构，分配不同的部门管理员，在门户中管理各自部门的资源。包括部门管理、用户管理、角色管理等功能，实现对部门、用户、角色统一管理，增加、删除、修改和查询等操作。功能权限设置：各部门管理员根据部门内部用户业务角色不同，赋予不同的功能模块权限。
177.资源共享权限设置：门户系统具有服务各类资源共享能力，支持的共享范围包括：私有、公开、指定群组、指定用户四种共享资源的方式。支持对指定用户/群组授权进行共享，如设置指定用户/群组可查看、可编辑。将资源共享给指定用户/群组后，指定用户/组内成员即可查看、协同编辑资源，实现资源的实时维护、更新，提高各类资源的利用率。门户系统支持对多源服务进行统一的权限控制能力，提供了对注册的多源服务进行代理功能，隐藏原始服务地址，从而在门户级别实现对多源服务的统一权限控制。
178.在本发明的实施例中，可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。
179.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，其特征在于，包括：数据收集模块、数据处理模块、数据库构建模块以及数据可视化处理模块；数据收集模块用于获取地质数据；数据库构建模块用于根据地质数据类型，构建不同类型的数据层数据库，来储存地质数据；其中数据层数据库包括：原始数据层数据库、基础数据层数据库以及成果数据层数据库；数据处理模块用于解析获取的地质数据类型，并划分到相应的数据层数据库进行储存；还基于用户输入的控制指令，对地质数据进行增删改查；数据可视化处理模块用于构建数据模型一体化单元、数据管理一体化单元、数据可视化单元以及开发集成一体化单元，实现二维、三维一体化可视处理；还支持平台对空中、地上、地表、地下三维信息进行一体化管理与显示，实现多维时空信息的全共享。2.根据权利要求1所述的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，其特征在于，数据模型一体化单元用于从要素模型的概念上对二维数据模型、三维数据模型进行统一表达，使得二、三维数据能采用统一的概念进行管理；数据管理一体化单元用于以分类的概念将空间数据库以统一的要素类、要素数据集进行一体化管理；数据可视化单元用于将二维显示与三维显示以统一的视图展现；开发集成一体化单元用于以插件管理方式，屏蔽二三维应用差异，集成二维和三维应用功能。3.根据权利要求1所述的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，其特征在于，数据可视化处理模块还用于通过m3d数据格式，实现了高压缩比，流式传输的网络传输模式；按数据分布特征进行网格划分的多级lod模型；支持无插件三维客户端，支持webgl无缝融合；支持单体化查询、支持高亮选择、支持修改对象颜色、批量修改对象可见性；基于桌面端、浏览器端、移动端的一体化应用模式的五大特性；数据处理模块支持将地质体，管线，景观模型，osgb数据转换成m3d功能，基于m3d数据格式，从服务端数据服务发布，到多种客户端加载应用，形成了b/s应用解决方案。4.根据权利要求1所述的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，其特征在于，原始数据层用于存放原始勘查资料及图文数据；原始勘查资料包括：基础测试分析数据、原始勘查工程地质数据、各类钻孔卡片中的野外现场描述、深井档案、各种测试数据、动态监测数据以及地球物理、地球化学勘查中获取的原始资料，原始数据层作为资料保存不允许进行更改的数据；数据处理模块对原始资料进行归档分类，然后再按不同的分类录入到数据库中；数据处理模块在基础数据层数据库中，根据城市地质工作的特点，将城市地质分为地理数据、区域地质、第四纪地质、水文地质、工程地质、海洋地质、地质灾害、环境地质、地球化学、地球物理多个数据类型；成果数据层数据库包括：系统生成的、用户制作的各类成果资料；数据内容包括：系统自动生成的各个专业的等值线、专题图；各个专业综合评价结果；三维地质结构模型；三维
模型分析结果；用户制作的各类专题图件、专题评价图件、各类分区图。5.根据权利要求4所述的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，其特征在于，数据处理模块用于对地质数据的处理流程为：将收集到的各种原始勘察资料入库；进行标准化处理，将处理后的数据作为后续分析评价的基础数据存入基础数据库中；利用钻孔资料、地质图、地形图、剖面图多元信息进行多源数据耦合三维建模，建立钻孔实体模型、三维地质结构模型、三维地质属性模型；提取分析评价需要的二维基础数据和三维地质模型数据，并在模型数据库中评价模型的支持下，进行综合分析评价；分析评价包括常规分析评价及三维分析评价，常规分析评价根据基础数据完成查询统计、图件生成、常规专业分析功能，三维分析评价则将各种三维模型进行集成显示和分析；生成的分析评价结果存入成果资料数据库；将模型数据、成果数据进行共享与发布服务。6.根据权利要求1所述的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，其特征在于，还包括：数据维护与更新模块；数据库构建模块还构建历史数据库；数据维护与更新模块用于对于地理数据及地质成果图件类数据进行更新，将旧的数据保存到历史数据库中，再以新的数据替换现势库中的地理数据；还对空间数据进行维护更新，对地质数据的属性数据进行维护更新，对三维模型进行维护更新，对三维模型属性维护进行更新，对纹理进行更新；对三维模型进行维护更新方式包括：对于地表地形及各类地质曲面，当建模数据更新时采用重建的方法建立新的模型；对于工程地质地层模型依靠钻孔数据采用动态、自动建模生成的三维地质模型，当建模数据更新时采用重建的方法建立新的模型；对于水文地质具有层序规律采用以剖面为主的多源数据耦合层状地质体自动建模生成的三维地质模型，当二维剖面数据更新时，先通过二维剖面转三维剖面功能重建立体剖面，然后再基于立体剖面重建三维模型，当只有立体剖面或其他约束数据更新时，重建三维模型；对于第四系地层模型采用基于单元格“分区-拼接”交互式建模方法建立的三维地质体结构模型，通过系统提供的三维交互编辑工具修改单元格内的地质界线、地质界面和特征点或添加新的数据，之后重构块体模型，通过以单元格为单位的局部更新实现模型维护更新；对三维模型属性维护进行更新方式包括：系统提供对模型要素属性编辑修改的功能，通过该功能实现三维模型自有属性的维护更新，通过有关数据库有关属性表的维护更新实现三维模型关联属性的更新；对纹理进行更新方式包括：系统支持制定纹理文件方式的动态贴图功能，用户可通过编辑、替换纹理文件进行纹理维护更新。7.根据权利要求1所述的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，其特征在于，数据处理模块包括：二维目录树管理与可视化展示单元、二维数据查询单元、二维数据
统计单元、建筑物周围钻孔数量统计单元、钻孔柱状图生成单元、地质剖面图生成及辅助工具以及平面图生成与编辑模块；二维目录树管理与可视化展示单元用于向用户提供在二维目录树上添加不同类型的业务数据节点，并显示不同比例尺的城市地质调查区遥感影像、地理底图、地质图等矢量图件，显示不同专业钻孔及属性点位数据，目录树支持便捷的节点的移动、分组、重命名操作；二维数据查询单元用于提供相关信息的通用查询、单击查询，矢量图件的信息查询；支持根据专题点位的属性信息和空间位置进行筛选查询；并支持查询后的数据导出、信息统计、格网密度查询和相关联的柱状图显示查询功能；二维数据统计单元用于向用户提供设定统计类型、统计指标、统计信息的操作窗口，并根据设定的参数生成统计图的功能；按统计图生成顺序列出设置数据源、设置分段字段、设置统计字段功能；建筑物周围钻孔数量统计单元支持对建筑物区文件周围的钻孔数量进行统计；钻孔柱状图生成单元用于根据用户选择的钻孔和预先制作好的模板，自动生成各专业钻孔柱状图；用户使用柱状图模板生成器、柱状图宏配置器工具进行柱状图模板的生成，并支持编辑的撤销与重做；图道的多级组合、分段比例尺；图头、图尾表格的强化，支持列向合并、文本显示格式方面的强化、交互编辑操作的改进；支持方便的图道外部二次开发，实现图道的插件式加载以及柱状图自身功能的扩展，降低扩充新图道时的开发量；地质剖面图生成及辅助工具提供基于钻孔数据及设定的地层连接方式自动生成剖面图的功能，并且对生成的剖面图进行添加及删除钻孔、添加及编辑断层线、破碎带、图例、责任表、二维剖面转三维、导出图片格式操作；平面图生成与编辑模块用于支持用户生成与编辑专业的平面地质图，包括钻孔点位分布图、钻孔地层厚度/埋深等值线图、钻孔地层分布图、水位等深线图，以及从数据库中选择字段生成等值线图。8.根据权利要求1所述的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，其特征在于，数据处理模块还包括：基于钻孔的层状地质体快速建模模块、产状下推建模模块、三维交互建模模块、基于交叉剖面的分区拼接交互建模模块、三维地形及曲面建模模块、三维属性建模模块、分区拼接交互建模模块、三维地形及曲面建模模块以及地质体属性空间分布建模模块；基于钻孔的层状地质体快速建模模块用于采用所有地层界面共用的网格模板来构建各个地层面，再根据建模范围和精度要求生成地形网格基础上，从基础数据库中可提取钻孔点位和分层信息叠加等值线数据生成地层面强约束点，从剖面中提取有关地层边界线信息，基于地形网格应用这两类数据进行插值计算构造各地层面模型，最后根据地层之间的叠覆关系地质信息生成地层实体模型，同时，对于地表模型可添加地形约束，构建出真实地形地貌单元的地质模型；对建立完的地质模型，不断的添加各种约束数据，指定约束数据的影响范围，对地质模型进行反复的重构更新，从而表现真实的地质形态；产状下推建模模块是利用基岩地质图、基岩埋深等值线数据建立起反映建模区域内地层、断层、褶皱构造的三维地质结构模型；利用建立的模型进行平面或折面剖切出剖面，然后根据专家对该区域地质的认识，对切割的剖面进行修改，修改后的剖面依然加入的模型中，来约束模型的建立；
三维交互建模模块基于建模人员通过人机交互的方式得到地质规则专家经验地质信息，三维交互建模模块连接多条三维地质剖面上对应地层的特征点，构建出地层面和断层面的边界轮廓线；再用封闭的面的轮廓线构建断层面模型和地层面模型；再根据断层面和地层面构建出封闭的地质体模型；分区拼接交互建模模块基于交叉剖面，将建模空间分割为多个单元格，然后分别对每个单元格进行构模，在每个单元格的建模过程中，基于每条剖面线所隐含的地质信息，提出基于地质规则的辅助线添加及剪断方法，而后利用剪断后的辅助线和剖面线实现地质子面的自动、快速构建；三维地形及曲面建模模块用于构建三维曲面、构建与分析基础地形，对基础地质、地理图、遥感影像、dem数据的收集结果的三维建模显示；对于扫描图片的二维栅格数据，采用基于视觉特性与自适应技术的模型简化算法，根据距离视点的远近变化实时生成自适应性地表模型；地质体属性空间分布建模模块用于对地质体内物理、化学属性值和其它地质参数的三维空间分布规则化进行建模；支持解析指定的地球物理、地球化学数据公开或者自定义明码格式，进行地球物理、地球化学数据的读入。9.根据权利要求1所述的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，其特征在于，数据可视化处理模块包括：三维目录树管理与可视化展示单元、三维基础操作单元、多视图漫游展示单元以及三维曲面动态预演单元；三维目录树管理与可视化展示单元支持在三维目录树上添加不同的业务数据节点，包括三维专题点、地形、地质模型、属性体、三维矢量数据；三维基础操作单元实现模型的移动、旋转、缩放、飞入、跳出操作；多视图漫游展示单元用于以地形数据作为约束边界，实现双视图漫游、多视图漫游、固定路径漫游、三维地上、三维地下动态双屏显示，实现二维视图、三维地下视图、三维地上视图视图的动态双屏显示；三维曲面动态预演单元支持利用四维时序功能，在原有静态模型显示的基础上，在时间维上通过时态演变动态的对模型进行分析，创建大规模数据量的三维曲面模型，支持多重三维曲面模型动态预演。10.根据权利要求1所述的基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，其特征在于，数据处理模块还包括：三维基础分析单元、三维模型拾取单元、三维地质体切割分析单元、三维地形分析单元、三维属性模型分析单元、图例及注记单元以及模型材质编辑模块；三维基础分析模块提供三维模型基础分析工具，包括三维放大镜、计算模型面积和体积、地层模型厚度计算、模型距离量算；三维模型拾取单元用于对地层模型、钻孔模型、属性模型、剖面模型进行拾取查询，并用列表的方式罗列出模型所带的属性；三维地质体切割分析单元用于对模型进行切割及分析，包括体切割、剖面切割、隧道切割、沿钻孔切割、封闭折线切割、动态剖切，剖切后的模型进行保存；模型按x、y、z三个方向或者沿折线路径进行切割；三维地形分析单元用于提供多种地形分析工具，包括地形单点地形参数查询、距离量测、面积量测、坡度坡向分析、洪水淹没分析、日照分析、可视域分析、两点通视性判断、填挖
方计算；三维属性模型分析单元用于提供属性值单点查询、属性值过滤、模型切割可视化分析功能；属性值过滤功能支持的过滤样式包括：大于等于、小于等于、等于、不等于、总不过滤模式，过滤值的控制支持直接输入及动作条拖动，还支持透明效果设置功能；属性模型可视化分析功能提供属性值单点查询、属性值过滤、模型切割等可视化分析功能；图例及注记单元用于支持显示三维模型的图例，选择图例展示的字段，将三维图例直接显示在场景中；模型材质编辑模块支持根据标准地层定义的颜色和纹理信息修改地质模型的材质，并支持大幅贴图，提供模型真实纹理材质的贴图分辨率。

技术总结
本发明提供一种基于大数据云计算技术的城市地质数据处理平台，本发明涉及城市地质信息领域，数据收集模块用于获取地质数据；数据库构建模块用于根据地质数据类型，构建不同类型的数据层数据库，来储存地质数据；数据处理模块用于解析获取的地质数据类型，并划分到相应的数据层数据库进行储存；还基于用户输入的控制指令，对地质数据进行增删改查；数据可视化处理模块用于构建数据模型，实现二维、三维一体化可视处理；还支持平台对空中、地上、地表、地下三维信息进行一体化管理与显示，实现多维时空信息的全共享。平台提供一个综合化、智能化、规范化的工具平台，为用户提供地质科学依据，提升城市科学发展和管理水平。提升城市科学发展和管理水平。提升城市科学发展和管理水平。


技术研发人员：于峰 胡文奎 付英 张现军 刘含海 马敏 张振华 迟大恒 孙凤琴 王良龙 石劲一 李欣
受保护的技术使用者：济南市勘察测绘研究院
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/7/28