基于GIS的铁路地质灾害信息管理与预警预报系统

地质灾害对我国铁路建设及其正常运营所带来的负面影响日益显著,利用GIS技术对铁路地质灾害进行有效的管理与控制是减少灾害损失的一条重要途径。针对铁路地质灾害信息管理中数据的标准化、可视化、信息化和网络化的发展与要求,基于GIS技术构建的铁路地质灾害信息管理与预警预报系统实现了铁路地质灾害多源海量数据的统一存储与管理,集铁路灾害信息“数据采集-查询检索-预警预报-Web发布”功能于一体,具有较好的智能化与自动化能力。本文介绍了该系统的总体架构和功能特征,并详细讨论了系统实现中的三个关键问题:铁路地质灾害多源海量数据的采集与存储;铁路地质灾害分析评价与预警预报模型与GIS技术的耦合;铁路地质灾害信息Web发布系统的设计。该系统的最终实现及运行将对我国铁路部门减灾防灾产生重要的积极作用。

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。

城市三维地质信息系统建设统一过程方法与实践

在总结上海等城市三维地质调查项目"城市三维地质信息系统"建设经验基础上,借鉴Rational统一软件过程思想,提出了一种城市三维地质信息系统建设统一过程模型(UGIS-UP),给出了该统一过程的核心工作流、支持工作流,讨论了准备、实施等阶段的具体实施步骤,并以上海城市地质基础信息管理与服务系统研发为例进行了分析。UGIS-UP有效整合了数据收集整理、数据中心建设、三维地质建模、迭代式开发等工作流程及人员、项目管理、方法工具等要素,是一套有关城市三维地质信息系统交付、实现及有效项目管理的最佳实践方案,能够用于指导和规范相关系统建设,提升系统建设效率,降低风险。

地质灾害应急指挥信息系统的设计与实现

以计算机、GIS、数据库及网络技术为基础,以MapGIS IGServer网络开发平台为支撑平台,设计并开发了地质灾害应急指挥信息系统。该系统是面向省、市、县国土资源部门,集实时信息显示、气象预警、群测群防、监测预警、重大灾害管理、防灾预案、速报处理、应急调查、应急处置、应急会商等功能于一体的地质灾害防治领域的综合性系统,是地质灾害防灾减灾工作信息化的重要组成部分。实现了地质灾害信息管理服务和应急决策服务,为地质灾害防灾减灾提供了科学、有效的辅助决策支持。

WebGIS支持下的铁路地质灾害信息系统的构建

介绍了基于WebGIS技术构建的铁路地质灾害信息系统的总体结构与功能特征,讨论了系统实现中的几个关键问题。

国家地质空间信息网格结点计算池构架及其实现

本文针对网格虚拟和协同的核心技术问题,对组成国家地质空间信息网格平台的网格结点计算池的构架与机制、组成网格结点计算池的资源聚合器、元服务、智能服务引擎的概念及网格结点计算池的服务流程进行了讨论。该构架通过资源聚合器实现提供统一方式服务发现的接口、为资源虚拟化及空间数据的描述发现和集成提供支持;通过网格元服务技术,集合一组通过广域网连接起来的性质不同的服务(计算)资源,并作为一个单独的计算环境向用户提供计算服务的元服务;通过网格服务智能服务引擎,进行服务发现、异步通讯及元服务级的并行计算、均衡负载、生命周期管理、服务与资源绑定以及把门户中的用户管理、资源监控、网络安全、计费等功能组合和融合,实现了一个无状态服务和一个或多个有状态资源的关联的协同。目前已初步构建了国家地质空间信息网格,连通13个结点,并开始实际业务模式运行。实现了长江中下游有色金属成矿带和西南三江有色金属成矿带的在线分布式资源评价和华北平原地下水资源动态评价,取得了很好的实际运行效果。

基于MapGIS K9的武汉市旅游信息系统设计与开发

为了确保旅游市场信息的正确性和规范性,推动旅游市场信息的整合和共享,在为游客提供各类旅游资源的特点和现实状况的同时,赋予旅游区管理决策者更加科学的管理手段,必须对旅游市场信息进行科学、合理的存储和管理。在分析开发相关旅游信息系统的必要性的前提下,介绍了基于MapGIS K9平台的武汉市旅游信息系统的开发,包括该系统开发的目的、原则、总体结构和功能模块设计等。通过此系统的设计和实现,揭示了GIS技术在此领域应用的可行性和广阔前景。

中国矿产资源潜力评价集成数据库模型

中国矿产资源潜力评价专项研究范围涵盖成矿地质背景、成矿规律、矿产预测、重力、磁测、化探、遥感、自然重砂等专业领域,已形成了海量成果,数据量达TB级。研制与实现中国矿产资源潜力评价集成数据库模型,用于集成和管理这个国家基础性数据资源,是一项极具挑战性的任务;是构建矿产资源潜力评价技术平台的基础工作,用以整合基础数据与高层应用、贯通省级-大区-全国层次以及支撑不同尺度规模矿产资源潜力评价常态化工作。对开展国家基础性数据资源建设有指导作用和实际意义。

一种基于交叉剖面的地质模型构建方法

针对基于近似平行断面数据的建模方法的缺点,利用交叉地质剖面数据,提出了一种通过划分空间单元格的思路来构建地质结构模型的方法。该方法基于"分而自治"的思想,将复杂的整体的建模区域划分为单个单元格内的建模,待每个格子内的建模完成之后,采用相反的思路,将所有格子内的模型拼接起来形成最终的建模区域内的整体模型。

三维地质结构模型精度评估理论与误差修正方法研究

三维地质模型精度评估与误差修正问题已成为制约三维地质模拟技术深入发展应用的瓶颈。在综合国内外研究现状与发展趋势的基础上,提出了三维地质结构模型精度评估、误差检测、动态修正的总体研究框架。在模型精度评估方面,提出分别构建三维地质结构模型精度评估的一般理论模型、面向特定地质体的实际操作模型和地质结构构造不确定性的三维空间分布模型的研究思路,指出应重点研究地质实体自身特性、三维地质建模方法对三维地质结构模型精度的影响,解决由一般地质界面的内插误差和特殊地质体的外推误差引起的精度评估问题。在模型误差修正方面,提出基于建模初始数据的模型误差修正方法和基于建模中间结果的模型误差修正方法,在具体实现时,引入"数据-模型的可视化交互技术"。这些研究成果为建立一套完整的三维地质结构模型精度评估与误差修正的理论体系和方法体系奠定了基础,有助于完善复杂地质条件下三维地质模拟的方法与技术。

三维地质建模及应用实例

文章介绍了实体模型、场模型和混合模型三类空间数据模型及其相应的三维地质构模方法,列举了三维地质构模在矿产资源评价、城市地质、地下水资源评价方面的3个应用实例。在矿产资源评价中的应用是实体模型与场模型的集成,三维显示与检索采用实体模型,资源量估算和矿化分布预测采用场模型;在城市地质中的工程地质层状地质体建模采用多层DEM构模法,介绍了基于三维地层模型的剖切等应用分析;地下水资源评价中含水层组的三维建模采用剖面构模法,以水文地质剖面为建模数据源,辅以钻孔、含水层组底界埋深等值线、地表高程等值线等作为约束条件。

万维网地理信息系统的设计与实现

万维网地理信息系统（WebGis）是地理信息系统和万维网相结合的产物。文章 剖析WebGis的体系结构模型，提出了WebGis系统的整体开发方案，分析了WebGis的实现技术 ，并采用ASP组件技术，设计和实现了基于Browser/Server三层结构的WebGis。

一种含断层的复杂层状地质体三维自动构模方法研究

为了使复杂地质体建模过程趋向于自动化、简单化,在分析了复杂层状地质体的空间信息特征的基础上,提出了一种针对含断层的层状地质体的自动构建方法。该方法先对地质钻孔资料、地质报告图进行预处理,从而获得离散的数据点;然后选择基于表面模型的建模方法,根据从钻孔分层信息到剖面图再到地层面的建模流程,分别构建出地质体的顶、底两个地层表面模型;根据空间拓扑关系处理断层结构,将断层以两条首尾相连的约束线嵌入地面模型中;最后使用轮廓线拼接法生成侧面,将顶、底、侧面缝合成封闭的三维地层体模型。利用自主开发的三维可视化系统对该方法进行验证实现,并成功应用于山西省某煤田矿区的三维地质建模中,实践表明,该建模方法高效快速,自动化程度高,所构建的地质体模型表达复杂地质结构的效果良好。

基于线框架模型的三维地质断层结构模型及其构建技术

基于地质断层构造的特点,文中提出了一种适合三维断层模拟的数据模型——线框架模型,并基于该数据模型详细描述三维断层结构模型的构建方法,实现了从层面结构的地质模型向块体结构的地质模型进行自动转换的关键算法。线框架模型以方向线框架来表达地质模型的骨架,以方向TIN网来表达地质模型的血肉,具备地质断层结构模型所要表达的各种几何元素与拓扑关系。基于线框架模型的三维地质断层构模技术将地质界面之间的交切在地质界面三角网形成之前就进行处理,将面与面之间的切割操作简化为线与线之间的操作,这种方法不仅能有效地减轻断层地质体构模的复杂程度,而且可以将线与线之间的交线作为地质界面三角网构建时的约束边,从而有效地保证了地质界面之间交切关系的正确性。

建立地质-地球化学找矿模型——以西藏甲玛铜多金属矿床为例

区域地球化学定量预测是全国重要矿产资源潜力评价项目的组成部分之一。为了提高其预测结果的可信度,科学合理的地质-地球化学找矿模型是关键,也是地球化学找矿预测区圈定和资源量估算过程中相似类比的"标准样本"。在中国地球化学找矿模型历史沿革的基础上,提出了地质-地球化学找矿模型建立的基本思路、理论基础和主要内容。通过收集、整理、归纳西藏冈底斯成矿带甲玛"三位一体"(夕卡岩型-角岩型-斑岩型)铜多金属矿床的最新资料,构建了甲玛典型铜多金属矿床的地质-地球化学找矿模型。该模型由区域地质特征、矿床地质特征、矿床地球化学特征、地球化学异常特征、地质-地球化学特征、重要控矿因素6个方面组成。

“研究型学习”模式在研究型大学GIS专业人才教育中的探索

以中国地质大学(武汉)为例,针对"研究型学习"模式在研究型大学GIS专业人才教育中的应用进行研究和探索。介绍"研究型学习"模式概念的起源、中外学者的研究历史,强调"研究型学习"的内涵和特点,分析基于该模式的中国地质大学(武汉)GIS专业人才教育实践和探索的两个阶段,给出基于"研究型学习"的我国研究型大学GIS专业人才教育模式,并提出几个值得探讨的问题。

铀矿大数据综合管理信息平台设计与实现

为了对砂岩型铀矿钻孔数据及地质资料进行汇集整理,建设铀矿地质钻孔及勘查信息数据库,实现对钻孔资料的统一管理,提高钻孔地质资料集成应用的工作效率,面向实际应用需求,设计并实现了铀矿综合管理信息平台。提出了铀矿大数据平台基础设施、信息资源、应用服务、用户交互的4层架构,采用云计算虚拟化、分布式储存、并行计算等技术建立了铀矿大数据基础环境,提升了铀矿钻孔大数据集的统一存储管理和计算能力;实现了多源异构钻孔数据智能化抽取、高效率转换及快速装载的目标,提高了数据管理及集成应用的工作效率;基于并行计算技术,实现了钻孔数据进行快速三维可视化表达及多条件快速查询功能,为铀矿勘查、成果集成提供了数据基础和信息技术支撑。

基于GIS的城市地面沉降信息管理与预测系统研究

在分析3D GIS(地理处理系统)技术研究状况的基础上,详细讨论了基于GIS的城市地面沉降信息管理与预测系统的设计思路和功能、体系结构。提出了基于地下水抽汲的地面沉降计算模型的选择原则、基于混合数据模型的地面沉降信息三维建模、数据可视化流程及系统Web发布功能的3层体系结构等解决系统建设中难题的方案。

分类耦合式地理信息系统综合实验教学设计

针对现有高校课程实验教学中存在的内容零散、实验节点重叠及工程应用性弱的特点,以GIS综合实验为例,提出分类耦合式实验教学设计思想,在对课程实验节点进行分类模块化的基础上,通过设置"数据处理""基础建模"及"模型分析"3个针对不同应用能力需求的实验环节,耦合相关课程的实验节点,采用基于项目驱动的启发式教学法,培养学生在工程应用中发现和解决问题的能力,更有助于增强学生的专业认知度,为GIS及其相关课程的实验教学改革提供有益的借鉴。

基于地理信息系统的油气管道安全管理研究

在石油油气输出的过程中,可能遇到管道穿孔爆裂、管道水灾冲断等突发事故。为了能保证油气管道的安全运营,减少事故发生后的损失,提出基于GIS建立准确、实时、有效的油气管道安全管理系统。系统以B/S和C/S模式相结合方式运行,充分利用GIS的快速定位和空间分析功能,实现了基础管道数据管理,二维模拟预警监控,气体扩散范围分析,启动决策系统实施救援计划等功能。开发实例表明,基于GIS的油气管道安全管理系统为石油行业管理人员提供更深层次的信息安全,使安全管理更及时到位,同时为加强监督检查提供了重要的依据。