2021-J-76济南城区四维地质环境可视化信息系统平台建设项目.pdf

济南城区四维地质环境可视化信息系统平台建设项目 一、立项背景 济南市境内有众多泉水出露，被誉为“泉城” 。为引领城市发 展，改善交通拥堵和空气质量，以十三五规划为指引，在信息化、数 字化趋势下，本着保护泉水原则，提高工程建设效率、安全性，实现 指导轨道交通线网规划、泉水保护、服务地铁建设期及运营期等，形 象展示地铁建设与泉水保护的关系，用智慧的方法开展轨道交通建设， 构建四维地质环境可视化信息系统平台是具有必要性的。 二、资金来源 项目总投资 1642.80 万元，来源于济南轨道交通集团有限公司 自有资金。 三、建设概况 2018 年 6 月， 济南轨道交通集团有限公司启动项目立项工作， 工作范围为济南城区约 2000km2 地上地下空间，项目共整理入库报告 200 余份，地质钻孔 3 万余个，水位数据 30 万余条，各类试验数据 10 万余条，生产完成 2000km2DEM 和 DOM 瓦片数据、11.76km2 精细三 维模型、37.5km2 建筑体块模型、管线长度共 4112.6km。目前，项目 成果报告、系统平台已于 2020 年 8 月 13 日通过专家验收，质量为优 秀级，同时该项目形成省级地方标准 2 项，授权受理专利 7 项、软件 著作权 5 项，编写专著 1 部，发表高水平文章 20 篇，多次在全国学 术和技术培训会上交流推广。 四、整体设计、技术方法 济南城区四维地质环境可视化信息系统平台建设项目基于 GIS 基础平台，以济南城区地质环境数据库为数据基础，面向系统管理员、 专业技术人员、管理层和社会公众等，采用 C/S 与 B/S 相结合的架 构，搭建了地学数据管理与维护平台、济南城区四维建模与可视化平 台、决策服务平台、公共信息平台。同时基于系统平台建立地下三维 地质结构模型，实现地上景观（3ds） 、建筑物模型(3ds)、地下管线 模型、地铁模型（BIM） 、地下水流模型、地下水位模型等模型的融合， 实现地上、地下一体化展示。为济南轨道交通全域线网编制、规划设 计、施工建设和运营维护等各阶段工作提供决策支持。 本项目基于 2000 国家大地坐标系，综合应用数据库技术、三 维地质建模与可视化技术、数值模拟与数学模型分析评价技术等核心 技术，建立以空间数据库为基础的四维可视化信息系统，实现了多源、 异构、海量地理地质数据的规范处理和统一管理。项目组通过泉域边 界属性及地下水均衡变化规律研究，创新了“半自动交互、自动三维 地质建模方法”并融合了四维地质环境模型耦合技术，实现了泉域近 2000 平方公里的可更新高精度的四维地质环境耦合模型的构建工作。 项目通过计算机技术展示可视化、人机互动、动态变化的地理信息模 型，突破了 20 余种大规模模型构建在同一视窗下的耦合展示难题。 系统通过自动监测水位数据及形变参数，预测预报地下水流场变化趋 势和地铁建设运营安全，通过对城区规划、地表建构筑物分布等形象 智能化展示，有力指导轨道交通线网规划、建设规划、车站选址，实 现系统的全自动、实时监测预警和智能化快速决策功能。 五、实施过程、工程质量与运行情况 济南城区四维地质环境可视化信息系统平台建设项目在执行 过程中，运用量化管理思路对系统进行了持续改进，不断优化系统的 性能，为用户提供更好的产品和服务，同时建立了完善的系统安全保 障方案，确保系统使用的规范化管理和长期安全稳定运行。工程验收 时对系统平台质量进行了全面测试，各项指标均符合设计要求，系统 自 2019 年 8 月开始试运行，运行期间，各项功能符合需求，运行良 好、稳定。系统在多家单位进行了应用推广，在勘察、设计、施工等 工程中取得了良好的应用效果，促进了工程规划建设、地下水保护评 价的精准化、数字化，在地上地下空间开发利用取得了良好的经济效 益和社会效益。