浅谈城市地质信息系统建设的必要性

翟代廷

摘 要：随着我国经济的飞速发展与城镇化建设进程的快速推进，信息化成为了时代发展的主流。对于地质行业而言，城市地质也成为地质工作新的阵地。在信息技术盛行的当下，基于三维GIS技术、三维可视化技术、数据库构建的城市信息平台已经成为当前许多国家地质工作的热点，也是发展趋势。本文将对城市地质信息系统建设要点进行探讨。

关键词：地理信息系统；城市地质；数据处理

1 城市地质信息系统功能

城市地质信息系统作为“数字地球”概念中要的组成部分，可动态、定量，高精度地管理城市地质、地质资源、地质环境，可准确、客观地提供城市底层信息，及时、直观为城市规划、建设和经济社会发展决策提供科学依据，从而科学合理利用地质环境资源。考虑到系统必须具备易用性与稳定性，所以需构建一个集成化的数字工作环境实现数据分析与共享以满足实际应用的需求。就系统功能而言，简而言之，需要包括如下三个方面：

（1）由于城市地质数据来源广泛、类别众多、数量庞大、主题鲜明、时空多维，需对这些数据进行科学有效的管理；

（2）系统需对城市地质及相关数据进行专业分类，建立相关适用的模型。基于此，可对数据进行相关查询、可视化处理及专业分析；

（3）系统需面向政府及公众提供相关数据信息和对应增值服务，为政府城市规划、基础设施建设、环保决策制定提供必要的数据支持。

2 城市地质信息系统建设要点

2.1城市地质数据库建设

信息系统数据库作为城市地质信息系统的核心，也是系统建设的基石。基于数据源，可构建数据库。数据库部署作为构建数据库的重要部分，主要包括确定数据库建库标准和规范，统一技术标准、建立基础地理信息图库、城市地质信息数据库建设、开发城市地质基础信息的管理平台。数据库的构建必须依照《城市地质调查数据库与信息系统建设指南》。按照数据特点，可分为：点、线和面状数据；层状点数据、钻孔样品实验数据、化探数据和监测数据。基于此，将其数据抽象为简单数据模型、钻孔数据模型、四维地质数据模型、地球化学数据模型、地质数据模型，建立地质数据模型。

系统所管理的城市地质空间数据包括城市基础地理信息、城市地质专题信息及辅助信息三大类。其中城市基础地理信息包括各种平面和高程测量控制点、建筑物、道路、水系、境界、地形、植被、地名以及某些属性信息等，用于表示城市的基本面貌，并作为各种专题信息的空间定位的载体；城市地质专题信息则包括有基础地质、工程地质、水文地质、地球化学、地质灾害、海岸带、地热地质、应急水源地等各种专业性的城市地质基础信息，用于表示城市地质某一专题领域地质地理要素的空间分布及其规律；辅助信息则是指为便于对数据进行分析应用而生成的描述性信息，是对基础信息和专题信息的一种补充，如元数据、系统配置信息等。

按照数据类型不同，在横向上可以建成：①工程地质、水文地质、海岸带等三维数据库；②基础地质、地质灾害、生态化学、矿产资源和地热资源数据库。按照使用方式和作用不同，在纵向上可将这些数据划分为不同的层，即原始资料数据层、基础数据层、模型数据层、成果资料数据层，其抽象层次依次由低到高。一般情况下上层数据基于下层数据构建，在每一个数据层上即水平方向上，则参照专业分类和数据类型将本层数据进行分类。

2.2城市三維地质建模及可视化功能

采用基于八叉树和四面体的混合数据模型作为描述真三维地质体的基本数据模型，既可满足复杂地质体真三维建模，又可减少数据量把以点、线为基本形式的散布式的、局部的勘探资料解释结果在三维空间中综合起来，重新恢复地下地质界面和地质体的空间形态和组合关系，进而重建三维地质构造形态模型，将三维地质模型用三维图形图像生动逼真地表现出来，实现对模型的旋转、平移、放大、缩小等可视化操作及实时漫游；综合应用体视化技术和传统的可视化技术基于地质体三维实体模型绘制各种等值线、等值面；基于地质体三维实体模型进行任意剖切、基坑开挖、虚拟钻探等可视化模拟功能；提供包括体积、面积、距离计算等的三维量算功能。

2.3地质灾害监测预警系统建设

2.3.1确定输入神经元

地质灾害的发生时属于随机事件，地质灾害监测的内容降雨量、地下水位、土壤含水率、地形变都是导致地质灾害发生的最大因素。

2.3.2学习样本集

在地质灾害预警模型用到最常用的算法中，最基本的步骤就是首先得确定利用神经网络算法训练时的学习样本集。我们在设计和实现地质灾害预警模型中，需要进行各种各样的工作，所以在设计和实现是我们的工作量将会非常庞大，因此在选取地质灾害的评价指标以及地址灾害发生的历史情况、现如今的状况和查阅以及借鉴相关的资料和手册的基础上建立的学习样本集，此次学习样本集是根据地质灾害预测预警评价因子分级标准综合建立的。

2.3.3输出层神经元数

在本次完成的地质灾害预警模型中它的输出项就是需要进行监测的灾害点在未来某个时间段是否会发生灾害。

利用人工神经网络模型，将预测地质灾害监测点拿到的实际样本影响参数的实际采集值作为输入，最终我们根据完成的模型进行网络训练得出结果进而将得出的输出值以及我们的所设置的期望输出的结果进行比较，这样就能判断出该地区是否会发生地质灾害。

结语

城市地质信息系统作为“数字城市”建设的重要组成部分，在城市规划、建设、环境保护、资源利用等多方面具有重要的社会价值。通过对城市地质信息设计目标分析、体系结构设计、数据库设计和系统功能的研究，对城市地质信息系统和“数字城市”的建设起到一定的借鉴作用。

参考文献

[1] 李晟赫.浅析GPS测量技术在工程测量中的应用[J].工程技术研究，2016，（02）：34-35.

[2] 王禹.刍议GPS技术在地质勘测中的应用现状[J].南方农机，2015，（11）：78-79.