三维信息在各个国家的地质方面应用越来越广泛，三维信息在地质调查工作中的重要性愈发凸显。目前的三维技术，已经逐渐成为地质调查工作的一项基础和关键性技术。在三维信息技术方面，我们需要统筹各部门的研发工作；开发统一格式的建模软件；制定规范的验收标准等。
一、研究背景与意义
近年来，三维信息技术日益成熟，并在众多国家的地质调查工作中得到逐步推广应用。该技术以地、物、化、遥等各类原始采集数据为基础，建立能够反映地层、地质构造的位置、形态及其空间关系，以及地质体内部非均质属性变化规律的数字化模型。该模型能够将复杂的地质现象用更加直观、形象的立体图形图像方式表达出来，提升了地质调查工作成果表达效果；基于模型的空间分析和数值模拟，以及建模过程中多源数据的融合集成，能够获得更多的地质知识，提高了地质调查分析评价能力。
中国地质调查局高度重视三维信息技术在地质调查工作中的应用，尤其是近年来组织实施的城市地质调查、三维地质填图与深部地质调查试点、重要经济区与城市群地质环境调查评价等工作，更是支撑深部找矿、研究深部地质作用过程、摸清重要经济区地下地质结构、加强地下空间开发利用等的一项重要创新性工作。
而三维信息技术，作为支撑三维地质调查工作的一项基础性、关键性技术，其研发应用工作面临新的机遇和挑战。如，如何统筹各专业、各单位、各部门的三维信息技术研发应用工作？中国地质调查是否需要组织研发统一的建模软件？如何对三维地质模型数据进行验收？如何对不同软件产生的不同格式的三维模型数据进行集成、管理和服务？等等。正是为了解决好这些问题，进一步推动三维信息技术在我国地质调查工作的深入应用，有力支撑三维地质调查工作，中国地质调查局从2011年起，设置了“多维地质建模与分析技术研究”工作项目，在中国地质调查局总工室的指导下，由中国地质调查局发展研究中心、中国地质科学院水环所牵头，联合中国矿业大学、中国地质大学（武汉）、北京大学、北京航空航天大学、中国地质科学院资源所、首钢地质勘查院等单位开展了地质调查三维信息技术研发应用策略研究工作。
二、主要思路（图1）
（一）以支撑服务三维地质调查为目标，坚持全局三维信息技术研发应用的统筹
三维信息技术在地质调查工作的研发应用要紧密围绕地质调查工作实际需要，结合地质调查工作实际情况，不断融入地质调查生产工作流程，尽量减少额外工作量。此外，由于地质调查涉及基础地质调查、地质矿产调查评价、水工环调查评价等多个领域，以及数据采集、处理、管理、应用、共享等多个过程，所以建议一定要加强各专业、局机关和局属各单位、信息化部门和业务部门的统筹，确保全局工作“一盘棋”，避免各自为政给后期模型数据集成应用和共享服务带来的问题。
（二）以三维信息技术应用主要环节的标准为统领
一是研制三维地质建模源数据采集建库标准。近年来，围绕地质调查数据采集和建库工作，制定发布了众多标准，在梳理这些标准的基础上，结合三维地质调查与建模工作的实际需要，进行修改补充，把好三维地质建模“入口”关。
二是研制三维地质模型数据交换标准。由于三维地质建模的复杂性，不同的技术方法和软件具有各自优势，因而同一部门、单位或项目常常需要同时使用多种建模工具，从而产生多种基于特定建模软件的模型数据，进而给后续模型数据的管理、分析和共享等工作带来诸多问题，所以通过研究制定三维模型数据交换标准，把好三维地质建模“出口”关，确保后期模型数据的有效集成和共享。
三是编制三维地质建模与分析应用指南。当前，三维信息技术应用于地质调查工作的一个突出问题就是地质工作者不容易掌握三维地质建模软件的使用，建模过程复杂，从而使得建模效率不高，而且还影响建模质量。所以，有必要在总结三维信息技术在基础地质、矿产资源调查评价、水工环调查评价等方面应用的基础上，形成各领域三维信息技术应用指南，从而形成规范的建模工作流，从而进一步提高建模效率和质量。
图1 三维信息技术在地质调查工作中应用的总体框架
（三）抓住三维地质建模这个核心和难点
不同于二维GIS 中数据可以通过测量、遥感等手段直接获取，三维地质模型数据由于位于地下，是无法或很难直接获取的，能够得到的只是一些采样有限、离散、模糊，甚至有时是相互冲突的低维数据。此外，由于地质体经历了长期的地质作用过程，其空间形态和拓扑关系非常复杂，并具有不确定性、非线性、多尺度等特点。因此，三维地质建模成为三维信息技术应用于地质调查工作中的主要瓶颈之一。建议中国地质调查局重点开展以下工作：
一是研发基于数字地质调查系统的三维地质建模一体化软件。在现有数字地质调查系统的基础上，研发与地质调查生产流程紧密融合的三维地质建模软件，形成野外地质调查数据采集、数据处理、模型构建、模型优化与模型展示一体化系统，满足不同调查阶段、不同数据情况下的快速建模。
二是抓好三维地质建模“入口”和“出口”标准的同时，建模技术方法和建模软件实行开放竞争。主要是考虑到三维地质建模的复杂性以及各领域三维地质建模存在较大差异，所以通过该思路，有助于发挥各软件的优势。
（四）以开放竞争和协同创新为支撑
一是竞争开放。研究制定具有可操作性的三维地质建模软件准入规则，形成明确的软件准入、退出机制，面向局内外，由中国地质调查局统一以竞争的方式逐步优选出一批技术先进、功能实用、集成度高、服务完善、支持二次开发、具有良好用户基础、并支持三维地质建模源数据标准和模型数据交换标准的三维地质建模软件，支撑三维地质建模应用工作。
二是协同创新。鉴于三维信息技术应用于地质调查工作的复杂度较高，依托国土资源部地质信息技术重点实验室、中国地质调查局地质信息化研究中心、中国地质调查局三维地质填图中心等研究创新平台，凝聚产、学、研、用等各方力量，加强复杂地质结构建模与分析、模型快速构建与动态更新、多尺度多时态海量模型数据调度、建模不确定性分析与质量评估、二三维一体化等核心关键技术联合攻关。
作者：屈红刚、张永波、王占刚、吴自兴
单位：中国地质调查局发展研究中心、中国地质科学院水文地质环境地质研究所、中国矿业大学（北京）
原标题：地质调查三维信息技术研发应用策略研究
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