博山毓秀源泉好，瀧水靈犀碧玉多。

　　淄博歷史悠久，西鄰濟(jì)南，是齊國(guó)古都，自西周姜尚封齊，開(kāi)創(chuàng)了"泱泱大風(fēng)"的齊國(guó)文化。在這一片水秀山靈、文化底蘊(yùn)最為醇厚的大地上，孕育了一批批歷史名人。而今，淄博作為一座資源型城市，發(fā)展迅速，為全國(guó)首批產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)示范區(qū)，城市的發(fā)展離不開(kāi)對(duì)地下空間的拓展，也離不開(kāi)對(duì)水資源的利用。

　　大武水源地，我國(guó)北方罕見(jiàn)的特大型地下水源地。亦是淄博市主要的城市供水水源地。由于歷史原因，大武水源地上化工企業(yè)眾多，多年來(lái)，水源地個(gè)別水井遭受了化工有機(jī)物污染，又由于大武水源地水文地質(zhì)條件非常復(fù)雜，水井分布密集，有些水井水量水質(zhì)差異較大，難以對(duì)地下水保護(hù)、污染防治、工業(yè)布局和水污染突發(fā)事件進(jìn)行防控，為此，迫切通過(guò)一系列技術(shù)手段解決這些問(wèn)題。而通過(guò)濟(jì)南市城市軌道交通和保護(hù)泉水之間的解決方案的啟示，大武水源地三維可視化信息系統(tǒng)的建設(shè)勢(shì)在必行。

　　大武地嚴(yán)峻，協(xié)同共攻關(guān)

　　大武水源地是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元，多年來(lái)地過(guò)量開(kāi)采，導(dǎo)致在上世紀(jì)70年代初期泉水已經(jīng)消失，加上水源周圍之前有石化公司的不合理建設(shè)，造成水源地地面水環(huán)境異常嚴(yán)峻，地面污染或第四系土層污染分布廣泛、成因復(fù)雜、成分多樣、歷時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，污染負(fù)荷重。

　　而在技術(shù)層面上的管理也存在著許多問(wèn)題，一是地下水污染防治難度大，污染情況復(fù)雜，措施不得力，治理效果不明顯；二是對(duì)水文地質(zhì)條件的認(rèn)識(shí)不夠細(xì)致，不夠準(zhǔn)確，影響了水源地的保護(hù)管理工作；三是缺乏一個(gè)科學(xué)、綜合、便捷、高效的業(yè)務(wù)管理平臺(tái)。為此，淄博市水資辦、山東省地質(zhì)調(diào)查院聯(lián)合中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司為解決大武水源地地下水資源保護(hù)管理問(wèn)題，共同研究，收集整理大武水源地歷史研究資料，人員實(shí)地考察地勢(shì)情況，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用系統(tǒng)和三維模型的建設(shè)，最終為大武水源地信息化平臺(tái)的建設(shè)做好準(zhǔn)備。

　　突破創(chuàng)新性技術(shù)，展現(xiàn)頂尖級(jí)成果

　　大武水源地三維可視化信息系統(tǒng)建設(shè)采用MapGIS 10為基礎(chǔ)平臺(tái)，是基于新一代面向服務(wù)的懸浮倒掛式體系架構(gòu)的地質(zhì)專業(yè)信息應(yīng)用平臺(tái)，采用靈活的搭建式開(kāi)發(fā)技術(shù)和二三維一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多源異構(gòu)的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的集成管理和基于數(shù)據(jù)中心的二、三維一體化管理策略?；诮徊嫫拭娴姆謪^(qū)拼接交互建模、平面地質(zhì)圖和實(shí)際材料圖的地質(zhì)體自動(dòng)建模、GPU與模板的多視點(diǎn)動(dòng)態(tài)剖切技術(shù)、時(shí)間序列的四維動(dòng)態(tài)分析技術(shù)、數(shù)值模擬的地下水四維模擬計(jì)算及動(dòng)態(tài)預(yù)演技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)，最終完成了大武水源地地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建以及對(duì)地下水的數(shù)值模擬和模擬結(jié)果的直觀，高效的展示。

　　2019年4月30日，“淄博大武水源地三維可視化信息系統(tǒng)”項(xiàng)目成果在淄博順利通過(guò)了專家組的評(píng)審和鑒定。由中國(guó)工程院院士武強(qiáng)任評(píng)審組長(zhǎng),中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局、中國(guó)地科院、南京大學(xué)等8位專家教授組成的專家組一致認(rèn)為，該項(xiàng)目成果總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，建議進(jìn)一步擴(kuò)大推廣應(yīng)用。

　　大武水源地三維可視化信息系統(tǒng)

　　以大武空間數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，面向系統(tǒng)管理員、地質(zhì)專業(yè)人員、社會(huì)公眾等，采用C/S與B/S相結(jié)合的架構(gòu)，搭建三維可視化信息系統(tǒng)，中地?cái)?shù)碼一直遵循“以數(shù)據(jù)為中心，以業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向”的原則，同時(shí)基于大武水源地三維可視化信息平臺(tái)建立三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，提供接口無(wú)縫集成地下水?dāng)?shù)值模擬數(shù)據(jù)模型，完成對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)、工程地質(zhì)、區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等多專業(yè)、多源、海量、異構(gòu)地質(zhì)空間數(shù)據(jù)的一體化組織與管理及三維建模等工作。

　　Ø 數(shù)據(jù)查詢與展示

　　將不同比例尺的地質(zhì)調(diào)查區(qū)影像地質(zhì)圖地理底圖、遙感影像等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、地質(zhì)圖、等值線圖、分區(qū)圖、鉆孔點(diǎn)位（工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地下水污染）等各專業(yè)數(shù)據(jù)基于統(tǒng)一的地理空間框架展示，使得在地質(zhì)調(diào)查過(guò)程中取得的地質(zhì)資料得到了有效的管理和可視化。系統(tǒng)同時(shí)提供多種方便的查詢方式和工具，支持多專業(yè)地質(zhì)數(shù)據(jù)的快速多樣化查詢。

　　圖 二維數(shù)據(jù)顯示與查詢

　　Ø 地質(zhì)圖表生成與編輯

　　地質(zhì)專題圖表是對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)、地質(zhì)現(xiàn)象直觀表達(dá)的一種科學(xué)手段，地質(zhì)圖件是地質(zhì)內(nèi)容最基本的表示形式，是整個(gè)地質(zhì)工作成果的基礎(chǔ)，各種復(fù)雜的報(bào)表也是輔助專業(yè)人員從事研究的重要手段。系統(tǒng)支持地質(zhì)鉆孔柱狀圖、地質(zhì)剖面圖、地質(zhì)圖、各種等值線圖自動(dòng)生成等功能，采用一套基于模板定制的柱狀圖、剖面圖、等值線圖、統(tǒng)計(jì)圖、地質(zhì)專題圖及各種評(píng)價(jià)結(jié)果圖件等圖表制作方法，在實(shí)現(xiàn)面向?qū)I(yè)地質(zhì)業(yè)務(wù)流程的同時(shí)，兼顧地質(zhì)專業(yè)人員的成圖習(xí)慣，盡量減少手動(dòng)編輯的工作量。

　　圖 鉆孔柱狀圖

　　圖 地質(zhì)剖面圖

　　圖 降雨量綜合曲線圖

　　圖 地下水開(kāi)采量匯總統(tǒng)計(jì)圖

　　Ø 三維地質(zhì)模型構(gòu)建

　　地質(zhì)現(xiàn)象在本質(zhì)上是三維的，需要借助三維地質(zhì)建模和可視化，才可能更加直觀地分析并解決真實(shí)的地質(zhì)問(wèn)題。三維地質(zhì)模型的建立也是開(kāi)展空間分析、地質(zhì)解釋、定量化數(shù)值模擬、資源評(píng)價(jià)開(kāi)發(fā)、水資源環(huán)境勘查等地質(zhì)應(yīng)用的基礎(chǔ)。項(xiàng)目中，以鉆孔的分層、高程和坐標(biāo)資料為主要依據(jù)，以交互式建模方式為主，自動(dòng)建模方式為輔，進(jìn)行三維可視化地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建。斷層模型能體現(xiàn)各斷裂構(gòu)造的產(chǎn)狀，用連續(xù)面的方式表達(dá)，最終嵌入實(shí)體模型中；地下巖溶發(fā)育模型能夠從鉆孔中提取巖溶發(fā)育信息，以合適的方式表達(dá)地下巖溶發(fā)育特征，既可單獨(dú)表達(dá)，也可嵌入透明化處理的實(shí)體模型中。

　　圖 斷層模型

　　圖 三維巖溶模型

　　圖 大武水源地地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型

　　Ø 三維可視化分析

　　三維模型建立好后，系統(tǒng)提供一整套實(shí)體剖切分析功能，如平面切割、隧道模擬與漫游、虛擬鉆孔創(chuàng)建與輸出等，可以更真實(shí)地了解地質(zhì)模型內(nèi)部的組織情況，并為地質(zhì)人員提供基于三維模型的專業(yè)計(jì)算和分析。

　　圖 動(dòng)態(tài)剖切效果

　　圖 虛擬孔開(kāi)挖
 

　　視頻 多視圖隧道漫游

　　Ø 地下水?dāng)?shù)值模擬對(duì)接與集成展示

　　系統(tǒng)支持地下水?dāng)?shù)值模擬數(shù)據(jù)模型的文件加載，集成地下水?dāng)?shù)值模擬數(shù)據(jù)模型，在行業(yè)內(nèi)，首次實(shí)現(xiàn)了數(shù)值模擬模型與地質(zhì)模型的融合展示。將數(shù)值模擬成果無(wú)縫集成到地質(zhì)三維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了三維地下水流場(chǎng)、水位、污染物在地質(zhì)模型內(nèi)的模擬可視化，此外，通過(guò)深度對(duì)接，將傳統(tǒng)數(shù)值模擬軟件繁瑣的操作進(jìn)行了提取封裝，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，在本系統(tǒng)中可直接進(jìn)行模擬參數(shù)設(shè)置與模擬計(jì)算，打通了地質(zhì)軟件與數(shù)值模擬軟件的技術(shù)壁壘，取得了重大技術(shù)突破，對(duì)傳統(tǒng)地質(zhì)應(yīng)用與數(shù)值模擬應(yīng)用結(jié)合開(kāi)創(chuàng)了新的發(fā)展方向。
 

　　視頻 地下水流、水位、污染物綜合展示

　　在淄博市水資辦、大武水管處的領(lǐng)導(dǎo)下，及項(xiàng)目各承擔(dān)單位、技術(shù)支撐單位的共同努力下，中地?cái)?shù)碼歷時(shí)兩年，不負(fù)眾望，高質(zhì)量地完成了大武水源地三維可視化信息系統(tǒng)建設(shè)的各項(xiàng)工作任務(wù)，并在地質(zhì)表達(dá)、數(shù)值模擬等方向取得了重大技術(shù)突破，并且在下一步，將繼續(xù)擴(kuò)大成果應(yīng)用范圍，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不斷進(jìn)行系統(tǒng)的完善。

　　大武水源地這片鐘靈毓秀的土地上，擔(dān)負(fù)著國(guó)家特大型企業(yè)、國(guó)家骨干企業(yè)和近八十萬(wàn)人的生活用水，對(duì)淄博市的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。隨著城市的發(fā)展和水源地管理工作的需要，必將對(duì)水源地信息化工作提出更高的要求，中地?cái)?shù)碼也通過(guò)本次項(xiàng)目的建設(shè)，一心一德，進(jìn)一步提高自動(dòng)建立三維模型的精度與準(zhǔn)確度，進(jìn)一步深入研究數(shù)值模擬技術(shù)在水源地實(shí)際工作中的運(yùn)用，為水源地地下水開(kāi)發(fā)利用，污染防治等提供科學(xué)化的有力支撐。

　　當(dāng)前，信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展一日千里，各種新技術(shù)、新方法、新概念層出不窮，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，水源地三維可視化系統(tǒng)軟件還會(huì)保持快速發(fā)展的勢(shì)頭，必定產(chǎn)生更多的變革和發(fā)展。因此，我們唯一能做的，就是擁抱變革，并引領(lǐng)變革。