Geo3DML:三维地质模型数据交换格式

【作者】 屈红刚； 王占刚； 吴自兴； 张永波； 花卫华； 李景朝； 李魁星； 鲍晓明； 孙莉； 王想红；

【机构】 中国地质调查局发展研究中心； 国土资源部地质信息技术重点实验室； 中国矿业大学地球科学与测绘工程学院； 北京大学地球与空间科学学院； 中国地质科学院水文地质环境地质研究所； 中国地质大学信息工程学院； 北京航空航天大学计算机学院； 中国地质科学院矿产资源研究所；

【摘要】 针对当前三维地质建模方法和软件工具多样化,而缺乏关于三维地质模型数据共享和交换标准的现状,从2010年起,在中国地质调查局的支持下,在广泛调研国内外相关标准和三维数据模型,解剖典型三维地质建模软件数据模型,以及在四家三维地质建模软件研发单位全程参与下,结合我国地质调查以及地学数据管理的实际情况,研究提出了三维地质模型数据交换格式Geo3DML(3D Geological Model Markup Language)。Geo3DML将交换的三维地质模型划分为描述地质体及其关系的数据和地质体的三维可视化数据。利用XML Schema语言,Geo3DML定义了三维数据包Geo3DProject、地质模型GeoModel、地质要素类GeoFeatureClass、地质要素GeoFeature、几何数据GeoGeometry、属性场数据GeoPioperty、可视化参数Geo3DStyle、元数据GeoMetadata等模块。Geo3DML具有以下特点:(1)基于XML;(2)和具体三维地质建模软件无关;(3)模型文件存储中,显示与数据相分离;(4)支持三维地质结构模型(面模型)和属性模型(体模型)的转换,以及三维钻孔、剖面、地质图、等厚图等的转换;(5)支持地质模型之间空间关系和地质关系的转换;(6)可视化参数的支持;(7)和现有国内外标准尽量衔接。此外,还参考了OGC正在研究的W3DS(Web 3D Seivice))、SE-3D(3D-Symbology Encoding)规范,这使得Ge03DML未来能较好地实现对新规范的兼容与复用。为了验证Geo3DML的适用性,选取了中国地质大学(武汉)的MapGIS-TDE、北京大学的Creatar GIS、北京航空航天大学的3D Grid和中国地质科学院资源所的探矿者软件Minexplorer,开展了基于Geo3DML的三维地质模型数据格式转换实验。实验过程是各地质建模软件将实际地质调查建模成果数据转化为Geo3DML文件,通过Geo3DML Viewer对导出模型进行格式检查与可视化,确保导出的数据是符合Geo3DML规范的,然后另一方的建模软件导入转换后的数据进行可视化和应用。实验显示Geo3DML在和四家软件的转换中,可实现基本的几何信息、属性信息和可视化参数的无损转换,暂不支持多分辨率模型转换、压缩后的模型转换,因为在这两种情况中,建模成果保存了建模软件特有的算法。此外,为了支持标准的研究和试验,开发了标准的验证可视化支持工具Geo3DML Viewer,并开发了基于Geo3DML的模型数据管理与服务原型系统。Geo3DML拟于2014年作为中国地质调查局局标试运行。更多还原