CN109376209B - 污染场地数据库3d模型展示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污染场地数据库3D模型展示系统,包括用户管理系统、建库系统、地理矢量数据管理应用系统、数据更新系统、三维地质模拟系统、污染物空间展步3D模型与演示系统、3D软件与数据库接口和矢量地图与数据库接口。本发明能够直观、清晰地以动态形式反应场地污染物的空间变异性和空间分布，为污染场地的监管与跟踪治理提供科学的管理手段。

Description

污染场地数据库3D模型展示系统

技术领域

本发明涉及3D模型展示技术领域,具体涉及一种基于污染场地管控与跟踪治理的污染场地数据库3D模型展示系统。

背景技术

随着我国经济结构的转型和城市建设发展，大量停产搬迁的工业场地面临土地再次开发利用，场地污染会对人体健康产生潜在影响。污染场地环境修复是保障人体健康安全的必要措施，场地污染已成为我国最受关注的环境问题之一。2005年4月~2013年12月，环境保护部会同国土资源部开展了首次全国土壤污染状况调查，结果表明：全国土壤污染总的点位超标率为16. 1%，从污染类型看，以无机型为主，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82. 8%。

污染场地的环境调查、风险评估以及污染分布确定等工作都是基于场地采样样点数据来进行，场地采样样点钻孔数据由于其带有空间坐标信息，是一种典型的地学变量，可以进行地学上的相关模拟和预测。随着计算机技术和空间信息技术的发展，各种插值模型和地理信息系统等行业软件被广泛应用于污染场地的空间分布预测和污染分布制图。污染场地污染物空间分布的界定和污染修复土方量计算的准确与否对修复方法的选择和修复成本都有着重要的影响。目前，污染场地污染物的空间分布范围界定大多基于2维平面，利用场地表层或某单一地层土壤钻孔样点数据，采用地统计学模型或确定性插值模型进行空间分布预测并进行污染制图，对于单一地层污染空间分布界定能够取得较好的预测效果，但在整个场地污染范围界定过程中没有考虑到不同地层之间污染物迁移的特性，受土壤异质性等因素的影响，预测结果存在着一定的不确定性，不同地层之间误差的累积，导致最后污染范围的确定和污染土方量的计算存在着误差。

自20世纪90年代以来，随着对三维空间插值技术的深入研究以及三维可视化系统的出现和功能的不断完善，使得地学空间变量的真实三维模拟和维插值成为了可能。三维空间插值和可视化技术根据地层内的采样点空间分布信息，可以将区域化变量插值成空间体，能够获取变量在真实三维环境下的空间分布，使地层建模和三维插值技术在相关领域取得了较好的应用效果。受不同三维插值模型算法及适用范围等因素影响，不同插值模型对污染范围的界定存在一定的不确定性，因此选取最优插值模型，有效规避对预测结果的不确定性影响，对准确界定污染场地污染范围和受污染土壤土方量具有重要的理论和实际意义。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种污染场地数据库3D模型展示系统,能够直观、清晰地以动态形式反应场地污染物的空间变异性和空间分布，为污染场地的监管与跟踪治理提供科学的管理手段。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种污染场地数据库3D模型展示系统,包括用户管理系统、建库系统、地理矢量数据管理应用系统、数据更新系统、三维地质模拟系统、污染物空间展步3D模型与演示系统、3D软件与数据库接口和矢量地图与数据库接口。

上述技术方案中，所述用户管理系统包括用户管理模块、日志管理模块和版本管理模块。

上述技术方案中，所述地理矢量数据管理应用系统采用B/S架构，包括环保一张图子系统、业务支持子系统、专题数据管理桌面子系统和运维管理子系统。

上述技术方案中，所述数据更新系统包括更新基础地理数据库和更新土壤污染物普查数据库。

上述技术方案中，所述污染物空间展步3D模型与演示系统包括污染物的三维空间分布模拟子系统、场地污染物范围空间分布及趋势3D模型和污染物空间展步3D模型与演示子系统。

上述技术方案中，所述3D软件与数据库接口调用天地图API接口。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明利用3D软件成像功能，根据污染场地调查数据，结合场地平面布局图，针对不同的目标污染物，编写重点污染物的三维空间分布模拟程序，进而直观、清晰地以动态形式反应场地污染物的空间变异性和空间分布，为污染场地的监管与跟踪治理提供科学的管理手段。

附图说明

图1是本发明实施例一的系统结构框图。

图2是本发明实施例一的克里金插值法方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1所示，一种污染场地数据库3D模型展示系统,包括用户管理系统、建库系统、地理矢量数据管理应用系统、数据更新系统、三维地质模拟系统、污染物空间展步3D模型与演示系统、3D软件与数据库接口和矢量地图与数据库接口。

本实施例中，所述用户管理系统采用一站式用户登陆的方式对用户进行管理，用户管理系统主要由用户管理，日志管理，版本管理等模块构成。

本实施例中，所述建库系统主要负责对基础地理数据的建库工作，从对采集数据的分析转换到对数据的加工处理，最后到数据的整合入库。

本实施例中，所述地理矢量数据管理应用系统采用B/S架构，以矢量数据处理成果构建应用平台专题数据中心，通过互联网技术，对应用平台进行在线发布，通过网页浏览器对应用进行访问，其包括环保一张图子系统、业务支持子系统、专题数据管理桌面子系统和运维管理子系统。

本实施例中，所述数据更新系统根据数据类型的不同，包括更新基础地理数据库和更新土壤污染物普查数据库。

本实施例中，所述三维地质模拟系统通过三维可视化技术对调查场地的地质、采样点钻进剖面、污染物分布、土壤及地下水范围等能做出充分的分析和可视化展示。三维地质模拟系统通过有限插分建立有限元模型构建网格，可以对数据进行多重分析，并以任意断面剖面显示，而且提供对MODEFLOW、MT3D的预处理和后处理。

本实施例中，所述污染物空间展步3D模型与演示系统包括：

污染物的三维空间分布模拟子系统，利用3D软件成像功能，根据污染场地调查数据，结合场地平面布置图，针对不同的目标污染物，编写重点污染物的三维空间分布模拟程序；

场地污染物范围空间分布及趋势3D模型，该模型能展示从不同角度建立三维立体剖面图，通过立体模型分析预测化学物分布情况。直观的展示土壤污染变化趋势，并制作剖面图，实现对土壤污染物数据三维可视化；

污染物空间展步3D模型与演示子系统，运用3D地质软件根据污染场地调查数据，结合场地平面布置图，针对目标污染物，建立重点污染物的三维空间分布模拟模型。

本实施例中，所述3D软件与数据库接口通过调用天地图API接口，提取不同精度的遥感数据，基于污染场地的调查数据，将遥感矢量数据与调查数据库合并，开发三维立体建模软件的输入格式转化程式。

本实施例中，所述矢量地图与数据库接口，对于地图数据显示、编辑，需要通过与数据库建立数据接口，来获取、存储相关数据。如：主要实现风险源与敏感点的空间数据编辑，实现空间实体的添加、修改、删除；属性数据编辑：实现风险源和敏感点等的属性数据编辑，可对数据进行添加、修改删除等操作。可添加删除修改照片信息、文件链接等。

本系统运用3D地质软件，根据污染场地调查数据，结合场地平面布局图，针对不同的目标污染物，建立重点污染物的三维空间分布模拟模型，进而展示从不同角度建立三维立体剖面图，通过立体模型分析预测化学物分布情况，直观的展示土壤污染变化趋势，利用3D软件成像功能制作横向切片，实现对土壤不同深度污染物数据三维可视化，直观、清晰地动态影像反映污染场地污染物的空间变异性和空间分布，可为全国各市的污染场地监管与跟踪治理提供科学的参考。其可实现的主要功能见表1。

表1 实现的主要功能

具体地，本系统运用了由美国C-Tech公司开发的地质类三维可视化软件EVS Pro，它的体渲染提供了显著的完全的三维可视化技术以对污染物的状况进行充分的分析和可视化，通过有限插分建立有限元模型构建网络，可以对数据进行多重分析，并以任意断面剖面显示，而且提供对MODEFLOW、MT3D的预处理和后处理。

当开始处理各类数据的可视化时，首先是评估数据形式、内容与数据源。数据通常以多种方式表达，评估数据内容很简单，即数据的基本统计信息，如样品数、最大值、最小值、平均值以及其空间范围。数据源数据形式通常由其管理与存储应用程序管理，典型的应用程序包括数据库软件、地理信息系统、电子表格与ASCII编辑器。其次是对数据进行格式处理，使其符合系统要求。再次是利用系统模块，建立网络，处理数据，完成可视化。当建立一个完整的网络时，我们可以清晰地看到各个土层上化学污染物的分布情况。

值得注意的是，此系统中运用的有限插值为克里金插值法——一种很实用的地质统计格网化方法。在输入采样点数据后，选择区域的范围和网格大小，对区域进行网格化处理；根据采样值是否合乎实际情况，剔除明显差异点；继而计算直方图，来决定是否对原始数据进行转换；接着变异函数进行变异函数计算，了解变量的空间结构，其详细方法流程参见图2。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的上述实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种污染场地数据库3D模型展示系统,其特征在于:包括用户管理系统、建库系统、地理矢量数据管理应用系统、数据更新系统、三维地质模拟系统、污染物空间展步3D模型与演示系统、3D软件与数据库接口和矢量地图与数据库接口；

所述三维地质模拟系统通过三维可视化技术做出充分的分析和可视化展示，通过有限插分建立有限元模型构建网格，可以对数据进行多重分析，并以任意断面剖面显示；

所述污染物空间展步3D模型与演示系统包括污染物的三维空间分布模拟子系统、场地污染物范围空间分布及趋势3D模型和污染物空间展步3D模型与演示子系统；

所述污染物的三维空间分布模拟子系统利用3D软件成像功能，根据污染场地调查数据，结合场地平面布置图，针对不同的目标污染物，编写重点污染物的三维空间分布模拟程序；

所述场地污染物范围空间分布及趋势3D模型展示从不同角度建立的三维立体剖面图，通过立体模型分析预测化学物分布情况，直观的展示土壤污染变化趋势，并制作剖面图，实现对土壤污染物数据三维可视化；

所述污染物空间展步3D模型与演示子系统，运用3D地质软件根据污染场地调查数据，结合场地平面布置图，针对目标污染物，建立重点污染物的三维空间分布模拟模型。

2.根据权利要求1所述的污染场地数据库3D模型展示系统,其特征在于:所述用户管理系统包括用户管理模块、日志管理模块和版本管理模块。

3.根据权利要求1所述的污染场地数据库3D模型展示系统,其特征在于:所述地理矢量数据管理应用系统采用B/S架构，包括环保一张图子系统、业务支持子系统、专题数据管理桌面子系统和运维管理子系统。

4.根据权利要求1所述的污染场地数据库3D模型展示系统,其特征在于:所述数据更新系统包括更新基础地理数据库和更新土壤污染物普查数据库。

5.根据权利要求1所述的污染场地数据库3D模型展示系统,其特征在于:所述3D软件与数据库接口调用天地图API接口。

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