Geo3DML在三维地质建模中的应用研究与建议

李青元， 马梓翔， 崔　扬， 陈春梅， 董前林

(1.中国测绘科学研究院地理信息工程重点实验室，北京100830； 2.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京100083； 3.辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新123000)

Geo3DML在三维地质建模中的应用研究与建议

李青元1， 马梓翔2， 崔扬3， 陈春梅2， 董前林2

(1.中国测绘科学研究院地理信息工程重点实验室，北京100830； 2.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京100083； 3.辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新123000)

摘要：由中国地质调查局组织研制的《三维地质模型数据交换格式》已制定完毕，并进行了一定范围的试用，即将发布实施，这是中国区域地质调查、矿产资源勘探以及数字矿山界的一件大事，它将促进三维地质建模技术在我国的广泛应用。通过研究与试用，阐述了对该标准的理解；给出其在三维地质建模中的应用实例，包括三维地质填图试点项目、矿产资源勘探项目；讨论了该标准的数据与数字矿山常用的DXF转换的必要性与具体实现方法。将该标准与国际地球科学联合会(IUGS)及开放地理信息联盟(OGC)制定的GeoSciML进行比较，指出Geo3DML是面向三维地质模型的表达，而GeoSciML以前的版本则侧重于互联网环境下传统的二维地质图件的地图服务与要素服务。最后对该标准的应用实施提出了8点建议：给Geo3DML以应用机会，将Geo3DML升级为国家标准，对Geo3DML补充一些细节，向相关行业宣传Geo3DML，在地质调查与矿山资源勘探项目中积极使用Geo3DML，将Geo3DML作为地质报告评审中三维地质模型的数据格式，三维地质建模软件厂商积极支持Geo3DML，数字矿山软件与Geo3DML接轨。

关键词：三维地质建模；数据交换标准；三维地质填图；矿产资源勘探；数字矿山

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2015.03.358

中图分类号：P628+.5

文献标识码：A

文章编号：1674-3636(2015)03-0358-09

收稿日期：2015-06-11；修回日期：2015-07-07；编辑：侯鹏飞

基金项目：国家自然科学基金项目(41272367)，国土资源部地质信息技术重点实验室开放基金项目(201407)

作者简介：李青元(1958—)，男，研究员，博士，主要从事三维地质建模软件与应用研究工作，E-mail: liqy@casm.ac.cn

0引言

三维地质填图、中国“玻璃地球”建设是中国地质工作发展、提升的重大举措。而三维地质建模被认为是三维地质填图与“玻璃地球”建设的支撑技术(张立等,2011；杨炳忻,2014；郁军建等,2015 )。三维地质建模将会成为地质工作中不可或缺的一环，三维技术将渗透到地质工作的各个方面(刘荣梅等，2013)。

三维地质建模是一项涉及众多行业与应用的通用技术，国内外的三维地质建模软件经过几十年的积累与发展，虽然还存在很多不足有待改进与提高，但已基本成熟、可用(李章林等，2011；李青元等,2013；赵增玉等，2013a，2013b)。三维地质建模技术推广使用的硬件、软件环境已基本具备。

三维地质建模是一项专业性强、复杂度高的工作，专业模型之间的差异性较大，不同建模方法与建模软件具有不同的优缺点，因而同一机构或同一工作需要使用多种建模工具，不同软件所建的三维地质模型数据难以交换与共享(中国地质调查局发展研究中心，2014)。要将三维地质建模作为地质勘探工作的必选项目，其成果的可交换、可复用是先决条件，因此三维地质模型数据的可交换便成为三维地质建模技术大面积应用推广的技术瓶颈之一。

Geo3DML (Three Dimensional Geological Model Markup Language，三维地质模型数据交换格式)已经在一定范围内进行了试用，这将有效解决我国三维地质建模技术领域缺乏公共数据交换规范的问题，对我国三维地质建模技术的广泛应用起到巨大促进作用(屈红刚等，2014)。

笔者通过对Geo3DML的学习、研究与试用，并将Geo3DML与IUGS-OGC制定的GeoSciML进行比较，最后对Geo3DML进一步修改完善与实施执行提出8点建议。

1Geo3DML概况

Geo3DML标准研制历时4年多，该标准遵循OGC(开放地理空间信息联盟)与ISO/TC211(国际标准化组织地理信息工作组)制定的地理信息标记语言GML的总体架构与语法规则，参考OGC的符号编码规范SE、样式化图层描述规范SLD、地理信息城市标记语言CityGML、W3C制定的可扩展三维语言X3D、以及国际地质科学联合会(IUGS)与OGC联合制定的GeoSciML。Geo3DML将所需要交换的三维地质模型数据分为地质模型(GeoModel)与地质图(Geo3DMap)2个部分。

1.1　地质模型(GeoModel)

地质模型(GeoModel)存储地质现象及现象之间关系的数据，具体分为地质要素类(GeoFeatureClass)、要素关系(FeatureRelationship)以及地质模型元数据(GeoModelMetadata)3部分，其中，Geo-FeatureClass是地质要素(GeoFeature)的集合。GeoFeature分为几何数据(Geometry)与非几何数据(Feild)，Geometry数据又分为形态(Shape)数据以及与形态的几何对象相关联的属性场(ShapeProperty)数据，Shape数据包括GML所定义的抽象几何(AbstractGeometry)、抽象覆盖(AbstractCoverage)以及Geo3DML所扩展的不规则三角网(GeoTIN)、由四面体体元(GeoTetrahedron)或规则六面体体元(GeoCuboidVolume)以及交点网格(GeoCornerPointGrid)构成的体(GeoVolume)。其中，GeoTIN是对AbstractGeometry中的曲面(Surface)的扩展，而GeoTetrahedron、GeoCuboidVolume、GeoCornerPointGrid是对AbstractGeometry的体(Solid)的扩展。

Abstract另外，GML的Geometry定义有三维的点(Point)、曲线(Curve)、曲面(Surface)与体(Solid)。 A data conversion format (Geo3DML) of three-dimensional modeling developed by the China Geological Survey has been finished and tried out in a certain range, and will be published and implemented. It is a major issue in China′s regional geological survey, mineral resources exploration and digital mining industry, which will promote the wide application of 3D geological modeling in China. This paper presents our understanding of this standard based on the studying and trialing experience, and lists some application cases in 3D geological modeling, including examples of 3D geological mapping and mineral resources exploration. We also discussed the necessity of data conversion from the standard data to the DXF format and the method. The paper compares Geo3DML with GeoSciML compiled by IUGS and OGC. It is proposed that Geo3DML aims at the expression of 3D geological modeling, while the previous version of GeoSciML is focused in web map service (WMS) and web feature service (WFS) of traditional 2D geological maps. A total of eight suggestions about the standard application and implementation were put forward, including: (1) to give opportunity of the Geo3DML application; (2) to promote Geo3DML to national standard;(3) to supply details to Geo3DM; (4) to publicize Geo3DML to relevant industry; (5) to make active use Geo3DML in geology survey and mineral exploration projects;(6) to use Geo3DML as data format of 3D model in geology report review;(7) to win support of Geo3DML from 3D geological modeling software makers; and (8) to incorporate digital mime software with Geo3DML.

Geo3DML定义了GeoFeatureRelation用来描述地质要素之间的相互关系。又细分为Geologic-History(描述要素间地质年代生成的早于、同期、晚于关系)、DefiningStructure(描述地质要素间的构造接触关系，如“不整合关系”中源要素是“上覆地层”，则目标要素是“下伏地层”)、AggregationRelation(描述源要素由若干目标要素聚合而成)、BoundaryRelation(描述源要素的边界是目标要素包围而成)。

1.2　地质图(Geo3DMap)

地质图(Geo3DMap)存储了地质模型的三维可视化相关的数据。Geo3DMap是图层(Geo3DLayer)的集合，Geo3DLayer是用地质三维样式(Geo3DStyle)对地质模型中的地质要素类进行可视化的表达，即1个图层服务于1个地质要素的三维可视化，多个图层的可视化结果组合起来形成三维地质图。

地质图(Geo3DMap)、图层(Geo3DLayer)与样式(Geo3DStyle)记录地质模型、地质要素类与要素对应的三维可视化数据，并且以图层为基础构建可视化场景。

上述2个部分结合起来一同构成被交换数据的整体，称为三维数据包(Geo3DProject)，其中Geo3DML::Geo3DProject是被交换数据XML文件中的根元素(中国地质调查局发展研究中心，2014a,2014b)，其结构与数据组织层次关系如图1所示。

图1　Geo3DProject的构成Fig.1　Geo3DProject structure

2Geo3DML的生成与读取

可以直接使用由中国地质调查局发展研究中心(2014)提供的Geo3DML SDK进行符合Geo3DML 标准的XML文件读取和输出。用该SDK可以将自有的三维地质建模软件的数据类型转换为该SDK所定义的数据结构，然后保存为符合Geo3DML 标准的数据格式。同时，可以用该SDK读取符合Geo3DML标准的模型数据，并将SDK所定义的数据结构转换为各三维地质建模软件自有的数据类型。此外，使用该SDK可以不需要了解Geo3DML 标准中XML文件的具体编码方法。

2.1　标准的输出

模型数据的输出，首先创建工程，之后根据Geo3DML的数据组织层次结构依次进行模型数据的输出，Geo3DML的数据组织层次结构如图2所示。

图2　Geo3DML数据组织层次结构Fig.2　Hierarchy of Geo3DML data organization

2.2　标准的读取

模型的数据读取有DOM与SAX 2种接口，2种方法均包含二进制与文本文件的读取类型，读取方法需首先创建Geo3DProject工程，选择DOM接口或SAX接口的方式打开文件，之后再根据特定的模型数据结构读取数据。

创建工程与接口的方式如下：

gmml::Geo3DProject* pProject=new gmml::Geo3DProject;

//创建工程

(1) DOM接口的创建方式：

Geo3DProjectXMLReader proj_reader;

proj_reader.ReadFile (pathFileName, "");

pGeo3DProj =

(gmml::Geo3DProject*)proj_reader.GetGeoProject();

(2) SAX接口的创建方式：

ReadGeo3DProject (pProject, pathFileName);

3Geo3DML的试用

3.1　Geo3DML试用概况

中国地质大学(武汉)、北京网格天地软件技术有限公司(北京航空航天大学)、北京超维创想信息技术有限公司(北京大学)、中国地质科学院矿产资源研究所等几家标准制定厂家单位以及中国测绘科学研究院、北京三地曼矿业软件科技有限公司、首钢地质勘查院等单位参与了标准的试用，中国矿业大学(北京)研发了读、写标准所用的SDK以及用三维图形界面展示符合Geo3DML标准的模型数据的三维浏览工具(Geo3DML Viewer)。试用单位分别提供了2～3个用各自软件所构建的三维地质模型并转换为Geo3DML数据，然后各试用单位对其他单位所提供的Geo3DML数据进行互转。这是国内不同三维地质建模软件首次通过Geo3DML实现了三维地质模型数据的互转。虽然几家参加试用单位的建模软件在功能、方法上有所差异，但基本实现了三维模型的骨干数据(包括地层界面、断层面、地层体、钻孔数据)的几何表达(点、线、面、体)以及属性场与可视化表达参数(颜色)的相互转换，这在国内尚属首次。

3.2　Geo3DML表达三维地质填图成果

2011年，中国地质调查局启动了15个三维地质填图试点项目。中国地质大学(武汉)提供了用MapGIS构建的三维地质填图试点区之一的三维模型的脱密数据。该模型输出成Geo3DML格式后，在Geo3DML Viewer、QauntyMine(中国地质大学(武汉))、3DMine(北京三地曼矿业软件科技有限公司)、Creator(北京超维创想信息技术有限公司)、3DGrid(北京网格天地软件技术有限公司)、G3DA(中国测绘科学研究院)软件中都能很好地显示(图3、图4、图5、图6)。

图3　三维地质填图试点区1模型在MapGIS中的显示图(据花卫华)Fig.3　Display of model in MapGIS for 3D 　　geological mapping test area 1 (after Hua)

图4　三维地质填图试点区1模型在Geo3DML Viewer中的显示图(据花卫华)Fig.4　Display of model in Geo3DML Viewer for 3D geological mapping test area 1(after Hua)

图5　三维地质填图试点区1模型在QuantyMine中的显示图(据何珍文等)Fig.5　Display of model in QuantyMine for 3D geological mapping test area 1(after He et al)

图6　三维地质填图试点区1模型在G3DA中的显示图Fig.6　Display of model in G3DA for 3D geological mapping test area 1

三维地质填图试点区2脱密的三维地质模型用QuantyMine构建(中国地质大学(武汉))，转换成Geo3DML格式后，在Geo3DML Viewer、3DMine、Creator、3DGrid、G3DA中都能很好地显示。在G3DA中的显示效果如图7。

图7　三维地质填图试点区2模型通过Geo3DML在G3DA中的显示图(据何珍文等)Fig.7　Display of model in Geo3DML for 3D geological mapping test area 2(after He et al)

3.3　Geo3DML表达矿产资源勘探成果

矿产资源勘探是地质工作的重要组成部分，是区域地质调查成果的后续用户。本次研究试用单位北京网格天地软件技术有限公司提供了用3DGrid构建的某油田的三维模型的脱密数据(图8、图9)，中国地质大学(武汉)何珍文、刘琳提供了用QuantyMine构建的某露天矿脱密的三维地质模型(图10)，中国测绘科学研究院提供了某煤田勘探区的脱密三维模型数据(图11)。这些数据所表达的三维地质模型也都通过Geo3DML在参加试用的几家软件中得到了很好的复现，说明Geo3DML在矿产资源勘探领域也具有广阔的应用前景。

图8　用3DGrid构建的某油田三维模型在Geo3DML Viewer中的显示图Fig.8　Display of 3D model established by 3DGrid for an oil field in Geo3DML Viewer

图9　用3DGrid构建的油田2三维模型转成Geo3DML后在G3DA中的显示图Fig.9　Display of 3D model established by 3DGrid and converted to Geo3DML for the oil field 2 in G3DA

图10　用QuantyMine构建的某矿区三维模型转成Geo3DML后在G3DA中的显示图Fig.10　Display of 3D model established by QuantyMine and converted to Geo3DML for a mine in G3DA

图11　用G3DA构建的某煤田勘探区三维模型在Geo3DML Viewer中的显示图Fig.11　Display of 3D model established by QuantyMine for a coal exploration area in Geo3DML Viewer

4Geo3DML向DXF转换

4.1　Geo3DML向DXF转换的必要性

矿产资源开发是矿产资源勘探的目的所在。矿产资源勘探成果三维建模的下游用户是“数字矿山”的建设单位。矿区三维地质模型是数字矿山的重要组成部分(吴立新等,2002；王李管等,2006；吴冲龙等,2011)。在“数字矿山”领域的主流软件(如国外的Surpac、Micromine，国内的Longruan GIS、3DMine、Dimine等)均接受AutoDesk公司开发的DXF交换格式作为三维地质填图数据源。倘若可以实现Geo3DML标准到DXF格式的转换，就可以实现将矿产资源勘探生成的三维地质模型直接作为数字矿山建设的数据源，减少社会资源的浪费。

4.2　GDAL/OGR库简介

笔者用OGR库来实现Geo3DML标准到DXF格式的转换。GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)是一个地理空间数据抽象库，是在X/MIT许可协议下的开源栅格空间数据转换库。1998年，Frank Warmerdam开发了最初的GDAL，在GDAL 1.3.2版本以后由开源地理空间基金会(OSGeo，Open Source Geospatial Foundation)下的GDAL/OGR的项目委员会进行管理。GDAL可以利用抽象数据模型来表达所支持的各种文件格式，并具备进行数据处理与转换的一系列相关命令。由于GDAL/OGR简洁、高效，且可以支持多种栅格与矢量的数据格式，很多开源GIS软件甚至商用GIS软件都利用GDAL/OGR来进行空间数据的读写。

OGR(OGR Simple Features Library)的使用方法和功能与GDAL的相似，是GDAL的一个分支，可以提供对矢量数据读写的支持，同时OGR库具有可进行空间参考信息处理的类，可以对空间信息进行处理(李芳珍等，2008；刘昌明等，2011；周顺等，2014)。

4.3　转换的实现

三维模型转换的关键是曲面的几何形态表达的转换。Geo3DML标准中曲面表达主要采用不规则三角网，而DXF中主要采用等高线来进行曲面表达。若想以Geo3DML数据直接作为数字矿山的数据源，则要设法将Geo3DML标准中的曲面表达数据转为DXF中的曲面表达数据。

图12　OGR库几何对象的继承关系图Fig.12　Inheritance relationship of geometric objects in OGR library

4.3.1 不规则三角网的转换由于DXF中的几何类型只有如图12的表达方式，并没有Geo3DML标准中的不规则三角网数据类型，所以要解决不规则三角网在DXF中的数据存储类型问题。这里有2种实现方法：一种是将每个三角形作为1个OGR中OGRLineString对象，再将所有三角形保存在OGRGeometryCollection中；另一种方法是通过Geo3DML SDK解析不规则三角网数据，求出所有三角线的线，并剔除1条相邻三角形的共边线，最后将得到的每条线存在OGRLineString对象中，再将所有的线存在OGRGeometryCollection对象中。

4.3.2等高线的转换由于Geo3DML标准中并没有等高线的数据类型，在这里可以自定义等高线类，再通过Geo3DML SDK读取的不规则三角网数据生成等高线数据，最后将等高线数据以DXF文件的形式进行输出。

用不规则三角网生成等高线数组存到OGR库的OGRLineStringRing中，再存到OGRGeometryCollection对象中，最后进行DXF格式输出，则得到等高线形式的DXF文件。

上述所提及的方法使用的是2015年最新的GDAL/OGR 1.11版本库，该库可以输出“AcDb3b-Polyline”类形式的三维数据格式，而1.11版本以前的GDAL/OGR库只支持2.5D的 “AcDbPolyline”形式数据输出(宋艳敏等，2009)。

图13　三维模型(图9)通过Geo3DML转换为DXF格式的等高线在AutoCAD中的显示图Fig.13　Display of contours converted from 3D model (Fig. 9) to DXF format by Geo3DML in AutoCAD software

图14　三维模型(图9)通过Geo3DML转换为DXF格式的不规则三角网在AutoCAD中的显示图Fig.14　Display of irregular triangle net converted from 3D model (Fig. 9) to DXF format by Geo3DML in AutoCAD software

5Geo3DML与GeoSciML比较

既然国际上已经有了GeoSciML，为什么还要Geo3DML？下面将两者进行对比。

5.1　GeoSciML的背景

GeoSciML(GeoScience Markup Language)是国际地质科学协会(IUGS)地学信息管理与应用研究会(CGI)于2003年开始研制的地质信息标准交换格式标准，后来该标准的升级维护转给OGC(OGC，2015)。该标准工作组成员主要来自CGC、BGS、CSIRO、USGS、GSV、SGU等地质机构。GeoSciML也是基于XML的GML，它是以北美、欧洲、澳洲等地质调查部门及研究机构的研究成果为基础发展起来的，面向地质图共享的北美地质图数据模型、面向地矿行业数据共享与互操作的标准。GeoSciML在北美、欧洲、澳洲甚至中国的很多地质信息共享项目中得到了应用(陈国旭等,2007；彭文祥,2012；刘荣梅等,2013)。

5.2　GeoSciML的数据模型

GeoSciML的数据模型分为地质图数据模型与钻孔数据模型。其中，地质图数据模型包括地质构造(断层、节理、断裂)、地质单元(地质单元的物资组成、形状、颜色、变形、变质、地质年龄、出露情况等)、地质图图例。利用GeoSciML的地质要素，如地球物理、地质体、地质结构、地质年代、地质关系等地质要素类型可以实现地质图共享数据模型建模。GeoSciML的钻孔数据模型可以实现垂直、倾斜甚至水平钻孔的钻孔建模，并可实现钻孔与钻孔剖面图的关联与查询(陈国旭等,2007；Richard et al,2007；OGC,2015)。

5.3　Geo3DML与GeoSciML的区别

Geo3DML与GeoSciML的本质区别在于Geo3DML强调的是三维地质模型的表达，而Geo-SciML着眼的是传统的二维地质建模(传统的二维地质图、二维剖面图、钻孔柱状图)的表达以及在互联网上的地图服务(WMS)与要素服务(WFS)。GeoSciML也一直在发展之中，其即将推出的新版本可能会补充对三维地质模型的表达。

6建议

6.1　给Geo3DML以应用机会

地理空间数据是一种极为复杂的数据，二维地理信息数据在不同的地理信息系统间的交换与转换至今没有完全解决，而三维地质模型数据的复杂程度远大于二维地理信息数据的复杂度，Geo3DML标准也不可能一步到位地解决三维地质建模数据交换中的所有问题，需要在实践中不断探索与完善。所以必须给Geo3DML以应用的机会，才能在应用中完善。

6.2　将Geo3DML升级为国家标准

中国地质调查局应继续资助Geo3DML的升级完善，并在适当的时机将其升级为国家标准(目前只是准备将其作为行业标准发布)。因为Geo3DML的影响范围与意义远远超过一般的行业标准，它会影响到区域地质调查、矿产资源勘探、数字矿山建设、城市地质、工程地质、水文地质、地下水源保护、环境保护、水电大坝建设等众多领域与行业。这些领域与行业都需要三维地质建模的支撑，在全国范围内需要这样一个国家标准，而目前Geo3DML最具能力担此重任。

6.3　补充细节

不同的三维地质建模软件所面向的具体行业应用侧重点不同，所采用的三维地质模型与数据结构可能不尽相同，所以Geo3DML标准在不同的三维地质建模软件中的使用尚有很多问题需要研究。该标准对于几何表达与可视化部分已经比较完善，但是对于地质要素之间的关系的定义不够明确，如果由于各单位模型构建方法不同，可能会在模型中出现诸如地层面、侧环面、断层面等定义，但这些面以同一种类型输出，并没有具体细化分类，这样的输出对三维地质模型的可视化几乎没有影响，但是对于读取这些数据时所需进行的要素分类、拓扑重构造成了很大的麻烦。建议扩展标准并细化一些具体数据模型类型，并且推荐将同类型的模型单独生成1组GeoModel与Geo3DMap文件，这样可以对模型类型的分类带来巨大的便利。

6.4　向相关行业大力宣传Geo3DML

应该积极向广大的地质调查项目、三维地质填图项目、矿产资源勘探项目的负责人与工程技术人员宣传Geo3DML，让他们了解三维地质建模以及Geo3DML能够带来的好处，使得他们有意识地在地勘项目中使用三维地质建模技术，使用Geo3DML。对Geo3DML的了解、认同与积极使用是Geo3DML走向成功的最重要的保证。此外，还应该向矿井设计院、矿山企业、数字矿山建设单位，以及城市地下工程、道路桥梁、水电项目的决策者与工程技术人员宣传Geo3DML标准。

6.5　在勘探项目中积极使用Geo3DML

建议在国家出资的区域地质调查报告以及国家、地方政府或企业出资的矿产资源勘探报告评审中逐渐增加对勘探区三维地质建模的要求。当矿井设计院与矿山企业明白三维地质建模以及Geo3DML能给他们带来益处后，便会积极主动地要求勘探项目施工单位在项目中使用Geo3DML。

6.6　将Geo3DML作为地质报告评审中三维地质模型的数据标准

建议在国家、地方的地质报告、勘探报告审核中，要求三维地质建模成果必须提供Geo3DML格式，以保证三维地质建模成果的可继承性、通用性与中立性，防止国外或国内某一家三维地质建模软件厂商对国内三维地质建模市场的垄断。

6.7　三维地质建模软件厂商积极支持Geo3DML

三维地质建模软件厂商的积极使用也是Geo3DML获得成功的重要保证。由于Geo3DML能够保证所建三维地质模型的数据在不同三维地质建模软件间流转，使得从区域地质调查(包括三维地质填图)到矿产资源勘探的每一阶段的三维地质建模成果都能够得到继承，使三维地质建模逐渐成为地质工作的必选项目。因此，Geo3DML的推广使用将促使三维地质建模技术的普及，促使更多的地质项目使用三维地质建模技术，从而增加三维地质建模软件厂商的商机。可以预见，若干年后，不支持Geo3DML的三维地质建模软件厂商在中国将面临出局的危险。

6.8　数字矿山软件与Geo3DML接轨

Geo3DML将成为我国地质调查、矿产资源勘探成果的三维地质模型的数据标准。因此，中国本土的数字矿山软件厂商，以及希望在中国发展的国外数字矿山软件厂商应该关注、研究、使用Geo3DML，使得矿产资源勘探成果的三维地质模型、三维矿产模型能够直接进入矿山设计院的三维设计平台，作为数字矿山的数据源，减少中间转换和模型重建成本，降低社会资源的浪费(李青元等，2014)。

7结论

通过试用验证，Geo3DML标准具有很好的三维地质模型表达效果，在国内首次通过Geo3DML实现了几个不同三维建模软件所构建的三维模型主体数据的相互转换。

Geo3DML标准应该成为从区域地质调查—矿产资源勘探—数字矿山建设这条长长的产业链上三维地质模型顺畅流转的标准，以保证三维地质模型在流转中被继承并不断细化与提升，减少模型重建所带来的社会资源的浪费。

任何标准都不是一步到位的，该标准需要广泛应用到实际工作中，不断修订与维护才能更加具有生命力，才能具有社会经济效益。希望从项目主管、工程技术人员到软件厂商都积极使用Geo3DML，促使三维地质建模技术在中国的推广应用。

参考文献：

陈国旭,蔡睿.2007.基于GeoSciML的地质信息共享技术研究现状[C]//全国工程勘察信息化学术研讨会论文集.湖北武汉：中国地质学会工程地质专业委员会,137-141.

李芳珍,许伦辉.2008.DXF文件格式及其外部接口的研究[J].兵工自动化,27(7)：83-85.

李章林,吴冲龙,张夏林,等.2011.基于三维块体模型的矿体动态构模方法[J].矿业研究与开发,31(1)：60-63.

刘昌明,陈荦.2011.GDAL多源空间数据访问中间件[J].地理空间信息,(5)：58-61.

刘荣梅,严光生,夏庆霖.2013.从第34届国际地质大会看地学信息技术发展趋势[J].地质通报,32(4)：685-692.

李青元,张丽云,魏占营,等.2013.三维地质建模软件发展现状以及问题探讨[J].地质学刊,37(4)：554-561.

李青元,陈强,马梓翔,等.2014.从“三维地质模型数据交换格式”标准到“数字矿山”三维数据源[J].采矿技术,14(6)：99-102.

彭文祥.2012.基于开放标准的地质空间信息集群体系结构研究[J].上海国土资源,33(3)：85-90.

屈红刚,王占刚,吴自兴,等.2014.Geo3DML：三维地质模型数据交换格式[C]//第十三届全国数学地质与地学信息学术研讨会论文集.江苏徐州：中国地质学会数学地质与地学信息专业委员会,198-199.

宋艳敏,陈东银.2009.基于ArcEngine与OGR库的Shapefiles文件到KML格式转换方法研究[J].国土资源遥感,(2)：110-113.

吴立新,张瑞新,戚宜欣,等. 2002. 3维地学模拟与虚拟矿山系统[J].测绘学报,31(1)：28-33.

王李管,曾庆田,贾明涛.2006.数字矿山整体实施方案及其关键技术[J].采矿技术,6(3)：493-498.

吴冲龙,田宜平,张夏林,等.2011.数字矿山建设的理论与方法探讨[J].地质科技情报,30(2)：102-108.

杨炳忻.2014.香山科学会议第491—495次学术讨论会简述[J].中国基础科学,(6)：14-19.

郁军建,王国灿,徐义贤,等.2015.复杂造山带地区三维地质填图中深部地质结构的约束方法：西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图实践[J].地球科学：中国地质大学学报,40(3)：407-418.

张立,丁凯.2011-08-30.从“二维”到“三维”我国地质填图迈入新时代[N].中国矿业报,(A03).

赵增玉,金毅,陈火根,等.2013a.不同特征矿体的三维建模方法研究[J].地质学刊,37(4)：611-615.

赵增玉,潘懋,郭艳军,等.2013b.三维矿产资源潜力评价中 GIS 空间分析的应用研究[J].地质学刊,37(4)：366-372.

中国地质调查局发展研究中心.2014a.三维地质模型数据交换格式(Geo3DML)：编制说明[R].北京：中国地质调查局发展研究中心.

中国地质调查局发展研究中心.2014b.三维地质模型数据交换格式(Geo3DML)：征求意见稿[R].北京：中国地质调查局发展研究中心.

周顺,李青元,张威,等.2014. OGR库扩展MapGIS矢量格式方法[J].测绘科学,39(增刊1)：222-224.

OGC.2015-07-01.GeoSciML SWG[EB/OL].http://www.opengeospatial.org/projects/groups/geoscimlswg.

RICHARD S M,CGI Interoperability Working Group.2007.GeoSciML：A GML application for geoscience information interchange[C]//SOLLER D. Digital Mapping Techniques07: Workshop Proceedings: USGS Open File Report 2007-1285. Columbus, Ohio, USA: USGS,47-59.

Application of Geo3DML in three-dimensional geological modeling and some suggestions

LI Qing-yuan1, MA Zi-xiang2, CUI Yang3, CHEN Chun-mei2, DONG Qian-lin2

(1. Key Laboratory of Geo-Informatics ofState Bureau of Surveying and Mapping, Chinese Academy of Surveying and Mapping, Beijing 100830, China; 2. College of Geosciences and Surveying Engineering, China University of Mining and Technology (Beijing), Beijing 100083,China; 3. School of Geosciences, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, Liaoning, China)

Keywords：3D geological modeling; data conversion standard; 3D geological mapping; mineral resources exploration; digital mine