1研究背景城市规模日益向外扩展，地下水位下降、地下水污染、地质灾害等环境地质问题逐渐突出。传统的数据管理方式受到了严峻的挑战[1]，亟须开展城市地质环境调查工作。针对城市的地质环境调查工作范围广、调查对象类别多、多源异构数据量大的特点，深入研究新技术环境下实现地质调查工作的信息化成为重点。目前，我国各行业信息化已进入全面推进的快速发展新阶段，自然资源信息化迈入深入推进的新阶段，地质调查工作转型进入新发展格局，需要给予地质调查信息化强力支撑，需要信息化发挥先导作用[2]。《全国地质调查“十四五”规划》提出要推进地质科技创新、信息化[3]。GIS具备的强大的空间数据管理和分析功能[4]，使实现地质调查工作的信息化成为可能，为进一步开展城市地下空间利用、水资源保护及管理等工作奠定了信息化基础，对保障城市经济社会的可持续发展具有重要意义[5]。许多学者基于GIS开展了多种适用性系统的设计[6-8]，为实际工程项目的开展作出了巨大贡献。叶礼伟等[9]将嵌入式GIS应用于地质灾害应急调查，在灾害现场调查时能准确、完整地记录和及时上报灾情信息，极大地提高了地质灾害应急调查的工作效率。江齐英等[10]利用“云计算”“大数据”“中台+微服务”等技术搭建广东省城市地质信息管理服务平台，实现了对全省城市地质调查成果的集成管理、分析评价、共享服务及辅助决策。夏富富等[11]以陈台沟铁矿床为研究对象，依据在陈台沟铁矿床的勘查中收集与整理的资料，利用数字地质调查系统与三维地质建模建立陈台沟铁矿床数据库与三维实体模型，直观展示陈台沟铁矿床的空间位置与赋存状态，并对矿床资源量进行了计算。李敏等[12]通过对数字地质图空间数据库的组织模型、空间存储及属性继承、辅助建库工具、质量监控的阐述，建立了数字地质调查系统空间数据库，为后续开展的国土资源调查、矿产资源规划、地质环境及灾害治理等工作提供了快速方便、准确的基础地质信息。本研究基于GIS技术结合地质空间数据库和地质分析评价模型，搭建了地质调查服务系统，为研究和评价区域地质环境状况提供了技术支持。2平台架构设计城市环境地质调查信息系统是以GIS技术为支持，以地质空间数据库为基础，以地质分析评价模型为支撑，研究和评价项目区基础地质环境状况为目的的专题型地理信息系统。系统具有一般GIS的基本功能，且具有解决地质环境专业问题的能力。系统具备对地质调查区域的基础地质、地下水动态、地下水环境以及水文监测数据，进行采集、存储、管理、更新、合成、查询、分析与评价、可视化表达等专业功能。平台系统功能如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.01.013.F001图1平台系统功能数据层：调用建立的基础地质数据库、第四纪地质数据库、水文地质数据库、地面沉降数据库等。为服务层和应用层提供管理、分析、应用的数据来源。应用层：利用交互模块，为用户提供录入数据、信息查询、地质建模、计算分析等功能。服务层：服务层是本平台的核心，在各类工程地质数据库的基础上，面向专业应用需求，构建综合信息查询、数据三维可视化、沉降分析、剖面分析等多个服务模块。3平台系统应用3.1勘察数据管理该平台支持从现有的各种工程地质、水文地质和环境地质资料、图件、遥感图像中获取信息，或通过野外数据采集器直接获取各类数据化的原始地质资料，如地下水动态、地下水污染、地面沉降动态，并可对获取的各种地学空间位置、属性等信息进行录入。3.2地调“一张图”基于GIS以天地图、百度或高德地图等公共地图资源为二维底图，整合路网、水系、行政区划等公用矢量信息，以统一的地理定位，完成城市环境地质调查数据的整合、入库、编辑管理、数据快速查询与统计、服务发布与管理等功能。实现水位、水质、水量信息的查询与分析，系统可生成动态统计图和历史曲线。支持GIS空间查询、图文互查、地下水污染评价的一体化展示、数据综合查询和统计分析，该系统可基于服务的调用与升级开发。3.3空间分析、计算评价结果可视化利用GIS空间分析功能，辅助分析地面沉降、地下水污染规律以及生成各种地质要素等值线图；建立地质体三维模型，生成各种地质剖面图，并对成果图件进行可视化展示。3.4用户管理按级别设置用户的操作权限，包括数据库管理、用户管理、密码设置、权限设置等功能，按级别设置用户的操作权限。3.5网络发布基于Web在外网上发布面向公众或专业人员的地质环境基础数据及相关分析成果。4项目应用4.1项目工程概况项目地处华北平原腹地，总面积1 568 km2，地形平坦，略有起伏。以京杭运河为界，北部广大地带地势较低，由西向东倾斜，地面标高12~16 m，其中西部为13~16 m，过渡到东部14~15 m；京杭运河两岸地带，地势略有起伏，地面标高14~16 m，运河以南黄河一带地势较高，地面标高18~21 m。工作区总体上地形从西向东缓慢下降。4.2环境地质调查项目应用4.2.1数据管理项目区调查资料按照地质专业划分，可分为工程地质、基础地质、水文地质信息等；各种地质信息数据格式复杂，评价标准不一，包含数据表、数据图件、矢量数据等。传统的数据管理方式不仅容易造成数据的丢失，还不容易查找。本系统平台对各类数据进行了分类、整合、处理。在数据目录下可查询所有类型的地质信息，如野外地质调查表、钻孔数据表、沉降监测数据等。4.2.2地质体建模支持地下层状地质体快速建模，复杂地质体如断层，透镜体等地质现象的半自动化建模。可供专业地质人员查询三维地质模型信息，自主分化地质剖面，支持一键剖分地质等常用三维地质体操作。地质体建模如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.01.013.F002图2地质体建模4.2.3沉降模拟通过该系统可实现沉降数据的三维可视化，通过该模块可对区域内的沉降状况进行简单预测，为后续的开挖、施工等工程项目提供决策帮助。沉降模拟如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.01.013.F003图3沉降模拟4.2.4图件查询该系统实现了二维条件下的图件交互，以城市地图作为底图，各类工程地质钻孔，水文地质钻孔等矢量数据作为图层与地图进行配准。通过点击钻孔，可展示该钻孔对应的土层、坐标、钻孔柱状图等勘察地质信息。城市调查数据服务系统在项目中展现优越性的同时，也提高了区域地质调查工作的效率，提升了区域地质工作的水平。5结语本研究通过建立标准化、专业化的综合地质数据库，研发了适合城市地质调查工作的三维系统。系统实现了勘察数据的二维、三维可视化，具备工程中常用的专业计算、专业分析等功能，将专业领域复杂，抽象或专业性过强的成果及结论，用更简洁和直观且易于被接受的方法和形式表现出来。该系统可在支持地质调查的同时更好地服务社会经济的可持续发展，也为科技创新地质信息化提供新思路。