中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
3D Geosciences Modeling
And GTP Model
MSU 2005 July 9
吴立新
awulixin@263.net
TEL,024-83676786
010-62331012
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Outlines
1,What’s Geosciences?
2,What’s 3D?
3,Reviews 3D Models
4,Objects of 3D Geosciences Modeling
5,Data Sources of 3DGM
6,Forelands of 3DGM
7,Principles of GTP Model
8,Applications of GTP-based Geomo3D
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1,What’s Geosciences？
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Geography
传统的 GIS研究范畴,
一般指传统地理学所涉及的范围,
主要在岩石圈和大气圈之间，即地球的表面，
其构模多基于 2D空间框架
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1,What’s Geosciences？
Geology
而自上世纪 70年代以来,GIS的应用领域不断扩展，
GIS所涉及的范围已经向上进入大气层，向下进入地
球内部（岩石圈层之内，地表以下 0～ 10Km）
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1,What’s Geosciences？
煤岩地层
地表植被
地表建筑物
大气 山川
道路
矿坑边坡
以数字矿山为例，其空间对象上至大气环境、
中至山川植被、道路建筑，下至矿坑边坡、
井巷工程、煤岩地层等
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? Geosciences的内涵,
Geography,Geomorphy
Geology,Geophysics,Geochemistry,
Geo-engineering,Civil Engineering
Subsurface/Civil Excavation
(such as tunnel,subway and mine etc.)
An integer of Geo-related sciences and technology
涉地科学与技术的整体
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1,What’s Geosciences？
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? 广义地理系统,
地上、地表、地下三位一体的系统,
其中的空间目标可以称为广义地理目标
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1,What’s Geosciences？
煤岩地层
地表植被
地表建筑物
大气 山川
道路
矿坑边坡
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2,What’s 3D?
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
Geometry
0D,point
1D,line
2D,face
3D,body
GIS data model
2D,face,TIN,DEM
3D,body,CSG,3DCM?
skin
texture
from outdoor to indoor
organic section,
compositions
attributes
topological relations
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3D Reconstruction,
geometry
texture
attribute
2,What’s 3D?
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Organic Section,
compositions
attributes
topological relations
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2,What’s 3D?
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
Organic Section,
compositions
attributes
topological relations
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2,What’s 3D?
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3,3D Models Review
Facial Model
Volumetric model
Mixed model
Regular
Irregular
TIN
CSG-tree
TEN TIN-CSG mixed
Grid
Voxel
Pyramid
TIN-Octree mixed or
Hybrid
B-Rep Octree
Tri-Prism (TP)
Wire framework-Block
mixed
Non-Uniform Rational B-splines (NURBS)
Needle
Geocellular
Octree-TEN mixed
Wire framework or
Linked slices
Regular block
Irregular block
Serial sections
Solid
Sections-TIN
3D Voronoi volume
Multi-DEMs
ATP,GTP
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表 1,3D空间数据模型及构模方法分类
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Facial Model
Volumetric model
Mixed model
Regular
Irregular
TIN
CSG-tree
TEN TIN-CSG mixed
Grid
Voxel
Pyramid
TIN-Octree mixed or
Hybrid
B-Rep Octree
Tri-Prism (TP)
Wire framework-Block
mixed
Non-Uniform Rational B-
splines (NURBS)
Needle
Geocellular
Octree-TEN mixed
Wire framework or
Linked slices
Regular block
Irregular block
Serial sections
Solid
Sections-TIN
3D Voronoi volume
Multi-DEMs
ATP,GTP
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
F2 …… F6
E1 E2 E12 ………………………………………………
…………
F1
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3,3D Models Review
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3,3D Models Review
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（ a） CSG （ b） Voxel （ c） Octree
（ d） Needle （ e） Regular Block
Regular Volumetric Model
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3,3D Models Review
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Irregular Volumetric Model
（ a） Tetrahedral （ b） Pyramid （ c） Tri-Prism （ d） Geocellular
（ e） Irregular Block （ f） Solid （ g） 3D Voronoi （ h） GTP
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3,3D Models Review
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Mixed model
TIN-CSG
TIN-Octree
or Hybrid
WireFrame-
Block
Octree-TE
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3,3D Models Review
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表 2,3D空间数据模型及构模方法新分类
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单一构模
混合构模
集成构模
面元模型
体元模型
混合模型
集成模型
规则体元
非规则体元
表面
模型
(Surface)
不规则三角
网模型（ TIN）
结构实体几何
（ CSG）
四面体格网
(TEN)
TIN+Grid
TIN+CSG
格网模型
（ Grid）
体素（ Voxel）
金字塔
（ Pyramid）
Section+TI
TIN+Octree(Hybri
d模型 )
边界表示模型（ B-Rep）
针体（ Needle）
三棱柱（ TP）
WireFrame+Blo
ck
线框 (Wire Frame)或
相连切片 (Linked Slices)
八叉树（ Octree）
地质细胞
(Geocellular)
B-Rep+CSG
断面（ Section）
规则块体
（ Regular Block）
非规则块体
(Irregular Block)
Octree+TEN
多层 DEMs
实体（ Solid）
3D Voronoi图
广义三棱柱
(GTP)
注：斜体部分为栅格模型；多层 DEMs当采用 TIN构模时为矢量模型, 若采用 Grid构模, 则为栅格模型；其它
为矢量模型或矢栅混合, 矢栅集成模型 。
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4,Objects of 3DGM
Surface
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Subsurface,
Geology
Hydrogeology
Subways
Underground
park area
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中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
Surface
Subsurface,
Geology,
Hydrogeology
Excavations
Tunnels
Working faces
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4,Objects of 3DGM
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? Modeling objects,
Surface terrain
Surface buildings
Surface constructions
Subsurface geological bodies
Subsurface geological structures
Subsurface cavities
Subsurface engineering excavations
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4,Objects of 3DGM
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4,Objects of 3DGM
I,三维可视化 II,三维查询 III,三维分析 IV,工程应用
根据 3DGIS与 3DGMS应用需求的不同,
可将三维地学空间构模的目的依次分为 4个目标层次,
I,在计算机环境下, 对地学数据和地学对象进行三维可视化, 以方
便和增强对地学数据, 地学现象和地学过程的理解与认识
II,含 I,还要能进行三维空间查询与简单的三维度量, 如欧式距离,
方位, 表面面积, 体积的可视量算等 ;
III,含 II,还要能进行地学统计计算与拓扑分析；
IV:含 III,还要能在所建模型上进行工程设计, 能与有限元模型
（ FEM） 相耦合进行数值模拟计算, 以及能进行模型更新
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4,Objects of 3DGM
三维地学空间构模的功能要求,
2.5 D 2.75 D 3 D 3 D
静态 动态 准动态
I：三维可视化 II：三维查询 III：三维分析 IV：工程应用
空间构模
可视化
空间构模
可视化
三维度量
地学统计
空间构模
可视化
三维度量
拓扑分析
工程设计
拓扑分析
地学统计
空间构模
可视化
三维度量
模型更新
FEM模型
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5,Data Sources of 3DGM
Surface
Subsurface
10~
1000 m
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Data
sources,
Borholes,
Geophysical,
Geochemical
Excavations
Planning…
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6,Forelands of 3DGM
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第一方面：地学空间目标的认知
人们对空间目标的认知过程首先是观察，根据观察视点、尺度特征、
空间维数、复杂性和兴趣点的不同，以及数据组织和处理方式的不同，
地理空间认知一般有三种模式：即基于对象 (object-based)、基于网
络 (network-based)和基于域 (field-based)的认知模型。
基于对象：对象可以不受限制, 但只适合于那些具有完整边界的, 非
连续的地理目标；
基于网络：可以看成是基于点, 线对象及其拓扑关系的集合描述；
基于域：把地学空间中的事物和现象作为连续的变量或体来看待, 如
图斑模型, 等值线模型, 采样模型 。
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6,Forelands of 3DGM
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第一方面：地学空间目标的认知
三维地学空间构模难而复杂, 许多理论, 方法与技术问题 （ 甚至是
基本的 ） 尚不清晰, 不完整, 不严密, 谨就作者近年从事 3DGIS与
3DGMS理论, 方法与技术研究的经验, 心得和体会, 就 6个方面提出
11个前沿问题, 与同仁进行讨论 。
而实际上, 地学目标具有不同于一般地理目标的高度复杂性和非线性
特点, 如固, 液, 气三相耦合, 地上与地下耦合, 自然体与人工体耦
合等 。
此外, 地学目标的空间分布可能不连续 （ 如污染, 矿体 ）, 地学目标
的边界也可能不完整 （ 如断层, 地下水 ） 。
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6,Forelands of 3DGM
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第一方面：地学空间目标的认知
表 3,地学空间目标的分类
地上实体
基础设施
坝体、边坡、桥梁、管线、输电线塔等
房屋建筑
村庄民房、城市公寓、高楼大厦、会馆厂房、文物古塔、
雕塑等
自然地物
古树、景观树、雪花、云雾、泥石流、熔岩流等
地球表面
地形特征
土壤、山脉、丘壑等
地貌特征
河流湖泊、各类道路、植被耕地等
地下实体
地质体
岩层、矿体、油气藏、断层、褶曲等
地下自然空间
暗河、岩溶洞等
地下人工空间
城市地下沟、地铁、防空洞，矿山井巷，隧道硐室，军事
掩体等
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6,Forelands of 3DGM
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第一方面：地学空间目标的认知
可见, 传统的地理空间认知模式难以完整, 正确地表达复杂地学
目标 。 据此, 提出第 1个前沿问题,
前沿问题 1：是否需要一种新的认知模型？
如果需要, 则新的认知模型既要强调空间目标的几何特征与综合
个性, 又要便于空间关系和逻辑关联表达 。
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6,Forelands of 3DGM
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第二方面：空间模型的维数
人们对空间模型的维数称谓尚不统一, 如 2D,2维半, 2.75D,假 3D、
伪 3D,3D,真 3D等, 常造成混淆和概念模糊, 如 2.5D,2.75D一般
也称为 3D（ Turner K.,1991,1998） 。 据此, 提出第 2个前沿问题,
前沿问题 2：是否需要对空间模型的维数进行统一界定？
对这一问题，从数学模型、高程特征、属性特征、构模方式和典型实
例等方面进行了比较。
所谓真 3D GIS，它是将 3D空间坐标（ x,y,z）作为独立参数来进行空
间实体对象的几何构模，其数学表示为：,因而所建立的模
型不仅可以实现真 3D可视化，还可以进行 3D空间分析。
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第三方面,空间模型的适应性
1） 面元模型虽然可以较方便地实现地层可视化和模型更新, 却
不是真 3D的, 也不描述 3D拓扑关系, 更无法进行开采开挖设计；
2） 规则体元模型虽然是真 3D的, 模型更新也比较方便, 却
难以适应复杂地质体构模, 且几乎不描述拓扑关系；
3） 非规则体元模型虽然是真 3D的, 也可以适应复杂地质体
构模, 但模型更新比较困难, 且几乎不描述拓扑关系；
4） 混合元模型虽然理论上探讨较多, 但技术实现难度大, 许
多难点尚未突破 。
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第三方面,空间模型的适应性
可见, 不同模型的适应性各不相同, 要根据具体的三维构模目
的来选择适合的三维地学空间模型 。 据此, 提出以下 3个前沿问
题,
前沿问题 3：如何突破混合模型的技术难点并尽快技术实现？
前沿问题 4：为保障几何一致和拓扑一致, 集成模型的纽带如
何确定？
前沿问题 5：是否可以发展一种通用的 3D空间数据模型？
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第四方面,二维屏幕上的三维操纵
众所周知, 在虚拟现实环境下, 人们可以对灵境中的空间目标进
行灵活操纵 。 但虚拟现实技术的设备依赖性很强, 一次性投资太
大, 影响了三维地学空间模型的实际应用 。 PC环境下的地学灵境
构建与三维操纵势在必行 。 据此, 提出 2个前沿问题,
前沿问题 6,PC环境下可否实现地学灵境？
前沿问题 7：如何实现 PC环境下的三维可视操纵, 如空间捕捉,
三维度量等？
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第五方面,空间拓扑关系描述
纵观近年国内外的研究成果和学位论文, 发现：进行 3DGIS和 3DGMS
理论研究时, 一般通过定义点, 线, 面, 体元四类几何要素之间的拓
扑关系来进行拓扑表达 。
而实际应用时, 则通常需要进行简单对象与简单对象, 简单对象与复
杂对象, 复杂对象与复杂对象之间的拓扑查询与拓扑分析, 这是基于
要素的拓扑表达所不能支持的 。 据此, 提出两个前沿问题,
前沿问题 8：几何要素之间的拓扑关系描述是否完备, 一致, 以及如
何做到最优？
前沿问题 9：如何进行新的拓扑关系定义和表达, 以及设计新的拓扑
存储结构?
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6,Forelands of 3DGM
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第六方面,模型更新问题
事实上, 自然现象和人类工程在不断发展变化, 一个三维模型或三维
系统是否具有生命力, 取决于该模型或系统能否保持适当, 必要的现
势性 。 模型的动态变化包括环境演变, 自然灾害, 地下开挖, 矿体开
采, 城市建设等自然过程和人类工程活动 。
可见, 模型的更新内容应包括：空间边界变化, 空间体元增减 （ 消亡,
分裂, 合并 ）, 拓扑关系变化等多方面的内容 。 过去的 3D空间构模
研究 （ 尤其是 3DGIS领域 ） 很少涉及到空间模型更新的问题, 在拓扑
维护方面则几乎没有涉及 （ 尤其是 3DGMS领域 ） 。
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6,Forelands of 3DGM
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第六方面,模型更新问题
据此, 提出两个前沿问题,
前沿问题 10,3D空间模型的更新机制是什么？
前沿问题 11：如何进行模型扩充, 修改与局部细化,
以及进行动态拓扑维护？
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6,Forelands of 3DGM
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其它方面,8项关键理论与技术问题
? 多源异构地学数据的认知与理解
? 多源异质地学数据的集成与表达
? 海量地学数据的分布式管理
? 三维地学数据的并行处理与模型计算
? 多尺度地学数据挖掘与知识发现
? 三位一体集成的地学空间模型
? 模型精度及其可靠性分析
? 与工程开挖无缝集成的数据组织方法
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Stratum i
Stratum i+1
Upper interface
of stratum i
Upper interface
of stratum i and
Lower interface
of stratum i+1
Lower
interface
of stratum i+1
Boreholes
GTP,Generalized Tri-Prism
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7,Principles of GTP model
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P1-Node
P2- TIN-edge
P3- Side-edge
P4- TIN-face
P5- Side-face
P6- GTP component
P7- Diagonal
GTP,7 Primitives
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7,Principles of GTP model
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GTP,Degeneration of side and TIN face
Side
degeneration
TIN face
degeneration
GTP
Tetrahedron Pyramid
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7,Principles of GTP model
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GTP divarication
New stratum interbeded
7,Principles of GTP model
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3D
2D
1D
0D
3D Geosciences model
Geo-layer
GTP components
TIN-face Side-face
Side-edge TIN-edge
Interface node
（ X,Y,Z） Attributes
Geo-structure
Diagonal edge
Geo-body
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7,Principles of GTP model
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New
Node
Local updating of GTP model and Topo,
New node outside original TIN
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7,Principles of GTP model
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Local updating of GTP model and Topo,
New node inside original TIN
New
node
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7,Principles of GTP model
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Local updating of GTP model and Topo,
New node inside GTP
A
D
B
E
1
2
C
F
H
G
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7,Principles of GTP model
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Local updating of GTP model and Topo,
New stratum discovered
Stratum 2
Stratum 1
Drill holes
New stratum
Interface 0
Interface 1
Interface 2
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7,Principles of GTP model
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Geo-clip operation
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Non-
coplaner
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7,Principles of GTP model
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Geo-clip operation
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The clipping of plane on tetrahedron
1-face intersect
Quadrilateral intersect
1-point intersect 1-edge intersect Non-intersect
Triangular intersect
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7,Principles of GTP model
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Local updating of GTP model and Topo,
New stratum discovered,a case
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7,Principles of GTP model
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C4
C2
E2
A2
B3
D2
D3
B2
A3 C3
A1
B1
C1
B4
A4
F2
F3
E3
Rules
? Integrity
? Less
redundancy
? Fast for
inquiry
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7,Principles of GTP model
Topology？
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6
groups
?TIN-edge,Node and TIN-face
?GTP,Face (TIN-face and side-face) and
Node
?Side-edge,Node,Side-face and TIN-face
?TIN-face,TIN-edge,Side-face,Upper-GTP
and Lower-GTP
?Side-face,Edge (TIN-edge and side-edge)
and GTP
? node,TIN-edge,Side-edge and GTP
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
Topology？
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Topological
relation
Primitives
Inclusion
Adjacent
Disjoint
Node (P1)
P2,P3，
P4,P5，
P6
P2,P3,P4，
P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
TIN-edge (P2)
P4,P5，
P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
Side-edge (P3)
P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
TIN-face (P4)
P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
Side-face (P5)
P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
GTP (P6)
—
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
A
B’
C
D
D’
B
A’
C’
A’’
B’’
C’’
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
Topology？
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
?Engineering excavation GIS (E2GIS),
a real-3D GIS serving for geosciences related to geo-
engineering,civil engineering and mining engineering,
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
R1
O1
A1
B1
R2
O2
A2
B2
Difference,data source; data precision;
spatial scale; spatial distribution
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
? Visualize excavation’s location and shape,integrated
with its surroundings in real-3D at high precision;
? Virtual wander through the surroundings,excavations
seamlessly cut geological bodies;
? Support engineering calculations and analysis,with
attributes embodied;
? Support topological inquiry and analysis,excavations
and geological bodies topologically coupled,
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,China Uni.Min.& Tech,东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
E-GTP in simple
The triangulation for different shaped excavations
(a) circle arch section (b) rectangle section (c) trapezoidal section
Oi Oi Oi i
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
E-GTP in complex
E-GTP division schema for a portion of
shape-changed tunnel
O1
A1
C1
B1
E1
D1
G1
F1
①
②
O2
A2
C2
B2
E2 D2
G2
F2
①
②
③
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Section selection for turning engineering excavation
Sections Side
faces
Cen-
ter
(a)Reversed arc （ b） Single arc （ c） Arc division
E-GTP in complex
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Object-oriented integral real-3D spatial data model for E2GIS
Integral real-3D spatial objects in geosciences
Point-entity Line-entity Face-entity Body-entity
TIN-edge
Side-edge Side-face
TIN-face
Node
X,Y,Z
Geological body Engineering
excavation
G-GTP E-GTP
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
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中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Geo-cut operation
Geo-cut plane positioning
Geo-cut operation
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8,Applications of GTP-based Geomo3D
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Geo-removing/cut/apart operation
the removing operation
the removing and apart
operation after clipping
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8,Applications of GTP-based Geomo3D
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Geo-fence generation
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8,Applications of GTP-based Geomo3D
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
北京城市地下空间开发利用容量评估
Capacity Evaluation System for
Subsurface Space Developing of Beijing City
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7,Applications of GTP-based Geomo3D
用户数据选择与可视发布
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7,Applications of GTP-based Geomo3D
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7,Applications of GTP-based Geomo3D
北京
CBD地
面建筑
与地下
地层无
缝集成
构模
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7,Applications of GTP-based Geomo3D
北京
CBD地
面建筑
与地下
地层无
缝集成
构模,
CDTIN
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7,Applications of GTP-based Geomo3D
北京
CBD钻
孔显示
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7,Applications of GTP-based Geomo3D
北京
CBD钻
孔数据
查询
3D Geosciences Modeling
And GTP Model
MSU 2005 July 9
吴立新
awulixin@263.net
TEL,024-83676786
010-62331012
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
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Outlines
1,What’s Geosciences?
2,What’s 3D?
3,Reviews 3D Models
4,Objects of 3D Geosciences Modeling
5,Data Sources of 3DGM
6,Forelands of 3DGM
7,Principles of GTP Model
8,Applications of GTP-based Geomo3D
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中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
1,What’s Geosciences？
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
Geography
传统的 GIS研究范畴,
一般指传统地理学所涉及的范围,
主要在岩石圈和大气圈之间，即地球的表面，
其构模多基于 2D空间框架
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1,What’s Geosciences？
Geology
而自上世纪 70年代以来,GIS的应用领域不断扩展，
GIS所涉及的范围已经向上进入大气层，向下进入地
球内部（岩石圈层之内，地表以下 0～ 10Km）
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
1,What’s Geosciences？
煤岩地层
地表植被
地表建筑物
大气 山川
道路
矿坑边坡
以数字矿山为例，其空间对象上至大气环境、
中至山川植被、道路建筑，下至矿坑边坡、
井巷工程、煤岩地层等
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
? Geosciences的内涵,
Geography,Geomorphy
Geology,Geophysics,Geochemistry,
Geo-engineering,Civil Engineering
Subsurface/Civil Excavation
(such as tunnel,subway and mine etc.)
An integer of Geo-related sciences and technology
涉地科学与技术的整体
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
1,What’s Geosciences？
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
? 广义地理系统,
地上、地表、地下三位一体的系统,
其中的空间目标可以称为广义地理目标
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1,What’s Geosciences？
煤岩地层
地表植被
地表建筑物
大气 山川
道路
矿坑边坡
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2,What’s 3D?
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
Geometry
0D,point
1D,line
2D,face
3D,body
GIS data model
2D,face,TIN,DEM
3D,body,CSG,3DCM?
skin
texture
from outdoor to indoor
organic section,
compositions
attributes
topological relations
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
3D Reconstruction,
geometry
texture
attribute
2,What’s 3D?
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
Organic Section,
compositions
attributes
topological relations
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
2,What’s 3D?
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
Organic Section,
compositions
attributes
topological relations
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
2,What’s 3D?
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
3,3D Models Review
Facial Model
Volumetric model
Mixed model
Regular
Irregular
TIN
CSG-tree
TEN TIN-CSG mixed
Grid
Voxel
Pyramid
TIN-Octree mixed or
Hybrid
B-Rep Octree
Tri-Prism (TP)
Wire framework-Block
mixed
Non-Uniform Rational B-splines (NURBS)
Needle
Geocellular
Octree-TEN mixed
Wire framework or
Linked slices
Regular block
Irregular block
Serial sections
Solid
Sections-TIN
3D Voronoi volume
Multi-DEMs
ATP,GTP
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
表 1,3D空间数据模型及构模方法分类
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Facial Model
Volumetric model
Mixed model
Regular
Irregular
TIN
CSG-tree
TEN TIN-CSG mixed
Grid
Voxel
Pyramid
TIN-Octree mixed or
Hybrid
B-Rep Octree
Tri-Prism (TP)
Wire framework-Block
mixed
Non-Uniform Rational B-
splines (NURBS)
Needle
Geocellular
Octree-TEN mixed
Wire framework or
Linked slices
Regular block
Irregular block
Serial sections
Solid
Sections-TIN
3D Voronoi volume
Multi-DEMs
ATP,GTP
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
F2 …… F6
E1 E2 E12 ………………………………………………
…………
F1
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
3,3D Models Review
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
3,3D Models Review
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中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
（ a） CSG （ b） Voxel （ c） Octree
（ d） Needle （ e） Regular Block
Regular Volumetric Model
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3,3D Models Review
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Irregular Volumetric Model
（ a） Tetrahedral （ b） Pyramid （ c） Tri-Prism （ d） Geocellular
（ e） Irregular Block （ f） Solid （ g） 3D Voronoi （ h） GTP
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3,3D Models Review
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,China Uni.Min.& Tech,
Mixed model
TIN-CSG
TIN-Octree
or Hybrid
WireFrame-
Block
Octree-TE
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
3,3D Models Review
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
表 2,3D空间数据模型及构模方法新分类
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单一构模
混合构模
集成构模
面元模型
体元模型
混合模型
集成模型
规则体元
非规则体元
表面
模型
(Surface)
不规则三角
网模型（ TIN）
结构实体几何
（ CSG）
四面体格网
(TEN)
TIN+Grid
TIN+CSG
格网模型
（ Grid）
体素（ Voxel）
金字塔
（ Pyramid）
Section+TI
TIN+Octree(Hybri
d模型 )
边界表示模型（ B-Rep）
针体（ Needle）
三棱柱（ TP）
WireFrame+Blo
ck
线框 (Wire Frame)或
相连切片 (Linked Slices)
八叉树（ Octree）
地质细胞
(Geocellular)
B-Rep+CSG
断面（ Section）
规则块体
（ Regular Block）
非规则块体
(Irregular Block)
Octree+TEN
多层 DEMs
实体（ Solid）
3D Voronoi图
广义三棱柱
(GTP)
注：斜体部分为栅格模型；多层 DEMs当采用 TIN构模时为矢量模型, 若采用 Grid构模, 则为栅格模型；其它
为矢量模型或矢栅混合, 矢栅集成模型 。
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
4,Objects of 3DGM
Surface
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
Subsurface,
Geology
Hydrogeology
Subways
Underground
park area
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
Surface
Subsurface,
Geology,
Hydrogeology
Excavations
Tunnels
Working faces
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
4,Objects of 3DGM
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
? Modeling objects,
Surface terrain
Surface buildings
Surface constructions
Subsurface geological bodies
Subsurface geological structures
Subsurface cavities
Subsurface engineering excavations
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4,Objects of 3DGM
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4,Objects of 3DGM
I,三维可视化 II,三维查询 III,三维分析 IV,工程应用
根据 3DGIS与 3DGMS应用需求的不同,
可将三维地学空间构模的目的依次分为 4个目标层次,
I,在计算机环境下, 对地学数据和地学对象进行三维可视化, 以方
便和增强对地学数据, 地学现象和地学过程的理解与认识
II,含 I,还要能进行三维空间查询与简单的三维度量, 如欧式距离,
方位, 表面面积, 体积的可视量算等 ;
III,含 II,还要能进行地学统计计算与拓扑分析；
IV:含 III,还要能在所建模型上进行工程设计, 能与有限元模型
（ FEM） 相耦合进行数值模拟计算, 以及能进行模型更新
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4,Objects of 3DGM
三维地学空间构模的功能要求,
2.5 D 2.75 D 3 D 3 D
静态 动态 准动态
I：三维可视化 II：三维查询 III：三维分析 IV：工程应用
空间构模
可视化
空间构模
可视化
三维度量
地学统计
空间构模
可视化
三维度量
拓扑分析
工程设计
拓扑分析
地学统计
空间构模
可视化
三维度量
模型更新
FEM模型
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5,Data Sources of 3DGM
Surface
Subsurface
10~
1000 m
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
Data
sources,
Borholes,
Geophysical,
Geochemical
Excavations
Planning…
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
6,Forelands of 3DGM
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第一方面：地学空间目标的认知
人们对空间目标的认知过程首先是观察，根据观察视点、尺度特征、
空间维数、复杂性和兴趣点的不同，以及数据组织和处理方式的不同，
地理空间认知一般有三种模式：即基于对象 (object-based)、基于网
络 (network-based)和基于域 (field-based)的认知模型。
基于对象：对象可以不受限制, 但只适合于那些具有完整边界的, 非
连续的地理目标；
基于网络：可以看成是基于点, 线对象及其拓扑关系的集合描述；
基于域：把地学空间中的事物和现象作为连续的变量或体来看待, 如
图斑模型, 等值线模型, 采样模型 。
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6,Forelands of 3DGM
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第一方面：地学空间目标的认知
三维地学空间构模难而复杂, 许多理论, 方法与技术问题 （ 甚至是
基本的 ） 尚不清晰, 不完整, 不严密, 谨就作者近年从事 3DGIS与
3DGMS理论, 方法与技术研究的经验, 心得和体会, 就 6个方面提出
11个前沿问题, 与同仁进行讨论 。
而实际上, 地学目标具有不同于一般地理目标的高度复杂性和非线性
特点, 如固, 液, 气三相耦合, 地上与地下耦合, 自然体与人工体耦
合等 。
此外, 地学目标的空间分布可能不连续 （ 如污染, 矿体 ）, 地学目标
的边界也可能不完整 （ 如断层, 地下水 ） 。
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6,Forelands of 3DGM
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第一方面：地学空间目标的认知
表 3,地学空间目标的分类
地上实体
基础设施
坝体、边坡、桥梁、管线、输电线塔等
房屋建筑
村庄民房、城市公寓、高楼大厦、会馆厂房、文物古塔、
雕塑等
自然地物
古树、景观树、雪花、云雾、泥石流、熔岩流等
地球表面
地形特征
土壤、山脉、丘壑等
地貌特征
河流湖泊、各类道路、植被耕地等
地下实体
地质体
岩层、矿体、油气藏、断层、褶曲等
地下自然空间
暗河、岩溶洞等
地下人工空间
城市地下沟、地铁、防空洞，矿山井巷，隧道硐室，军事
掩体等
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6,Forelands of 3DGM
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第一方面：地学空间目标的认知
可见, 传统的地理空间认知模式难以完整, 正确地表达复杂地学
目标 。 据此, 提出第 1个前沿问题,
前沿问题 1：是否需要一种新的认知模型？
如果需要, 则新的认知模型既要强调空间目标的几何特征与综合
个性, 又要便于空间关系和逻辑关联表达 。
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6,Forelands of 3DGM
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第二方面：空间模型的维数
人们对空间模型的维数称谓尚不统一, 如 2D,2维半, 2.75D,假 3D、
伪 3D,3D,真 3D等, 常造成混淆和概念模糊, 如 2.5D,2.75D一般
也称为 3D（ Turner K.,1991,1998） 。 据此, 提出第 2个前沿问题,
前沿问题 2：是否需要对空间模型的维数进行统一界定？
对这一问题，从数学模型、高程特征、属性特征、构模方式和典型实
例等方面进行了比较。
所谓真 3D GIS，它是将 3D空间坐标（ x,y,z）作为独立参数来进行空
间实体对象的几何构模，其数学表示为：,因而所建立的模
型不仅可以实现真 3D可视化，还可以进行 3D空间分析。
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6,Forelands of 3DGM
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第三方面,空间模型的适应性
1） 面元模型虽然可以较方便地实现地层可视化和模型更新, 却
不是真 3D的, 也不描述 3D拓扑关系, 更无法进行开采开挖设计；
2） 规则体元模型虽然是真 3D的, 模型更新也比较方便, 却
难以适应复杂地质体构模, 且几乎不描述拓扑关系；
3） 非规则体元模型虽然是真 3D的, 也可以适应复杂地质体
构模, 但模型更新比较困难, 且几乎不描述拓扑关系；
4） 混合元模型虽然理论上探讨较多, 但技术实现难度大, 许
多难点尚未突破 。
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6,Forelands of 3DGM
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第三方面,空间模型的适应性
可见, 不同模型的适应性各不相同, 要根据具体的三维构模目
的来选择适合的三维地学空间模型 。 据此, 提出以下 3个前沿问
题,
前沿问题 3：如何突破混合模型的技术难点并尽快技术实现？
前沿问题 4：为保障几何一致和拓扑一致, 集成模型的纽带如
何确定？
前沿问题 5：是否可以发展一种通用的 3D空间数据模型？
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
6,Forelands of 3DGM
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
第四方面,二维屏幕上的三维操纵
众所周知, 在虚拟现实环境下, 人们可以对灵境中的空间目标进
行灵活操纵 。 但虚拟现实技术的设备依赖性很强, 一次性投资太
大, 影响了三维地学空间模型的实际应用 。 PC环境下的地学灵境
构建与三维操纵势在必行 。 据此, 提出 2个前沿问题,
前沿问题 6,PC环境下可否实现地学灵境？
前沿问题 7：如何实现 PC环境下的三维可视操纵, 如空间捕捉,
三维度量等？
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
6,Forelands of 3DGM
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
第五方面,空间拓扑关系描述
纵观近年国内外的研究成果和学位论文, 发现：进行 3DGIS和 3DGMS
理论研究时, 一般通过定义点, 线, 面, 体元四类几何要素之间的拓
扑关系来进行拓扑表达 。
而实际应用时, 则通常需要进行简单对象与简单对象, 简单对象与复
杂对象, 复杂对象与复杂对象之间的拓扑查询与拓扑分析, 这是基于
要素的拓扑表达所不能支持的 。 据此, 提出两个前沿问题,
前沿问题 8：几何要素之间的拓扑关系描述是否完备, 一致, 以及如
何做到最优？
前沿问题 9：如何进行新的拓扑关系定义和表达, 以及设计新的拓扑
存储结构?
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
6,Forelands of 3DGM
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第六方面,模型更新问题
事实上, 自然现象和人类工程在不断发展变化, 一个三维模型或三维
系统是否具有生命力, 取决于该模型或系统能否保持适当, 必要的现
势性 。 模型的动态变化包括环境演变, 自然灾害, 地下开挖, 矿体开
采, 城市建设等自然过程和人类工程活动 。
可见, 模型的更新内容应包括：空间边界变化, 空间体元增减 （ 消亡,
分裂, 合并 ）, 拓扑关系变化等多方面的内容 。 过去的 3D空间构模
研究 （ 尤其是 3DGIS领域 ） 很少涉及到空间模型更新的问题, 在拓扑
维护方面则几乎没有涉及 （ 尤其是 3DGMS领域 ） 。
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
6,Forelands of 3DGM
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
第六方面,模型更新问题
据此, 提出两个前沿问题,
前沿问题 10,3D空间模型的更新机制是什么？
前沿问题 11：如何进行模型扩充, 修改与局部细化,
以及进行动态拓扑维护？
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
6,Forelands of 3DGM
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其它方面,8项关键理论与技术问题
? 多源异构地学数据的认知与理解
? 多源异质地学数据的集成与表达
? 海量地学数据的分布式管理
? 三维地学数据的并行处理与模型计算
? 多尺度地学数据挖掘与知识发现
? 三位一体集成的地学空间模型
? 模型精度及其可靠性分析
? 与工程开挖无缝集成的数据组织方法
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Stratum i
Stratum i+1
Upper interface
of stratum i
Upper interface
of stratum i and
Lower interface
of stratum i+1
Lower
interface
of stratum i+1
Boreholes
GTP,Generalized Tri-Prism
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
P1-Node
P2- TIN-edge
P3- Side-edge
P4- TIN-face
P5- Side-face
P6- GTP component
P7- Diagonal
GTP,7 Primitives
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
GTP,Degeneration of side and TIN face
Side
degeneration
TIN face
degeneration
GTP
Tetrahedron Pyramid
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
GTP divarication
New stratum interbeded
7,Principles of GTP model
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中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
3D
2D
1D
0D
3D Geosciences model
Geo-layer
GTP components
TIN-face Side-face
Side-edge TIN-edge
Interface node
（ X,Y,Z） Attributes
Geo-structure
Diagonal edge
Geo-body
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
New
Node
Local updating of GTP model and Topo,
New node outside original TIN
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Local updating of GTP model and Topo,
New node inside original TIN
New
node
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Local updating of GTP model and Topo,
New node inside GTP
A
D
B
E
1
2
C
F
H
G
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Local updating of GTP model and Topo,
New stratum discovered
Stratum 2
Stratum 1
Drill holes
New stratum
Interface 0
Interface 1
Interface 2
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Geo-clip operation
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
Non-
coplaner
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Geo-clip operation
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
The clipping of plane on tetrahedron
1-face intersect
Quadrilateral intersect
1-point intersect 1-edge intersect Non-intersect
Triangular intersect
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Local updating of GTP model and Topo,
New stratum discovered,a case
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
C4
C2
E2
A2
B3
D2
D3
B2
A3 C3
A1
B1
C1
B4
A4
F2
F3
E3
Rules
? Integrity
? Less
redundancy
? Fast for
inquiry
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
Topology？
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
6
groups
?TIN-edge,Node and TIN-face
?GTP,Face (TIN-face and side-face) and
Node
?Side-edge,Node,Side-face and TIN-face
?TIN-face,TIN-edge,Side-face,Upper-GTP
and Lower-GTP
?Side-face,Edge (TIN-edge and side-edge)
and GTP
? node,TIN-edge,Side-edge and GTP
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
Topology？
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Topological
relation
Primitives
Inclusion
Adjacent
Disjoint
Node (P1)
P2,P3，
P4,P5，
P6
P2,P3,P4，
P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
TIN-edge (P2)
P4,P5，
P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
Side-edge (P3)
P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
TIN-face (P4)
P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
Side-face (P5)
P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
GTP (P6)
—
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
P1,P2,P3，
P4,P5,P6
A
B’
C
D
D’
B
A’
C’
A’’
B’’
C’’
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
Topology？
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
?Engineering excavation GIS (E2GIS),
a real-3D GIS serving for geosciences related to geo-
engineering,civil engineering and mining engineering,
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK
R1
O1
A1
B1
R2
O2
A2
B2
Difference,data source; data precision;
spatial scale; spatial distribution
东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
? Visualize excavation’s location and shape,integrated
with its surroundings in real-3D at high precision;
? Virtual wander through the surroundings,excavations
seamlessly cut geological bodies;
? Support engineering calculations and analysis,with
attributes embodied;
? Support topological inquiry and analysis,excavations
and geological bodies topologically coupled,
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,China Uni.Min.& Tech,东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
E-GTP in simple
The triangulation for different shaped excavations
(a) circle arch section (b) rectangle section (c) trapezoidal section
Oi Oi Oi i
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
E-GTP in complex
E-GTP division schema for a portion of
shape-changed tunnel
O1
A1
C1
B1
E1
D1
G1
F1
①
②
O2
A2
C2
B2
E2 D2
G2
F2
①
②
③
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Section selection for turning engineering excavation
Sections Side
faces
Cen-
ter
(a)Reversed arc （ b） Single arc （ c） Arc division
E-GTP in complex
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7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Object-oriented integral real-3D spatial data model for E2GIS
Integral real-3D spatial objects in geosciences
Point-entity Line-entity Face-entity Body-entity
TIN-edge
Side-edge Side-face
TIN-face
Node
X,Y,Z
Geological body Engineering
excavation
G-GTP E-GTP
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,China Uni.Min.& Tech,东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Principles of GTP model
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Geo-cut operation
Geo-cut plane positioning
Geo-cut operation
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Geo-removing/cut/apart operation
the removing operation
the removing and apart
operation after clipping
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
Geo-fence generation
Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
8,Applications of GTP-based Geomo3D
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所
北京城市地下空间开发利用容量评估
Capacity Evaluation System for
Subsurface Space Developing of Beijing City
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Applications of GTP-based Geomo3D
用户数据选择与可视发布
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Applications of GTP-based Geomo3D
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Applications of GTP-based Geomo3D
北京
CBD地
面建筑
与地下
地层无
缝集成
构模
中国矿业大学（北京校区） 3S与沉陷工程研究所 Inst.RS/GPS/GIS & Subsidence Eng.,CUMTB； ARCSIT-PUHK 东北大学 3S与数字矿山研究中心、中国矿大 3S与沉陷工程研究所
7,Applications of GTP-based Geomo3D
北京
CBD地
面建筑
与地下
地层无
缝集成
构模,
CDTIN
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7,Applications of GTP-based Geomo3D
北京
CBD钻
孔显示
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7,Applications of GTP-based Geomo3D
北京
CBD钻
孔数据
查询
