《城市三维地质模型建设技术要求》编制说明

《城市三维地质模型建设技术要求》

（征求意见稿）

编制说明

《城市三维地质模型建设技术要求》编写组

二〇二四年二月

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一、工作简况

（一）任务来源

《城市三维地质模型建设技术要求》（以下简称《技术要求》）

编写项目，是由中华人民共和国自然资源部提出（自然资办发〔2022〕

39号），由全国国土自然资源与国土空间规划标准化技术委员会

（SAC/TC93）归口管理。

本技术要求为制定。2022年9月，《技术要求》被列为2022年

度自然资源标准制修订工作计划。

（二）协作单位

本标准主编单位是中国地质调查局南京地质调查中心，参编单位

有中国地质调查局南京地质调查中心，中国地质科学院水文地质环境

地质研究所，中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心等单位

（三）制定背景

2015年03月11日，国务院颁布《深化标准化工作改革方案》。

为了满足市场和创新需要，方案中将培育发展团体标准作为改革的措

施之一。在标准制定主体上，鼓励具备相应能力的学会、协会、商会、

联合会等社会组织和产业技术联盟协调相关市场主体共同制定标准，

供市场自愿选用，增加标准的有效供给。在工作推进上，选择市场化

程度高、技术创新活跃、产品类标准较多的领域，先行开展团体标准

试点工作。支持专利融入团体标准，推动技术进步。

城市三维地质模型是城市地质成果应用与表达的重要途径，是对

于城市地下地质结构的直观展现、计算与评价的必要手段。我国城市

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地形多样，地质结构复杂；同时城市中各类生产建设活动涉及到了越

来越深、越广的地质体。快速的城市化进程对城市三维地质结构的展

现提出了更为迫切的需求，也对城市三维地质模型的精细构建提出了

更高的要求。

在此背景下，为规范指导开展全国城市三维地质建模工作，实现

地下“透明化”管理，为城市地质条件的评价、各类地下资源的有序

规划开发、灾害的应对等提供基础支撑，特组织相关单位编制《城市

三维地质模型建设技术要求》，规范城市地区三维地质模型构建工作。

（四）起草过程

2022年6月至2024年2月，在广泛调研、资料搜集、会议研

讨、专家咨询和征求意见的基础上，完成了《城市三维地质模型

建设技术要求（征求意见稿）》编制，主要编制过程如下：

2022年6月，按照中国地质调查局统一部署，中国地质调查

局南京地质调查中心2022年7月成立了技术要求编制工作起草小

组，组织技术要求编制组织工作。技术要求编制工作起草小组积

极组织筹备和征集技术要求起草单位。经过近一个月的征集、评

审和筛选，并最终确定了技术要求起草工作组的成员单位，成立

了技术要求起草工作组。技术要求起草工作组制定了技术要求编

制工作计划。

2022年8月，南京地质调查中心在南京组织召开了《城市三

维地质模型建设技术要求》第一次编制研讨会。按照中国地质调

查局统一部署，南京地质调查中心、中国地质科学院水文地质环

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境地质研究所、中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心等相

关单位在南京召开“城市三维地质建模技术要求编制研讨会”，

会议围绕城市地质模型的概念、主要构建过程和关键指标开展研

究讨论，会议共同制定了编写大纲，明确任务分工及各阶段进度

时间及主要节点。

2022年9月-11月,标准起草组开展广泛调研和标准讨论稿编

制。一是开展需求对接和工作调研9次，9月22-27日南京地质调

查中心调研组赴浙江省自然资源厅进行调研;10月11日调研组赴

江苏有色金属华东地质勘查局进行调研;11月10-13日到江苏省

自然资源厅进行工作调研;11月12-13日到浙江省地质院、杭州

市规划与自然资源局调研。

2022年12月，南京地质调查中心在南京组织召开了《城市三

维建模技术要求》第二次编制研讨会。根据编制组工作要求，对

《城市三维地质模型建设技术要求》总体框架进行了确定，明确

了城市三维地质建模的概念、城市不同工作区的精度划分、总体

建模流程、建模的内容要求等关键内容。

2023年1-7月，编写组完成了各自承担的《城市三维地质模

型建设技术要求》内容编制。经主编单位汇总、归纳、加工整理

后形成《城市三维地质模型建设技术要求（讨论稿）》。

2023年8月，编写组召开《城市三维地质模型建设技术要求

（讨论稿）》研讨会。会上，各参与编写成员就各自负责内容作

了汇报，会上对编写大纲、主要内容、常见错误进行了充分研

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讨，如“术语和定义”一章，结合标准目的，补充了部分术语定

义，会议还明确了修改截止时间，要求各编制单位及时汇交修改

内容。

2023年10月，汇总形成《城市三维地质模型建设技术要求

（初稿）》。

2023年11月，中国地质调查局南京地质调查中心组织编写组

内部讨论会，重点就技术指南结构框架、重点章节、引用文件等

关键内容进行深入研讨，会后根据会议讨论意见完善了《城市三

维地质模型建设技术要求（初稿）》，参加人员包括葛伟亚、王

睿、郑红军、邢怀学、朱吉祥、高振记、李云峰、窦帆帆、华健

等。

2023年12月，技术要求初稿完成，征求部分省份地勘行业单

位、高校、地质建模相关企业的意见。主要以书面和网络的形

式，进行了第一次意见征询。征求意见的范围，主要包括长期从

事地质建模的高校、企业及从事过城市地质调查和建模工作的地

勘队伍等，收到了返回意见7份，归纳后共46条。针对这些建议

和意见，会后逐条进行了修改完善。

2024年1月，编写组召开专题会议，邀请了浙江省地质院及

其他相关行业公司等单位，进一步总结讨论技术要求试行过程中

存在的主要问题并及时修改完善。会上编写组对主要问题进行了

汇总，根据标准分工，要求会后各参编成员对相关内容进行修改

完善，形成《城市三维地质模型建设技术要求（征求意见

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稿）》。经编写组讨论，一致认为本标准，整体内容比较完整，

可以公开征求意见。

（五）起草人及分工

本《技术要求》编写组由长期从事三维地质建模的专家组成，

主要起草人为葛伟亚、王睿、郑红军、邢怀学、朱吉祥、高振

记、李云峰、窦帆帆、华健等。葛伟亚负责内容设计、统稿，并编

制前言、引言、第一章；王睿负责第四、六章及附录C；郑红军

负责第三章及附录A、B；邢怀学负责第五章；朱吉祥、高振记等

负责第七、八章；李云峰、窦帆帆、华健等负责文字内容修订及

清样校对工作。

二、标准编制的原则、主要内容及其依据

（一）编制原则

本次《技术要求》编写工作，吸纳了国内同行业专家组成编写组，

汇聚了全国不同地区的编写意见和建议，调研了我国现阶段三维地质

建模的实际需要和对精度、尺度的要求，调查了国内外RMS、SKUA-

GOCAD、Surpac、EVS、Micromine、Dmine、QuantyView、MapGIS、

深探、梦之岩等主流建模软件的数据结构、建模方法、建模流程、模

型应用等相关内容，并尽量与国家及其它专业的标准取得协调一致，

在此基础上按照标准编制的统一性、协调性、适应性、一致性等基本

要求，完成了《技术要求》的编写工作，使之更加科学、完善，更好

地适应、规范和指导城市三维地质建模工作。

（1）从操作性角度出发，以实现城市地下空间透明化，为城市

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规划、勘察设计、地下空间开发利用、地质安全风险防治以及相关科

学研究等提供直观、准确的数据支持和服务为目标，按实际工作需要

科学合理地指导城市三维地质模型构建的技术方法与流程。

（2）继承原有相关标准中的优点，借鉴近年来各类专业领域三

维地质模型构建的先进理论与技术方法，按照城市三维地质模型的特

定范围、需求与现状编制技术要求。

（3）突出重点、合理取舍。在具体编制过程中，对建模步骤、算

法等进行总结归纳以适应不同软件的工作逻辑。

（4）文本表达精准、言简意赅、方便实用、通俗易懂，便于工作

人员查阅使用。

（二）编制的主要内容

按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和

编写》的要求和规定编写本技术要求。在标准框架、结构和内容等方

面符合标准化工作导则的要求。

针对城市间地质条件的复杂性、建模目的的差异、软件平台的局

限性及工作人员专业素质的高低，当前城市三维地质模型的内容质量

参差不齐的问题，以“规范城市三维地质模型建设的内容与精度，保

障模型建设质量”，本技术要求规定了不同精度尺度下建模的资料准

备要求、模型网格精度，为模型成果的精确性提供了保障；本技术要

求规定了城市三维地质模型构建的内容、成果输入的格式等相关要求，

为模型的服务性提供了保障；本技术要求所列的附件，对建模技术路

线、插值算法在不同场景下的选用供了参考。

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本技术要求包括8章节和3附录，包括1.范围、2.规范性引用文

件、3.术语和定义、4.总则、5.数据准备、6.模型构建、7.质量检查、

8.成果模型的管理与维护、附录。其中：

前言：说明本技术要求起草规则、提出单位、归口单位、起草单

位和起草人等。

引言：说明本技术要求编制背景和意义。

1.范围

（1）适用范围适用于指导城市三维地质建模工作，可作为城市

三维地质建模工作开展、质量监控、成果验收等工作的重要依据。

（2）涉及内容本文件只涉及在以有资料的基础上建立三维地质

模型，不涉及城市地质调查工作的实施和地质资料的获取。本文件规

定了城市三维地质建模的目的任务、工作流程、基本要求、数据准备、

地质模型构建、模型质量控制和建模成果等方面的技术要求，涉及资

料收集与整理、三维地质数据库建设、三维地质模型建设、三维地质

模型的应用、三维地质模型质量控制等内容和要求。

2.规范性引用文件

凡在《技术要求》中引用而构成了《技术要求》的正式条文，且

在使用过程中引用标准的最新版本的国家或行业标准，均在本章中列

出。

3.术语和定义

仅对《技术要求》中出现频次高的、易出现分歧的或城市三维地

质建模特有的术语和名称作了解释。分别是：城市三维地质模型、地

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质空间数据、钻孔数据标准化、模型元素、地质结构模型、地质属性

模型、模型标准地层共7个术语。

4.总则明确了城市三维地质模型构建的目的任务、工作程序、

与基本要求

5.数据准备

本章明确了构建城市三维地质模型所需数据的类型、格式、精度、

数据基准系统，以及数据的处理步骤与原则、数据的分级与筛选方法、

数据的提取与融合步骤、数据一致性检验与处理的内容以及数据库构

建的主要要求

6.模型构建

本章明确了模型构建的基本要求；地表模型、结构模型、属性模

型、地上地下一体化模型构建要求，以及地质模型拼接、模型修改与

更新整饰的要求和模型可信度评价原则

7.质量检查

本章明确了几何检验、地层拟合精度检验、地质结构合理性检验、

属性模型质量检验的质量检查过程。

8.成果模型的管理与维护

本章明确了城市三维地质建模成果交付的一般规定与交付要求。

附录A不同建模方法的精度影响因素

附录B主要插值方法的特点及适用范围

附录C城市三维地质模型建设说明书编写提纲

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（三）确定编制主要内容的依据

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可

少的条款。未标注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）

适用于本文件。

GB50021岩土工程勘察规范

GB/T17798地理空间数据交换格式

GB/T18341地质矿产勘查测量规范

GB/T18894电子文件归档与电子档案管理规范

GB/T41447城市地下空间三维建模技术规范

DZ/T0179地质图用色标准及用色原则

DZ/T0273地质资料汇交规范

DZ/T0306城市地质调查规范

DZ/T0352城市地质调查数据内容与数据库结构规范

三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期

的经济效益、社会效益和生态效益

（一）主要试验（或验证）的分析

在编制过程中对杭州市及钱塘新区、三江汇、滨江区等重点区域、

南京江北新区开展了三维地质建模验证。

1.杭州市三维地质结构模型

全市基岩模型建模范围为杭州10区约8000平方公里。西部为低

山丘陵，东部出露少量残丘。工作区资料主要为1:50万杭州市地质

图、1:25万杭州市幅基岩地质图，全市DEM数据以及根据钻孔生成

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的覆盖区基岩面等值线。地质图数据只有面有属性信息，点、线目前

无属性信息，需经过前期处理，获得属性数据。还需要对其进行系统

整理，分析地质条件及特征，添加线属性信息，分析点线面数据，确

定三维地质模型地质分层标准、属性描述标准，完成数据的标准化、

研究成果矢量化，确定各类地质参数、插值算法等。针对杭州十区8418

km2面积范围内按1个/km2分布密度及多要素筛选法筛选出来的811

个钻孔，开展层序地层连井对比，建立标准层构造结构格架。利用

21618个钻孔标准层数据，根据第四纪区域层组、工程地质层组、水

文地质层组逐级映射关系，使用RMS和SKUA-GOCAD地质统计学

建模软件方法构建了杭州十区全域和八区平原区第四纪区域层组、工

程地质层组、水文地质层组三维地质模型。

图1杭州市第四系结构模型

2.杭州市钱塘新区三维地质模型

建模范围为钱塘新区532平方千米，建模范围内收集到有分层的

钻孔1079个。以每平方千米16个（每250m一个）钻孔的密度进行

筛选，实际参与建模钻孔235个，建模深度：130m。采用EVS软件，

利用地层建模方式，创建真三维地质模型。利用凸包算法构建建模面，

使用自然临近点法进行插值计算，构建第四系沉积模型、工程地质模

型、含水层模型。第四纪模型按照第四纪时代以段为单位构建地层，

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构建8层；工程地质模型根据杭州市工程地质分层标准，在合并、忽

略局部极少出现的地层后，实际构建工程地质层23层；含水层模型

按潜水含水层，I承压含水层（分上下两层）、II承压含水层（分上

下两层）以及相应隔水层、基岩构建，实际构建12层。

图2钱塘新区三维工程地质模型及剖面

3.南京江北新区三维地质模型

建模范围为南京江北新区220平方千米，共使用285个真实钻孔

（并根据地质资料以及理解补充了100个虚拟钻孔用以刻画基岩高

程和分布），根据工作区工程地质特点进行建模层序划分，采用DEM

数据控制模型地表。建模区域内共15各工程地质层。通过地层模型，

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可清晰展示工作区由山地向冲积平原的地形过渡、基岩面起伏、第四

系沉积特征。

在地质结构模型的基础上，通过将研究区的各项物理力学参数赋

予相应地层，进行空间插值形成城市地下空间三维属性模型，以表达

地下三维空间内的任意位置相应的含水量、孔隙比、粘聚力、内摩擦

角、渗透系数、动探击数、标贯击数等参数。

图3南京江北新区三维地质结构模型与属性模型

（二）技术经济论证

1.技术可行性

1）本文件中采用的建模方法是国际成熟、国内城市地质建模常

用的方法，本文件编制期间在多个城市实验试点证明是切实可行的。

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2）本文件的研究内容、精度要求等均来自于科研生产单位长期

实践经验的积累，与相关规范中的要求也是一致的，是行之有效的。

3）本文件中的新技术、手段在国际上是通用的，经国外的大量

的城市三维地质建模实践已证实是可行的，我国的许多城市及地区也

已采用了相关技术。

2.经济可行性

1）城市三维地质建模可以直观的观察埋藏于地下城市地质体的

情况，为城市地下工程、基础工程等设计与规划提供依据，可以最大

限度的优化工程布置，合理减少工程和勘查资金浪费；可以对城市地

下水含水层进行刻画，对于城市地下水管理提供依据。

2）城市三维地质建模是基于城市地质调查与城市建设工程勘察

中已获得的大量地质资料而开展的，主要由技术人员投入一定的时间

在计算机上将有关资料整合、处理即可，不需要重新实施实物工作量

和经费，投资少、效益高。

3.预期的经济效果

本文件实施后预期的经济效果主要体现在以下方面：

1）节约工程成本。通过三维地质建模，对于地下不良地质体与

优势持力层进行定位，可以对工程选址、设计进行修正，节约处理不

良地质体的工程成本，提高安全系数。

2）社会效益突出。城市地质条件是城市整体安全的重要影响因

素，本文件的实施将会为城市各类地质安全风险要素的判别与定位奠

定基础，为推动城市安全发展发挥作用。

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四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况，或者

与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况

目前，国内和国外尚无专门城市三维地质模型构建技术要求相关

标准。本次编制的《城市三维地质模型建设