(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210703620.6 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 中南大学 地址 410000 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 刘飚　王志　孙平贺　张绍和　 (74)专利代理 机构 长沙轩荣专利代理有限公司 43235 专利代理师 丁耀鹏 (51)Int.Cl. G06T 17/05(2011.01) G06F 30/10(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 地表与地下环境三维一体化表征方法、 装 置、 介质及设备 (57)摘要 本发明提供了一种地表与地下环境三维一 体化表征方法、 装置、 介质及设备， 包括： 步骤1， 获取目标区域的各类地表数据， 提交空间三角测 量生成高密度点云和TIN模型， 将目标区域的地 表纹理赋予T IN模型， 形成地表实景模型； 步骤2， 对地层空间、 地下空间进行三维表征生成目标区 域的地质模型、 土壤污染模型、 地下水流场以及 污染物扩散迁移模型； 步骤3， 对地表实景模型、 地质模型、 土壤污染模型、 地下水流场以及污染 物扩散迁移模 型进行一体化融合， 得到地表与地 下环境一体化模 型， 确定地表与地下环境一体化 的基准面和空间基准， 对地表与地下环境三维一 体化模型进行数据融合， 得到目标区域的地表与 地下环境 三维一体化模型。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115100373 A 2022.09.23 CN 115100373 A 1.一种地表与地下环境 三维一体化表征 方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1， 获取目标 区域的各类地表数据， 提交空间三角测量生成高密度点云和TIN模型， 并将目标区域的地表纹 理映射至TI N模型， 形成地表实景模型； 步骤2， 对地层空间、 地下空间进行三维表征生成目标区域的地质模型、 土壤污染模型、 地下水流场以及污染物扩散 迁移模型； 步骤3， 对所述地表实景模型、 地质模型、 土壤污染模型、 地下水流场以及污染物扩散迁 移模型进行一体化融合， 得到地表与地下环境一体化模型， 确定所述地表与地下环境一体 化的基准面和空间基准， 对地表与地下环境三维一体化模型进行数据融合， 得到目标区域 的地表与地下环境 三维一体化模型。 2.根据权利要求1所述的地表与地下环境三维一体化表征方法， 其特征在于， 所述步骤 1包括： 通过无人机获取目标区域的地表数据， 所述地表数据包括倾斜影像、 布设地面控制点 以及POS数据； 将获取的地表数据导入Context  Capture中， 提交空间三角测量， 生成高密度点云和 TIN模型； 将目标区域的地表纹 理映射至TI N模型， 构建地表实景模型。 3.根据权利要求1所述的地表与地下环境三维一体化表征方法， 其特征在于， 在所述步 骤1之后， 还 包括： 对地表实景模型中建筑构件的变形部分进行修补重建； 采集修补重建后的地表实景模型的轮廓线； 根据所述轮廓线， 通过纹 理贴图对地表实景模型的纹 理进行细化 修改。 4.根据权利要求1所述的地表与地下环境三维一体化表征方法， 其特征在于， 在所述步 骤1之后， 还 包括： 基于地表数据提取高程点值， 将所述高程点值赋予TIN模型中进行地形剖面图绘制， 得 到地形剖面图； 将地质信息投影至地形剖面图， 绘制岩性 花纹， 得到目标区域的地质剖面图。 5.根据权利要求4所述的地表与地下环境三维一体化表征方法， 其特征在于， 所述步骤 2包括： 基于获取的钻孔数据和地质剖面图的数据， 按照钻孔名称、 地表坐标、 地层顶板绝对高 程， 底板绝对高程、 岩性名称、 地面标高的顺序存储在表格中， 通过对该表格中的数据进行 三维表征生成地层面和地质体， 得到地质模型； 基于获取的物探参数， 筛 选物探参数 范围内的地质模型； 基于获取的土壤样品数据， 按照X、 Y、 顶板高程、 底板高程、 污染物浓度、 钻孔名称、 地表 高程的顺序存 储在表格中， 通过对污染物空间分布进行三维表征， 得到 土壤污染模型； 基于获取的水文地质参数进行三维表征， 得到地下 水流场以及污染物扩散 迁移模型。 6.根据权利要求1所述的地表与地下环境三维一体化表征方法， 其特征在于， 所述步骤 3包括： 将所述地表实景模型、 地质模型、 土壤污染模型、 地下水流场以及污染物扩散迁移模型 通过EVS软件进行一体化融合， 得到目标区域的地表与地下环境 一体化模型；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115100373 A 2利用地形图系统数据中目标区域的面状数据层的高程面， 结合目标区域的地表层的离 散高程点， 通过拟合 算法计算 三维高程 面模型， 构造不 规则三角网生成三维地形基准 面； 以高程基准面为基础确定空间基准， 通过格式、 坐标转换， 将通过EVS软件融合的所有 种类的模型统一到同一高程基准下； 当通过EVS软件融合的所有种类的模型与基准面的空间位置出现冲突时， 对地表与地 下环境一体化进行二次校准与匹配， 对地表与地下环境一体化模型进行数据融合， 得到目 标区域的地表与地下环境 三维一体化模型。 7.一种地表地下环境 三维一体化表征装置， 其特 征在于， 包括： 地表模型构建模块， 用于获取目标区域的各类地表数据， 提交空间三角测量生成高密 度点云和TI N模型， 将目标区域的地表纹 理赋予TI N模型， 形成地表实景模型； 处理模块， 用于对地表实景模型中建筑构件的变形部分进行修补重建并采集轮廓线， 通过纹理贴图对修补重建后的地表实景模型的纹 理进行细化 修改； 绘图模块， 用于绘制目标区域的地质剖面图； 地下模型构建模块， 用于根据在目标区域获取的钻孔数据、 地质剖面图数据、 土壤样品 数据和水文地质参数对地层空间、 地下空间进行三维表征生成目标区域的地质模型、 土壤 污染模型、 地下 水流场以及污染物扩散 迁移模型； 融合模块， 用于将所述目标区域的地表实景模型、 地质模型、 土壤污染模型、 地下水流 场以及污染物扩散迁移模型进行一体化融合， 得到目标区域的地表与地下环境一体化模 型， 确定所述地表与地下环境一体化的基准面和空间基准， 对地表与地下环境一体化模型 进行数据融合， 得到目标区域的地表与地下环境 三维一体化模型。 8.一种计算机可读存储介质， 用于存储计算机程序， 其特征在于， 通过执行所述计算机 程序， 用于实现上述权利要求1 ‑6中任意一项所述 地表与地下环境 三维一体化表征 方法。 9.一种地表与地下环境三维一体化表征设备， 用于实现上述权利要求1 ‑6任意一项所 述的地表与地下环境 三维一体化表征的方法， 其特 征在于， 包括： 存 储器和处 理器； 所述存储器用于储 存计算机程序； 所述处理器用于执 行所述存储器存储的计算机程序。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115100373 A 3