《三维地质模型数据交换格式(Geo3DML)》(报批稿).docx
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1、ICS07.060CCSD10DZ中华人民共和国地质矿产行业标准DZTXXXX-202X三维地质模型数据交换格式(Geo3DML)DataInterchangeFormatforThree-dimensionaIGeoIogicalModeI(Geo3DML)(报批稿)202X-XX-XX寿布202X-XX-XX实施中华人民共和国自然资源部发布前言H引言Ill1范围12规范性引用文件13术语、定义及缩略语13.1 术语和定义13.2 缩略语34基本规定34.1 XML模式34.2 版本34.3 UML标记34.4 XML命名空间45Geo3DML文档55.1 总体结构55.2 Geo3DML元
2、素分类55.3 结构元素55.4 数据元素65.5 包装元素66Geo3DML模式66.1 基本规定66.2 结构组件96.3 数据组件116.4 包装组件296.5 基础数据结构组件31附录A(资料性)Geo3DML文档示例33附录B(资料性)Geo3DML模式91附录C(资料性)Geo3DML组件源码98附录D(资料性)Geo3DML几何数据的二进制格式128附录E(资料性)Base64编码/解码参考实现132参考文献136本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任
3、本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会(SAC/TC93)归口。本文件起草单位:中国地质调查局、中国地质科学院水文地质环境地质研究所、中国矿业大学(北京)、中国地质调查局自然资源综合指挥中心、中国地质科学院矿产资源研究所、中国地质大学(武汉)、北京大学、北京航空航天大学、河北地质大学等。本文件主要起草人:屈红刚、陆琰、王占刚、吴自兴、王乾、王想红、周小元、李魁星、花卫华、杨钦、霍志彬、何珍文、高振记、冯艳芳、王斌、姬广军、硕良勋、朱吉祥、黄兆欢、孙莉、张婷婷、宋越、李吉刚、李英鸿、蔡子昭、王伟、石磊、张春昊、王啊等。Il三维地质模型能够将复杂
4、的地质现象用更加直观、形象的立体图形图像表达出来,突破了传统二维地质图的局限性,提升了地质成果的表达形式。三维地质模型构建过程中的多源数据融合,以及基于三维地质模型的可视化、空间分析与数值模拟,推动了深部地质结构、物质组成和地质作用过程的研究,大大提高了地质分析、评价和预测能力,切实提升了地质工作的支撑服务能力。当前,三维地质建模技术方法与软件工具多样,不同地质建模软件生成的三维地质模型数据的存储格式存在较大差异,为便于不同软件建立的模型在统一场景中的集成显示和分析应用,实现建模成果数据在不同部门间相互共享和交换,为模型数据汇交和管理部门维护不同数据格式提供规范化支撑,中国地质调查局组织有关单
5、位制定了本文件。本文件由基本规定、Geo3DML文档和Geo3DML模式三部分主体内容构成,进一步扩展了数据交换格式组件,定义了符合自身需求的特定组件,具有与现有地理信息系统的互操作性和兼容性。本文件发布实施后,将规范化三维地质模型数据的存储格式,提高数据的一致性和可重用性;促进不同建模软件之间三维地质模型数据的无缝交换和共享;简化三维地质模型数据的集成和管理工作,降低数据转换和处理成本,为地质矿产行业的科研、工程应用和社会服务提供数据支持,推动行业技术进步。三维地质模型数据交换格式(Geo3DML)1范围本文件确立了三维地质模型数据交换格式(Gec)3DML)的基本规定、Geo3DML文档与
6、Geo3DML模式等。本文件适用于基础地质、矿产地质、水文地质、工程地质、环境地质等三维地质模型成果验收、提交和共享。其他地质工作三维地质模型数据交换可参照使用。2规范性引用文件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。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修改版)适用于本文件。GB/T958-2015区域地质图图例GB/T9649(所有部分)地质矿产术语分类代码GB/T23708-2009地理信息地理标记语言(GML)(ISO19136:2007)IS0/TS19139-1:2019地理信息XML模式实现第一部分
7、编码规则(Gee)graphicinformation一XMLschemaimplementation一Part1:Encodingrules)OGC05-077r4OpenGIS符号编码实现规范(OPenGISSymbologyEncodingImplementationSpecification,Version1.1.0)OGC08-094r1OGCSWE通用数据模型编码标准(OGCSWECommonDataModelEncodingStandard,Version2.0.0)OGC09-146r2OGC覆盖实现模式(OGCCoverageImplementationSchema,Ver
8、sion1.0.1)3术语和定义、缩略语3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.1三维地质模型three-dimensionaIgeologicalmodeI利用计算机技术建立的,表达地质对象空间形态、地质对象之间关系及地质对象内部物性特征的三维可视化模型。3.1.2地质要素geologicalfeature地质对象的抽象表示,具体描述特定地质对象的空间形态及地质对象内部的物性特征。3.1.3Geo3DML文档Geo3DMLdocument遵循本文件规定构建的存储被交换的三维地质模型数据的XML文档。3.1.4Geo3DML模式Geo3DMLschemaDZ/TXXXX2OXX定义
9、三维地质模型数据交换格式的结构和语法规则XML模式。3.1.5Geo3DML元素Geo3DMLeIementGeo3DML文档(3.1.3)的基本元素,是标准的XML元素。注:元素的文本、属性及子元素的语法和结构须遵循Geo3DML模式(3.1.4)的规定。3.1.6Geo3DML组件Geo3DMLcomponentGeo3DML模式(3.1.4)的基本信息项,对Geo3DML文档(3.1.3)结构和Geo3DML元素(3.1.5)的语法规则做出规定。3.1.7结构元素structureeIement构成Geo3DML文档(3.1.3)主体结构的Geo3DML元素(3.1.5)。3.1.8结构
10、组件structurecomponent对结构元素(3.1.7)的语法作出规定的Geo3DML组件(3.1.6)。3.1.9数据元素dataeIement存储三维地质模型几何数据、地质属性数据、元数据以及三维可视化参数的Geo3DML元素(3.1.5)。3.1.10数据组件datacomponent对数据元素(3.1.9)语法作出规定的Geo3DML组件(3.1.6)。3.1.11包装元素wrapeIement对结构元素(3.1.7)和数据元素(3.1.9)进行封装并声明所有权的XML元素。3.1.12包装组件wrapcomponent对包装元素(3.1.11)语法作出规定的Geo3DML组件
11、3.1.6)。3.1.13三维地质工程three-dimensionaIgeologicalproject用于集成多个三维地质模型数据及其可视化样式信息的Geo3DML元素(3.1.5)。注:Geo3DML文档(3.1.3)的根元素。3.1.14地质要素类geologicalfeaturecIass具有相同属性结构地质要素(3.1.2)的集合。3.1.15三维地质图three-dimensionaIgeologicalmap三维地质模型数据的三维图形化表达。3. 1.16三维地质图层three-dimensionalgeologicalmapIayer构成三维地质图的基本单元,管理某个地质要
12、素类(3.1.14)中所有地质要素的三维图形化表达。4. 1.17覆盖coverage时空定义域到值域的映射,描述绑定在时空位置上的地质属性的集合。来源:ISO19123-1:2023,3.1.9,有修改5. 2缩略语下列缩略语适用于本文件:Geo3DML三维地质模型标记语言(Three-DimensionalGeologicalModelMarkupLanguage)URI统一资源标识符(UniVerSaIResourceIdentifier)GMD地理信息元数据(GeOgraPhiCInformation一Metadata)GML地理标记语言(GeographyMarkupLanguage
13、)OGC开放地理信息联盟(OPenGeospatialConsortium)SEOGC符号编码规范(OpenGISSymbologyEncoding)SWEOGC传感器万维网增强协议(OGC:SensorWebEnablement)UML统一建模语言(UnifiedModelingLanguage)XML可扩展标记语言(EXtenSibIeMarkupLanguage)XSDXML模式定义语言(XMLSchemaDefinitionLanguage)4基本规定6. 1XML模式本文件的正文部分使用W3CXML模式语言来描述一致的Geo3DML文档的语法。4. 2版本版本要求如下。 根据XML模
14、式推荐,每一个Geo3DML模式文档都应该有一个版本属性。 版本属性字符串的格式是y,其中X表示文档的主版本号,y表示文档的次版本号。 本文件描述的版本是LOo4. 3UML标记本文件使用的UML标记如图1所示。类之间的关联联合的约束一个或多个指定数值类之间的聚合类之间的组合图1UML类关系图4. 4XML命名空间Geo3DML模式的所有组件在http:/Standardgeo3dml命名空间中进行描述,前缀为geo3d11L在本文件正文部分,凡涉及本文件所规定的组件或实例元素时,其命名空间前缀将予以省略,例如,geo3dml:Geo3DModel将简化为Geo3DModeL对于从其他标准引入
15、的组件,则保留其完整的命名空间前缀。Geo3DML模式使用了来自其他标准的外部组件,命名空间如下:OgcOGC过滤器编码(OGCFilterEncoding)(gmlOGC地理标记语言(OGCGeographyMarkupLanguage)(gmlcovOGC覆盖实现模式(OGCCoverageImplementationSchema)(sweC)GC传感网络支持(OGCSensorWebEnablement)(swe2.0)seOGC符号编码(SymbologyEncoding)(http:/gmdISOTC地理信息元数据模式gcoISOTC地理空间公共对象xlinkXmI链接语言xsiXM
16、L模式实例(GeographicInformation-MetaDataSchema)(httpwww.isotc211.org2005gmd)(GeospatialCommonObjects)(https:/www.isotc211.org2005gco)(xmllinkinglanguage)(http:/www.w3.org/1999/xlink)(XMLSchemainstance)(http:/www.w3.org2001/XMLSchema-instance/)5Geo3DML文档5. 1总体结构5. 1.1Geo3DML文档存储被交换的三维地质模型数据和三维可视化样式信息。三维地
17、质模型数据包括:几何数据、地质属性数据、地质关系信息、空间参照系参数及元数据,Geo3DML文档通过Geo3DModelGeoFeatureClass与GeoFeature元素对三维地质模型数据进行分层管理。三维可视化样式信息包括三维场景样式及三维地质模型样式。其中,三维地质模型的样式通过Geo3DMapGeo3DLayer与Geo3DStyle元素进行分层管理,Geo3DStyle存放具体材质、纹理和符号化参数。5.1.2Geo3DML文档以三维地质工程(GeoSDProject)为根元素,管理多套三维地质模型数据。包含三维地质模型(GeoSDModel)与三维地质图(GeoSDMap),构
18、成数据交换格式的主体结构见图2。图2Geo3DML文档主体结构5.1.3Geo3DML文档示例见附录Ao5. 2Geo3DML元素分类Geo3DML元素是Geo3DML文档的构成元素,分为3类:结构元素、数据元素和包装元素。6. 3结构元素Geo3DML文档以结构元素构建三维地质模型数据交换格式的基本框架,包括:GeoSDProject:三维地质工程;Geo3DModel:三维地质模型;Geo3DMap:三维地质图;GeoFeatureClass:地质要素类;GeoFeature:地质要素;Geo3DLayer:三维地质图层;Geo3DStyle:三维地质样式。上述结构元素之间的组合关系见图2
19、o1. 4数据元素Geo3DML文档以数据元素存储被交换的三维地质模型数据,分为以下几类: 几何数据元素,几何数据,支持点、线、面、体等不同类型; 地质属性元素,存储地质要素关联的属性数据以及与地质属性场; 地质要素关系元素,管理对象之间的地质关系或空间关系,包含地质要素关系的描述以及地质要素在关系中的角色,如:各种接触关系,断层、褶皱等构造关系等; 地质模型元数据元素,存储三维地质模型元数据和空间参照系参数; 三维可视化参数元素,存储三维地质模型的三维可视化样式参数。5. 5包装元素Geo3DML文档以包装元素对结构元素和数据元素进行封装,作用如下:支持跨文档引用:通过使用XIink,包装元
20、素可实现对不同文档中Geo3DML元素的引用;声明元素所有权:包装元素用于表明对所包含元素的所有权,明确标识元素之间的关系和归属;支持文档分离:通过以上机制,允许将结构元素和数据元素分布在不同的XML文档中。Geo3DML文档采纳了OGCGML规范的规定,利用gml:GeometryPropertyType的实例管理不同类型的三维地质模型的几何数据。6Geo3DML模式6. 1基本规定6. 1.1Geo3DML组件分类Geo3DML组件按功能分为4类,详见表2。 结构组件,对Geo3DML文档中的结构元素做出语法规定。 数据组件,对Geo3DML文档中的数据元素做出语法规定。 包装组件,对Ge
21、o3DML文档中的包装元素做出语法规定。 基础数据结构组件,对Geo3DML文档使用的基础数据结构作出规定。表2Geo3DML组件一级分类二级分类组件描述组件名称命名空间:geo3dmlXSD文件结构组件/三维地质工程GeoBDProjectGeo3DML.xsd/三维地质模型Geo3DModelGeoModel,xsd/三维地质图Geo3DMapGeo3DMap.xsd/三维地质图层Geo3DLayer/地质要素类GeoFeatureClassGeoFeatureClass.xsd/地质要素GeoFeatureGeoFeature.xsd/三维地质样式Geo3DStyleGeo3DStyle
22、xsd一级分类二级分类组件描述组件名称命名空间:geo3dmlXSD文件数据组件几何数据组件顶点集合VerticesTypeGeoGeometry.xsd不规则三角网GeoTin体模型GeoVolumeType四面体体元构成的体GeoTetrahedronVolume长方体体元构成的体GeoCuboidVolume广义三棱柱体元构成的体GeoTriangularPrismVolume多面体体元构成的体GeoPolyhedronVolume角点网格GeoCornerPointGrid截断规则网格GeoTruncatedRegularGrid地质属性数据组件离散覆盖(属性场)GeoDiscret
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