《城市三維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求》編制說明

《城市三維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求》

（征求意見稿）

編制說明

《城市三維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求》編寫組

二〇二四年二月

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一、工作簡況

（一）任務(wù)來源

《城市三維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求》（以下簡稱《技術(shù)要求》）

編寫項目，是由中華人民共和國自然資源部提出（自然資辦發(fā)〔2022〕

39號），由全國國土自然資源與國土空間規(guī)劃標準化技術(shù)委員會

（SAC/TC93）歸口管理。

本技術(shù)要求為制定。2022年9月，《技術(shù)要求》被列為2022年

度自然資源標準制修訂工作計劃。

（二）協(xié)作單位

本標準主編單位是中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心，參編單位

有中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心，中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境

地質(zhì)研究所，中國地質(zhì)調(diào)查局自然資源綜合調(diào)查指揮中心等單位

（三）制定背景

2015年03月11日，國務(wù)院頒布《深化標準化工作改革方案》。

為了滿足市場和創(chuàng)新需要，方案中將培育發(fā)展團體標準作為改革的措

施之一。在標準制定主體上，鼓勵具備相應(yīng)能力的學(xué)會、協(xié)會、商會、

聯(lián)合會等社會組織和產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟協(xié)調(diào)相關(guān)市場主體共同制定標準，

供市場自愿選用，增加標準的有效供給。在工作推進上，選擇市場化

程度高、技術(shù)創(chuàng)新活躍、產(chǎn)品類標準較多的領(lǐng)域，先行開展團體標準

試點工作。支持專利融入團體標準，推動技術(shù)進步。

城市三維地質(zhì)模型是城市地質(zhì)成果應(yīng)用與表達的重要途徑，是對

于城市地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的直觀展現(xiàn)、計算與評價的必要手段。我國城市

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地形多樣，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；同時城市中各類生產(chǎn)建設(shè)活動涉及到了越

來越深、越廣的地質(zhì)體?？焖俚某鞘谢M程對城市三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)的展

現(xiàn)提出了更為迫切的需求，也對城市三維地質(zhì)模型的精細構(gòu)建提出了

更高的要求。

在此背景下，為規(guī)范指導(dǎo)開展全國城市三維地質(zhì)建模工作，實現(xiàn)

地下“透明化”管理，為城市地質(zhì)條件的評價、各類地下資源的有序

規(guī)劃開發(fā)、災(zāi)害的應(yīng)對等提供基礎(chǔ)支撐，特組織相關(guān)單位編制《城市

三維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求》，規(guī)范城市地區(qū)三維地質(zhì)模型構(gòu)建工作。

（四）起草過程

2022年6月至2024年2月，在廣泛調(diào)研、資料搜集、會議研

討、專家咨詢和征求意見的基礎(chǔ)上，完成了《城市三維地質(zhì)模型

建設(shè)技術(shù)要求（征求意見稿）》編制，主要編制過程如下：

2022年6月，按照中國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)一部署，中國地質(zhì)調(diào)查

局南京地質(zhì)調(diào)查中心2022年7月成立了技術(shù)要求編制工作起草小

組，組織技術(shù)要求編制組織工作。技術(shù)要求編制工作起草小組積

極組織籌備和征集技術(shù)要求起草單位。經(jīng)過近一個月的征集、評

審和篩選，并最終確定了技術(shù)要求起草工作組的成員單位，成立

了技術(shù)要求起草工作組。技術(shù)要求起草工作組制定了技術(shù)要求編

制工作計劃。

2022年8月，南京地質(zhì)調(diào)查中心在南京組織召開了《城市三

維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求》第一次編制研討會。按照中國地質(zhì)調(diào)

查局統(tǒng)一部署，南京地質(zhì)調(diào)查中心、中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)

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境地質(zhì)研究所、中國地質(zhì)調(diào)查局自然資源綜合調(diào)查指揮中心等相

關(guān)單位在南京召開“城市三維地質(zhì)建模技術(shù)要求編制研討會”，

會議圍繞城市地質(zhì)模型的概念、主要構(gòu)建過程和關(guān)鍵指標開展研

究討論，會議共同制定了編寫大綱，明確任務(wù)分工及各階段進度

時間及主要節(jié)點。

2022年9月-11月,標準起草組開展廣泛調(diào)研和標準討論稿編

制。一是開展需求對接和工作調(diào)研9次，9月22-27日南京地質(zhì)調(diào)

查中心調(diào)研組赴浙江省自然資源廳進行調(diào)研;10月11日調(diào)研組赴

江蘇有色金屬華東地質(zhì)勘查局進行調(diào)研;11月10-13日到江蘇省

自然資源廳進行工作調(diào)研;11月12-13日到浙江省地質(zhì)院、杭州

市規(guī)劃與自然資源局調(diào)研。

2022年12月，南京地質(zhì)調(diào)查中心在南京組織召開了《城市三

維建模技術(shù)要求》第二次編制研討會。根據(jù)編制組工作要求，對

《城市三維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求》總體框架進行了確定，明確

了城市三維地質(zhì)建模的概念、城市不同工作區(qū)的精度劃分、總體

建模流程、建模的內(nèi)容要求等關(guān)鍵內(nèi)容。

2023年1-7月，編寫組完成了各自承擔(dān)的《城市三維地質(zhì)模

型建設(shè)技術(shù)要求》內(nèi)容編制。經(jīng)主編單位匯總、歸納、加工整理

后形成《城市三維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求（討論稿）》。

2023年8月，編寫組召開《城市三維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求

（討論稿）》研討會。會上，各參與編寫成員就各自負責(zé)內(nèi)容作

了匯報，會上對編寫大綱、主要內(nèi)容、常見錯誤進行了充分研

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討，如“術(shù)語和定義”一章，結(jié)合標準目的，補充了部分術(shù)語定

義，會議還明確了修改截止時間，要求各編制單位及時匯交修改

內(nèi)容。

2023年10月，匯總形成《城市三維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求

（初稿）》。

2023年11月，中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心組織編寫組

內(nèi)部討論會，重點就技術(shù)指南結(jié)構(gòu)框架、重點章節(jié)、引用文件等

關(guān)鍵內(nèi)容進行深入研討，會后根據(jù)會議討論意見完善了《城市三

維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求（初稿）》，參加人員包括葛偉亞、王

睿、鄭紅軍、邢懷學(xué)、朱吉祥、高振記、李云峰、竇帆帆、華健

等。

2023年12月，技術(shù)要求初稿完成，征求部分省份地勘行業(yè)單

位、高校、地質(zhì)建模相關(guān)企業(yè)的意見。主要以書面和網(wǎng)絡(luò)的形

式，進行了第一次意見征詢。征求意見的范圍，主要包括長期從

事地質(zhì)建模的高校、企業(yè)及從事過城市地質(zhì)調(diào)查和建模工作的地

勘隊伍等，收到了返回意見7份，歸納后共46條。針對這些建議

和意見，會后逐條進行了修改完善。

2024年1月，編寫組召開專題會議，邀請了浙江省地質(zhì)院及

其他相關(guān)行業(yè)公司等單位，進一步總結(jié)討論技術(shù)要求試行過程中

存在的主要問題并及時修改完善。會上編寫組對主要問題進行了

匯總，根據(jù)標準分工，要求會后各參編成員對相關(guān)內(nèi)容進行修改

完善，形成《城市三維地質(zhì)模型建設(shè)技術(shù)要求（征求意見

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稿）》。經(jīng)編寫組討論，一致認為本標準，整體內(nèi)容比較完整，

可以公開征求意見。

（五）起草人及分工

本《技術(shù)要求》編寫組由長期從事三維地質(zhì)建模的專家組成，

主要起草人為葛偉亞、王睿、鄭紅軍、邢懷學(xué)、朱吉祥、高振

記、李云峰、竇帆帆、華健等。葛偉亞負責(zé)內(nèi)容設(shè)計、統(tǒng)稿，并編

制前言、引言、第一章；王睿負責(zé)第四、六章及附錄C；鄭紅軍

負責(zé)第三章及附錄A、B；邢懷學(xué)負責(zé)第五章；朱吉祥、高振記等

負責(zé)第七、八章；李云峰、竇帆帆、華健等負責(zé)文字內(nèi)容修訂及

清樣校對工作。

二、標準編制的原則、主要內(nèi)容及其依據(jù)

（一）編制原則

本次《技術(shù)要求》編寫工作，吸納了國內(nèi)同行業(yè)專家組成編寫組，

匯聚了全國不同地區(qū)的編寫意見和建議，調(diào)研了我國現(xiàn)階段三維地質(zhì)

建模的實際需要和對精度、尺度的要求，調(diào)查了國內(nèi)外RMS、SKUA-

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

深探、夢之巖等主流建模軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、建模方法、建模流程、模

型應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容，并盡量與國家及其它專業(yè)的標準取得協(xié)調(diào)一致，

在此基礎(chǔ)上按照標準編制的統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適應(yīng)性、一致性等基本

要求，完成了《技術(shù)要求》的編寫工作，使之更加科學(xué)、完善，更好

地適應(yīng)、規(guī)范和指導(dǎo)城市三維地質(zhì)建模工作。

（1）從操作性角度出發(fā)，以實現(xiàn)城市地下空間透明化，為城市

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規(guī)劃、勘察設(shè)計、地下空間開發(fā)利用、地質(zhì)安全風(fēng)險防治以及相關(guān)科

學(xué)研究等提供直觀、準確的數(shù)據(jù)支持和服務(wù)為目標，按實際工作需要

科學(xué)合理地指導(dǎo)城市三維地質(zhì)模型構(gòu)建的技術(shù)方法與流程。

（2）繼承原有相關(guān)標準中的優(yōu)點，借鑒近年來各類專業(yè)領(lǐng)域三

維地質(zhì)模型構(gòu)建的先進理論與技術(shù)方法，按照城市三維地質(zhì)模型的特

定范圍、需求與現(xiàn)狀編制技術(shù)要求。

（3）突出重點、合理取舍。在具體編制過程中，對建模步驟、算

法等進行總結(jié)歸納以適應(yīng)不同軟件的工作邏輯。

（4）文本表達精準、言簡意賅、方便實用、通俗易懂，便于工作

人員查閱使用。

（二）編制的主要內(nèi)容

按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和

編寫》的要求和規(guī)定編寫本技術(shù)要求。在標準框架、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容等方

面符合標準化工作導(dǎo)則的要求。

針對城市間地質(zhì)條件的復(fù)雜性、建模目的的差異、軟件平臺的局

限性及工作人員專業(yè)素質(zhì)的高低，當前城市三維地質(zhì)模型的內(nèi)容質(zhì)量

參差不齊的問題，以“規(guī)范城市三維地質(zhì)模型建設(shè)的內(nèi)容與精度，保

障模型建設(shè)質(zhì)量”，本技術(shù)要求規(guī)定了不同精度尺度下建模的資料準

備要求、模型網(wǎng)格精度，為模型成果的精確性提供了保障；本技術(shù)要

求規(guī)定了城市三維地質(zhì)模型構(gòu)建的內(nèi)容、成果輸入的格式等相關(guān)要求，

為模型的服務(wù)性提供了保障；本技術(shù)要求所列的附件，對建模技術(shù)路

線、插值算法在不同場景下的選用供了參考。

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本技術(shù)要求包括8章節(jié)和3附錄，包括1.范圍、2.規(guī)范性引用文

件、3.術(shù)語和定義、4.總則、5.數(shù)據(jù)準備、6.模型構(gòu)建、7.質(zhì)量檢查、

8.成果模型的管理與維護、附錄。其中：

前言：說明本技術(shù)要求起草規(guī)則、提出單位、歸口單位、起草單

位和起草人等。

引言：說明本技術(shù)要求編制背景和意義。

1.范圍

（1）適用范圍適用于指導(dǎo)城市三維地質(zhì)建模工作，可作為城市

三維地質(zhì)建模工作開展、質(zhì)量監(jiān)控、成果驗收等工作的重要依據(jù)。

（2）涉及內(nèi)容本文件只涉及在以有資料的基礎(chǔ)上建立三維地質(zhì)

模型，不涉及城市地質(zhì)調(diào)查工作的實施和地質(zhì)資料的獲取。本文件規(guī)

定了城市三維地質(zhì)建模的目的任務(wù)、工作流程、基本要求、數(shù)據(jù)準備、

地質(zhì)模型構(gòu)建、模型質(zhì)量控制和建模成果等方面的技術(shù)要求，涉及資

料收集與整理、三維地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)、三維地質(zhì)模型建設(shè)、三維地質(zhì)

模型的應(yīng)用、三維地質(zhì)模型質(zhì)量控制等內(nèi)容和要求。

2.規(guī)范性引用文件

凡在《技術(shù)要求》中引用而構(gòu)成了《技術(shù)要求》的正式條文，且

在使用過程中引用標準的最新版本的國家或行業(yè)標準，均在本章中列

出。

3.術(shù)語和定義

僅對《技術(shù)要求》中出現(xiàn)頻次高的、易出現(xiàn)分歧的或城市三維地

質(zhì)建模特有的術(shù)語和名稱作了解釋。分別是：城市三維地質(zhì)模型、地

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質(zhì)空間數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)標準化、模型元素、地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型、地質(zhì)屬性

模型、模型標準地層共7個術(shù)語。

4.總則明確了城市三維地質(zhì)模型構(gòu)建的目的任務(wù)、工作程序、

與基本要求

5.數(shù)據(jù)準備

本章明確了構(gòu)建城市三維地質(zhì)模型所需數(shù)據(jù)的類型、格式、精度、

數(shù)據(jù)基準系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)的處理步驟與原則、數(shù)據(jù)的分級與篩選方法、

數(shù)據(jù)的提取與融合步驟、數(shù)據(jù)一致性檢驗與處理的內(nèi)容以及數(shù)據(jù)庫構(gòu)

建的主要要求

6.模型構(gòu)建

本章明確了模型構(gòu)建的基本要求；地表模型、結(jié)構(gòu)模型、屬性模

型、地上地下一體化模型構(gòu)建要求，以及地質(zhì)模型拼接、模型修改與

更新整飾的要求和模型可信度評價原則

7.質(zhì)量檢查

本章明確了幾何檢驗、地層擬合精度檢驗、地質(zhì)結(jié)構(gòu)合理性檢驗、

屬性模型質(zhì)量檢驗的質(zhì)量檢查過程。

8.成果模型的管理與維護

本章明確了城市三維地質(zhì)建模成果交付的一般規(guī)定與交付要求。

附錄A不同建模方法的精度影響因素

附錄B主要插值方法的特點及適用范圍

附錄C城市三維地質(zhì)模型建設(shè)說明書編寫提綱

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（三）確定編制主要內(nèi)容的依據(jù)

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可

少的條款。未標注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）

適用于本文件。

GB50021巖土工程勘察規(guī)范

GB/T17798地理空間數(shù)據(jù)交換格式

GB/T18341地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范

GB/T18894電子文件歸檔與電子檔案管理規(guī)范

GB/T41447城市地下空間三維建模技術(shù)規(guī)范

DZ/T0179地質(zhì)圖用色標準及用色原則

DZ/T0273地質(zhì)資料匯交規(guī)范

DZ/T0306城市地質(zhì)調(diào)查規(guī)范

DZ/T0352城市地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)內(nèi)容與數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)規(guī)范

三、試驗驗證的分析、綜述報告，技術(shù)經(jīng)濟論證，預(yù)期

的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益

（一）主要試驗（或驗證）的分析

在編制過程中對杭州市及錢塘新區(qū)、三江匯、濱江區(qū)等重點區(qū)域、

南京江北新區(qū)開展了三維地質(zhì)建模驗證。

1.杭州市三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型

全市基巖模型建模范圍為杭州10區(qū)約8000平方公里。西部為低

山丘陵，東部出露少量殘丘。工作區(qū)資料主要為1:50萬杭州市地質(zhì)

圖、1:25萬杭州市幅基巖地質(zhì)圖，全市DEM數(shù)據(jù)以及根據(jù)鉆孔生成

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的覆蓋區(qū)基巖面等值線。地質(zhì)圖數(shù)據(jù)只有面有屬性信息，點、線目前

無屬性信息，需經(jīng)過前期處理，獲得屬性數(shù)據(jù)。還需要對其進行系統(tǒng)

整理，分析地質(zhì)條件及特征，添加線屬性信息，分析點線面數(shù)據(jù)，確

定三維地質(zhì)模型地質(zhì)分層標準、屬性描述標準，完成數(shù)據(jù)的標準化、

研究成果矢量化，確定各類地質(zhì)參數(shù)、插值算法等。針對杭州十區(qū)8418

km2面積范圍內(nèi)按1個/km2分布密度及多要素篩選法篩選出來的811

個鉆孔，開展層序地層連井對比，建立標準層構(gòu)造結(jié)構(gòu)格架。利用

21618個鉆孔標準層數(shù)據(jù)，根據(jù)第四紀區(qū)域?qū)咏M、工程地質(zhì)層組、水

文地質(zhì)層組逐級映射關(guān)系，使用RMS和SKUA-GOCAD地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)

建模軟件方法構(gòu)建了杭州十區(qū)全域和八區(qū)平原區(qū)第四紀區(qū)域?qū)咏M、工

程地質(zhì)層組、水文地質(zhì)層組三維地質(zhì)模型。

圖1杭州市第四系結(jié)構(gòu)模型

2.杭州市錢塘新區(qū)三維地質(zhì)模型

建模范圍為錢塘新區(qū)532平方千米，建模范圍內(nèi)收集到有分層的

鉆孔1079個。以每平方千米16個（每250m一個）鉆孔的密度進行

篩選，實際參與建模鉆孔235個，建模深度：130m。采用EVS軟件，

利用地層建模方式，創(chuàng)建真三維地質(zhì)模型。利用凸包算法構(gòu)建建模面，

使用自然臨近點法進行插值計算，構(gòu)建第四系沉積模型、工程地質(zhì)模

型、含水層模型。第四紀模型按照第四紀時代以段為單位構(gòu)建地層，

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構(gòu)建8層；工程地質(zhì)模型根據(jù)杭州市工程地質(zhì)分層標準，在合并、忽

略局部極少出現(xiàn)的地層后，實際構(gòu)建工程地質(zhì)層23層；含水層模型

按潛水含水層，I承壓含水層（分上下兩層）、II承壓含水層（分上

下兩層）以及相應(yīng)隔水層、基巖構(gòu)建，實際構(gòu)建12層。

圖2錢塘新區(qū)三維工程地質(zhì)模型及剖面

3.南京江北新區(qū)三維地質(zhì)模型

建模范圍為南京江北新區(qū)220平方千米，共使用285個真實鉆孔

（并根據(jù)地質(zhì)資料以及理解補充了100個虛擬鉆孔用以刻畫基巖高

程和分布），根據(jù)工作區(qū)工程地質(zhì)特點進行建模層序劃分，采用DEM

數(shù)據(jù)控制模型地表。建模區(qū)域內(nèi)共15各工程地質(zhì)層。通過地層模型，

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可清晰展示工作區(qū)由山地向沖積平原的地形過渡、基巖面起伏、第四

系沉積特征。

在地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，通過將研究區(qū)的各項物理力學(xué)參數(shù)賦

予相應(yīng)地層，進行空間插值形成城市地下空間三維屬性模型，以表達

地下三維空間內(nèi)的任意位置相應(yīng)的含水量、孔隙比、粘聚力、內(nèi)摩擦

角、滲透系數(shù)、動探擊數(shù)、標貫擊數(shù)等參數(shù)。

圖3南京江北新區(qū)三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型與屬性模型

（二）技術(shù)經(jīng)濟論證

1.技術(shù)可行性

1）本文件中采用的建模方法是國際成熟、國內(nèi)城市地質(zhì)建模常

用的方法，本文件編制期間在多個城市實驗試點證明是切實可行的。

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2）本文件的研究內(nèi)容、精度要求等均來自于科研生產(chǎn)單位長期

實踐經(jīng)驗的積累，與相關(guān)規(guī)范中的要求也是一致的，是行之有效的。

3）本文件中的新技術(shù)、手段在國際上是通用的，經(jīng)國外的大量

的城市三維地質(zhì)建模實踐已證實是可行的，我國的許多城市及地區(qū)也

已采用了相關(guān)技術(shù)。

2.經(jīng)濟可行性

1）城市三維地質(zhì)建模可以直觀的觀察埋藏于地下城市地質(zhì)體的

情況，為城市地下工程、基礎(chǔ)工程等設(shè)計與規(guī)劃提供依據(jù)，可以最大

限度的優(yōu)化工程布置，合理減少工程和勘查資金浪費；可以對城市地

下水含水層進行刻畫，對于城市地下水管理提供依據(jù)。

2）城市三維地質(zhì)建模是基于城市地質(zhì)調(diào)查與城市建設(shè)工程勘察

中已獲得的大量地質(zhì)資料而開展的，主要由技術(shù)人員投入一定的時間

在計算機上將有關(guān)資料整合、處理即可，不需要重新實施實物工作量

和經(jīng)費，投資少、效益高。

3.預(yù)期的經(jīng)濟效果

本文件實施后預(yù)期的經(jīng)濟效果主要體現(xiàn)在以下方面：

1）節(jié)約工程成本。通過三維地質(zhì)建模，對于地下不良地質(zhì)體與

優(yōu)勢持力層進行定位，可以對工程選址、設(shè)計進行修正，節(jié)約處理不

良地質(zhì)體的工程成本，提高安全系數(shù)。

2）社會效益突出。城市地質(zhì)條件是城市整體安全的重要影響因

素，本文件的實施將會為城市各類地質(zhì)安全風(fēng)險要素的判別與定位奠

定基礎(chǔ)，為推動城市安全發(fā)展發(fā)揮作用。

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四、與國際、國外同類標準技術(shù)內(nèi)容的對比情況，或者

與測試的國外樣品、樣機的有關(guān)數(shù)據(jù)對比情況

目前，國內(nèi)和國外尚無專門城市三維地質(zhì)模型構(gòu)建技術(shù)要求相關(guān)

標準。本次編制的《城市三維地質(zhì)模型建設(shè)