استفاده از فناوری X3D برای ایجاد سامانه‌‌های اطلاعات مکانی سه‌بعدی زمین‌شناسی تحت وب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.

چکیده

داده‌های زمین‌شناسی دارای زمینه­های کاربردی بسیار گسترده اعم از اکتشاف معادن، سنگ‌شناسی، بررسی لایه‌های زیر دریا، بررسی زمین‌ساختها و گسل‌ها، محیط زیست و... هستند. این داده­های مکانی دارای ماهیتی سه‌بعدی بوده و بنابراین مدل‌سازی، ارائه و نمایش سه‌بعدی داده­های زمین‌شناسی، فهم ماهیت آنها و ارتباط لایه­های مختلف اطلاعاتی با یکدیگر را آسان‌تر و سریع‌تر می‌کند که این مهم، به نوبه خود، دقت و سرعت تصمیم­گیری­هایی را که به این داده‌ها وابسته‌اند را بالا می‌برد. سیستم‌های اطلاعات مکانی (GIS) تحت وب، ابزارهای بسیار مناسبی برای مدیریت و به اشتراک‌گذاری داده‌های زمین‌شناسی هستند. اما تاکنون در طراحی و پیا‌ده‌سازی این سیستم­ها توجه کمی به ماهیت سه بعدی داده‌های زمین‌شناسی شده و بنابراین بیشتر سیستم‌‌های اطلاعات مکانی زمین‌شناسی تحت وب بر مبنای داده­های دو بعدی ایجاد شده­اند. یکی از چالش­های مهم درارائه اطلاعات سه‌بعدی زمین‌شناسی در وب، به‌کارگیری فرمتی مناسب برای تبدیل اطلاعات از محیط تولید به محیط وب است. چنین فرمتی باید دارای ویژگی‌هایی  باشد که عبارتند از 1-  امکان حمل داده­های زمین‌شناسی به صورت سه‌بعدی را در محیط وب داشته باشد. 2- قابلیت نمایش توسط مرورگرهای وب (Web Browser) را داشته باشد. 3-  استاندارد بوده و استاندارد آن برای تولیدکنندگان اطلاعات مشخص باشد، به‌گونه­ای که امکان تبدیل از هر محیط نرم­افزاری سه‌بعدی به این فرمت استاندارد وجود داشته باشد. 4- باید قابلیت حمل اطلاعات توصیفی را داشته باشد. 5- امکان پرسش و پاسخ و تحلیل روی داده­ها را فراهم سازد. به این ترتیب با توجه به این‌که تاکنون هیچ نرم­افزاری که قادر باشد اطلاعات سه‌بعدی زمین‌شناسی را با تمامی ویژگی‌های آن به محیط وب منتقل و نمایش دهد موجود نبوده است، در این نوشتار طراحی یک نرم‌افزار واسط با استفاده از X3D پیشنهاد شده است. X3D  به عنوان یک فرمت استاندارد متن مبنا، برای نمایش گرافیک­های سه‌بعدی، توسط کنسرسیوم بین المللی Web 3D ارائه شده است. اگرچه این فرمت برای اهداف GISای طراحی و استاندارد نشده است، اما در این نوشتار کاربرد آن برای مدل‌سازی انواع عوارض و اطلاعات سه‌بعدی زمینشناسی و نمایش آنان در محیط GIS سه بعدی بررسی می­شود.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

GIS Using X3D Technology for the Development of 3D Geological Web GIS

نویسندگان [English]

  • M. Shahbazi
  • A. Mansourian
K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Geological data are used in a variety of applications. These data have three dimensional (3D) nature and hence 3D modeling, storage, dissemination and presentation of the data not only provide a better understanding of the current situation and the relationship between different features and data layers, but also increase the reliability of decisions. 3D Web Geographical Information Systems (3D Web GIS) are proper tools for managing and sharing geological data. However, current activities on developing geological Web GISs have paid less attention on 3D nature of geological data. In other words, most of the existing geological Web GISs are studied or established based on two dimensional data.
One of the important challenges for dissemination of 3D geological data in Web relates to utilization of a proper format for rendering 3D data in Web browsers. Such a format should have the capability of: 1- Conveying geological data, three dimensionally, in Web environment, 2- being displayed by Web browsers, 3- being standard and the standard to be clear for data producers in such a way data conversion to the desired format being possible, 4- conveying attribute data, and 5- providing users with the possibility of querying and analyzing data. Up to the knowledge of the authors, there is not currently any software which can disseminate 3D geological data in Web by employing a proper format respecting all of the above criteria. This paper proposes utilizing X3D, developed by Web 3D Consortium, as a standard text-based format for dissemination and rendering 3D data in Web. Although the format has not been developed for GIS purposes, in this research the applicability of that for modeling and presenting 3D geological data in 3D Web GIS is investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geology
  • 3D Data
  • 3D Web Geographical Information Systems
  • X3D
References
Bistacchi, A., Massironi, M., Dal Piaz, G. V., Dal Piaz, G., Monopoli, B., Schiavo, A. & Toffolon, G., 2008- 3D fold and fault reconstruction with an uncertainty model: An example from an Alpine tunnel case study Computers & Geosciences, Volume 34, Issue 4, Pages 351-372
Chile, J. P., Aug, C., Guillen, A., Lees, T., 2004- Modelling the geometry of geological units and its uncertainty in 3D fromstructural data: the potential-field method. In: Proceedings of International Symposium on Orebody Modelling and Strategic Mine Planning, Perth, Australia, 22–24 November,page. 313–320.
De Veslud, C. L. C., Cuney, M., Lorilleux, G., Royer, J. J. & Jébrak, M., 2009- 3D modeling of uranium-bearing solution-collapse breccias in Proterozoic sandstones (Athabasca Basin, Canada)- Metallogenic interpretations Computers and Geosciences Volume 35,  Issue 1, Pages 92-107  
Geiser, P. A. & Seeber, L., 2006- Three-dimensional seismo-tectonic imaging: An example from the Southern California Transverse Ranges, Journal of Structural Geology, v. 30, iss. 7, p. 929-945.
Huvaza, O., Sarikayab, H. &  Işık, T., 2007- Petroleum systems and hydrocarbon potential analysis of the northwestern Uralsk basin, NW Kazakhstan, by utilizing 3D basin modeling methods Marine and Petroleum Geology, Volume 24, Issue 4, Pages 247-275.
Indian Geology Servey, last seen 2008- http://129.79.145.5/arcIMS/allen/static/bedrock-geology.html
ISO/ IEC 19776-19977, 2003- Extensible 3D (X3D), http://www.web3D.org/x3D/, visited on 2007.
Kimura, K.,  Nemoto, T., Ishihara, Y., Takami, S. & Toyoda, M., 2008- WEB GIS three-dimensional information system of boring database, geological map and three-dimensional model of ground, International Geology Congress.
Lan, H., Martin, C. D., Froese, C. R., Chao, D. & Chowdhury, S., 2008- A Web-Based GIS Tool for Managing Urban Geological Hazard Data, European Conference of International Association for Engineering Geology.
Lemon, A. M. & Jones, N. L., 2003- Building solid models from boreholes and user-defined cross sections , Journal of Computers & Geosciences 29 (5) , Pages 547–555.
Mansorian, A., Zarei Nejad, M., Moghimi, E. &  Omidian, S., 2008- Design and Implementation of Damavand Geomorphologic-Environmental Database Using WebGIS, Journal of Geosciences (ULUM_I ZAMIN), 18 (69), 74-85.
Nappi, R., Alessio, G., Bronzino, G., Terranova, C. & Vilardo, G., 2002- Application of WebGIS in Seismological study, Acta Seismologica Sinica published by Seismological Society of China , Volume 15, No 1, page 99-106
Nappi, R., Alessio, G., Bronzino, G., Terranova, C. & Vilardo, G., 2008- Contribution of the SISCam Web-based GIS to the seismotectonic study of Campania (Southern Apennines): an example of application to the Sannio-area, Volume 45, Number 1, page 73-85
Qi1,  M., Zhang, B., Liang, G., Wang, J. & Cai1, X. P., 2007- 3D MODELING AND VISUALIZATION OF GEOLOGY VOLUME BASED ON GEOPHYSICAL FIELD DATA, Data Science Journal, Volume 6.
Tonini, A., Guastaldi, E., Massa, G. &Conti, P., 2008- 3D geo-mapping based on surface data for preliminary study of underground works: A case study in Val Topina (Central Italy), Engineering Geology, Volume 99, Issues 1-2, Pages 61-69, 9.
Xue, Y., Sun, M. & Ma, A., 2004- On the reconstruction of the three-dimensional complex geological objects using Delaunay triangulation. Future Generation Computer Systems archive Volume 20, Issue 7, Pages: 1227 – 1234.