OpenGeo3D

简介
功能规划
编译和运行

简介

OpenGeo3D是一个基于网格的三维地质建模工具。它将地质空间划分为网格单元，通过识别、预测网格单元的地质属性完成地质建模。该模型对应于传统的地质属性模型。在此基础上可提取地质界面，识别构造单元和地质概念，形成地质构造模型（或结构模型），并为数值分析提供基础。

功能规划

网格类型

目前仅支持长方体（包括立方体）网格。

建模原始数据

#	数据类型	来源	规划周期
1	散点数据	来自钻孔或其它调查、测试工作。	近期
2	三维地质结构模型	通过其它工具构建的已有三维地质结构模型（Geo3DML格式）。	近期
3	三维地质属性模型	通过其它工具构建的已有三维地质属性模型（如SGeMS生成的网格模型等）。	近期
4	剖面图	已有地质剖面图。	中期
5	平面地质图	已有的平面地质图。	中期
6	地球物理	来自地球物理勘探工作手段。	远期

建模方法

#	方法	说明	规划周期
1	地质统计学	支持经典地质统计学方法：Kriging，序贯模拟（基于开源项目GsTL）。	近期
2	多点地质统计学	多点地质统计学方法。	中期
3	机器学习	采用机器学习方法预测网格单元的地质属性。	远期

网格模型分析

#	功能	说明	规划周期
1	模型验证	通过已知资料（如钻孔、剖面图等）验证被预测的网格的属性。	近期
2	提取地质界面	通过计算等值面来提取地质界面。	近期
3	模型不确定性分析	综合分析模型的质量，为改进模型和优化勘探工作部署提供参考建议。	中期
4	分析地质构造模式	以网格模型为基础分析地质构造模式。	远期

三维地质模型的可视化

利用开源项目VTK实现三维地质模型（结构模型和属性模型）的可视化。

编译和运行

运行环境

OpenGeo3D支持跨Windows、Linux和MacOS操作系统编译和运行，但目前仅在Windows平台上执行了测试。

依赖项

本项目使用的第三方库有：

Qt

用户界面。使用版本：v6.2 (LTS)。
VTK

数据可视化。建议版本：v9.2或更新版本。
Geo3DML-CPP

读写Geo3DML数据。建议版本：master分支最新版本。
GDAL

GIS数据文件读写。使用版本：3.6.3。

编译OpenGeo3D之前，请先准备好Qt和VTK开发包（包括头文件和库文件）。可参照各项目的文档自行编译，或直接安装预编译的开发包。

开发环境配置

以Windows操作系统为例。

(1) Git

下载和安装最新版: https://git-scm.com/download/win。安装时选择将安装路径添加到系统环境变量中。

(2) CMake

下载和安装最新版本：https://cmake.org/download/。安装时选择将安装路径添加到系统环境变量中。

对于Linux，可选择Linux x86_64安装程序（cmake-x.x.x-linux-x86_64.sh）。安装时注意使用参数*--prefix=</path/to/install/cmake>指定安装的路径，如/usr/local/etc/CMake*。

(3) vcpkg

该工具用于配置第三方开发库。

先安装Microsoft Visual Studio。要求Visual Studio 2015 Update 3或更新版本（建议Visual Studio Community 2022），并且使用英语语言包。安装Qt扩展工具：Qt VS Tools。从Visual Studio的Extensions-Manager Extension菜单安装，或者从Qt官方安装。Qt官网下载地址：https://download.qt.io/official_releases/vsaddin/。

参照官方说明安装vcpkg。

> git clone https://github.com/microsoft/vcpkg
> .\vcpkg\bootstrap-vcpkg.bat

对于64位开发环境，可在操作系统中添加名为VCPKG_DEFAULT_TRIPLET的环境变量，其值为x64-windows。使得vcpkg缺省配置64位的开发库。
vcpkg会使用已安装的最新版的Visual Studio来配置开发库。

(4) Qt SDK

下载在线安装程序：qt-unified-windows-online-installer。对Linux，下载：qt-unified-linux-x64-online.run。
指定Qt仓库镜像安装SDK
```
# 命令行执行命令，选择清华大学镜像服务器。
> qt-unified-windows-x64-online.exe --mirror https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/qt
```
自定义安装，选择LTS版本过滤条件，安装6.2版本及Creator、Designer等开发工具，并且去掉MINGWIN开发包及源码等占用很大磁盘空间的选。

(5) GDAL

通过vcpkg安装GDAL开发库。

> cd vcpkg/
> ./vcpkg.exe install --clean-buildtrees-after-build gdal

安装时，对于下载失败的依赖项，可根据展示的URL自行下载后保存至 vkpgk/downloads/ 目录下。注意保存的文件名需与vcpkg日志中展示的文件名一致。来自github.com的依赖项下载失败时，可以尝试通过网站https://ghproxy.com手动下载。

在Linux下，通过系统的包管理器安装GDAL库。如：

> # Ubuntu 23.04 的源已包含libgdal 3.6。
> sudo apt-get install libgdal-dev

(6) Geo3DML-CPP

该库是通过子模块嵌入本项目中的，无需额外配置。

(7) VTK

通过vcpkg能安装VTK开发库，但不能使用用于指定版本的Qt库。故而仍旧使用下载源码自己编译的方式配置VTK。

下载源码编译安装(Windows操作系统)

(1) 源码下载地址：https://vtk.org/download/。当前最新版本为v9.2.6：VTK-9.2.6.tar.gz。

(2) 使用CMake配置编译参数。注意选择VTK_GROUP_ENABLE_Qt，之后再配置VTK_QT_VERSION为6。按提示配置Qt参数后生成VS Solution，并编译生成开发库。

(3) 完成编译后，以管理员权限运行Visual Studio，然后对INSTALL项目运行Build，将编译好的库安装至系统目录（缺省为：C/Program Files/VTK）。

备注：通过vcpkg安装

> # vcpkg 安装 VTK 的指令。注意：需额外安装 vtk[qt]
> cd vcpkg/
> ./vcpkg.exe install --clean-buildtrees-after-build vtk
> ./vcpkg.exe install --clean-buildtrees-after-build --recurse vtk[qt]

Linux系统下载源码编译安装

(1) 先准备好编译工具。参考Qt for Linux/X11：
```
> # Debian/Ubuntu (apt-get)。DeepIn也是属于该类。
> sudo apt-get install build-essential libgl1-mesa-dev
```
此外，可能会提示找不到X11::Xcursor和XKB库。则安装X11:Xcursor和libxkb：
```
> sudo apt-get install libxcursor-dev
> sudo apt-get install libxkbcommon-dev
```
(2) 如前，下载VTK源代码。

(3) 使用CMake配置编译参数。生成的目标是Unix Makefiles。

(4) 在配置的编译目录下使用Make编译，并安装：
```
> cd Build/
> # 编译
> make
> # 安装
> sudo make install
```

编译

# 下载代码
# 从github
git clone https://github.com/WuZixing/OpenGeo3D.git
# 从gitee
git clone https://gitee.com/zhizhi-link/OpenGeo3D.git

# 更新子模块
cd OpenGeo3D
git submodule update --init --recursive

之后请使用CMake配置编译参数（要选择vcpkg为交叉编译工具），执行编译。

部署

(1) 部署Qt依赖项

> # 对Windows操作系统
> ./Qt/bin/windeployqt.exe --[debug|release] --translations en,zh_CN </path/to/the/directory/of/OpenGeo3D.exe>

在Linux系统中，需要把Qt动态库文件（*.so）所在路径配置到环境变量LD_LIBRARY_PATH中，或者系统可自动加载动态库的其它目录下：

> # 编辑文件 .profile
> export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/qt/lib/direcotry:$LD_LIBRARY_PATH

若运行OpenGeo3D提示不成初始化Qt的基础平台，如（platforms/libqxcb），则可通过ldd工具检查相应动态库文件（platforms/libqxcb.so）的依赖项是否齐备，补充安装缺少的依赖项。

> # 针对缺少依赖项 libxcb-cursor.so
> sudo apt install libxcb-cursor-dev

(2) 运行OpenGeo3D可执行程序，按提示缺少的VTK动态库拷贝对应的DLL文件到程序目录。

weaver2007/OpenGeo3D