围绕城市地质三维建模面临的多尺度多属性耦合机制难题,以武汉市城市地质为背景,应用分形几何以及地图学等理论和矢栅一体化三维地质建模技术方法,取得如下创新性成果:1.引入分形几何以及地图学相关理论,破解城市地质三维建模的多尺度耦合机制。由于地质条件复杂性、建模数据稀缺性和建模需求差异性等影响,所以,城市地质三维建模亟需破解多尺度多属性耦合机制问题。本研究以扁平系数表征地质体展布形状特征为判据,确定了表征水平建模尺度的二维最小建模对象,并在揭示城市地质三维建模体元的水平向与垂向网格拟合地质体误差产生机理基础上,基于二维平面上最小建模对象和垂向上最薄建模地层,确定了体元在三维空间网格剖分的多尺度特征,揭示了建模体元在三维空间上多尺度特征耦合机制,解决了利用网格拟合地质体水平向展布与垂向厚度产生误差相等约束下建模体元的大小难以确定难题。2.基于“知识元”属性,建立不同尺度的三维地质建模多属性融合机制,实现不同尺度上的“知识元”进行统一管理。本研究以“知识元”具有存储不同地质属性信息的模型体元属性为支撑,应用八叉树数据结构方法,建立了不同尺度的三维地质建模多属性融合机制;以“知识元”的三维空间位置信息与尺度信息作为唯一的空间索引编码,实现了三维地质模型数据库构建中不同尺度所有“知识元”存储的地质信息统一管理,应用大数据技术解决三维模型数据库的数据存储、查询与检索等管理效率难题。3.基于建模精度和模型应用对建模方案和后期模型管理更新需求,以及建模数据、规模、地质背景和软硬件环境对建模方案的制定、精度和应用约束,研建了城市地质三维建模的适宜性评判体系。采用钻孔密度解析建模数据丰缺性,基于我国不同比例尺的水工环地质调查和城市地质调查相关标准及技术规范,构建了建模数据丰缺性评价标准;利用所有图斑的分维数获取建模区地质背景条件的复杂性评价指标因子,基于建模体元多尺度分析,确定和检验了不同体元剖分尺度与建模精度之间正相关性,并在揭示各指标对建模质量和建模效率制约机制基础上,构建了城市地质三维建模适宜性评判指标体系。4.基于地层等深采样与地层厚度比对的多尺度三维地质模型精度的定量化评价体系,解决了简捷利用计算编程实现自动化和批量化的难题,避免了人为主观因素影响,并应用验证、准确率达95.24%;采用python编程方式,实现了三维地质模型精度定量化的自动化算法,破解城市地质三维建模关键技术难题。