城市地下空间信息管理平台建设研究

城市地下空间信息管理平台建设研究

东正元地球物理信息技术有限公司，济南 250000

Research on the Construction of Urban Underground Space Information Management Platform

Zhang lugang ¹，Wang congcong ¹， Ren xueshen ¹

摘 要 本文基于GIS、BIM、物联网、云计算、大数据等技术，构建地下空间数据标准和建立统一的时空数据库，在此基础上构建地下空间信息管理平台，实现地下空间各种数据统一组织管理、共享应用、动态更新和大数据分析，为城市地下空间开发利用提供数据支持和辅助决策分析。本文分析了建设过程中采用的关键技术，提出了完整的建设解决方案，对城市地下空间信息管理平台的建设研究具有一定的指导意义。

关键词 地下空间；管理系统；地下空间信息管理系统

中图分类号：TP315 文献标识码：A

由于我国存在长期重视地上建设，轻视或者忽略地下建设等问题，城市地下空间信息化管理仍处于初级阶段，系统性不足，信息化建设不多。随着物联网、大数据等技术的兴起，应用新科技手段进行统一管理已经成为迫切需求。城市地下空间全生命周期管理离不开已有地下空间信息的支撑，把现有单独建设的管线管理系统、轨道交通管理系统、地质管理系统、人防管线系统和停车管理系统等进行统一的整合，充分利用现有的数据和信息管理系统，整合形成综合的地下空间信息管理平台，提供信息共享服务，为城市地下空间管理和开发提供决策支持，已经成为城市地下空间管理的急迫问题。

1 城市地下空间信息化研究现状

当前，我国各城市都开展了大量的城建工程、地下工程、地下水资源和矿产资源的勘查，积累了海量的地下地质结构与资源数据。在城市地下空间信息化管理方面取得了一批成果，开展地下空间工程项目建设的城市数量与日俱增，城市地下空间的开发利用逐渐向绿色可持续和节能方向发展。但这些数据具有多来源、多类别、多数量、多维度和多主题的显著特征，未作统一的系统分析，存储结构千差万别，也缺乏整体规划和标准化。所建立的点源数据库只适应于某一特定服务项目，不能实现共享服务的需求。地下空间各个项目独立运作，缺乏整体性，造成地下空间目前的环境不能够适应城市未来发展的需求。

2 关键技术分析

2.1 海量、多源、异构数据的统一管理、动态更新和共享技术。

建立多源异构海量地质和地下空间数据库，以统一的地质框架结构为基础，统领各专业的地质和地下空间数据库，实现地质和地下空间信息的分布式、增量式管理，实现二三维一体的数据库管理。

2.2快速三维建模技术。

传统的三维建模方式多通过手工建立精细的三维模型,效果好,但建设周期长,成本高。快速三维建模技术重点解决以往三维地质模型受数据影响较大，交互式建模工作量大，局部更新不易，且无法进行分析应用等问题，发展更加自动化、智能化、支持局部更新的三维地质模型建设方法，并发展在既有数据基础之上完善模型的不确定性表达和定量评价方法，实现地下空间信息的精准管理。

2.3迅速响应的信息共享技术。

这种技术主要解决全域地下空间信息共享问题，解决以前平台覆盖范围窄、功能单一、数据互动性较差等问题。

3 城市地下空间信息管理平台的技术实现

3.1数据标准建设

（1）地下空间数据库标准

（2）全空间三维模型入库规范

（3）城市地质三维属性模型应用数据标准

（4）数据交换规范

（5）共享数据规范

（6）服务规范

3.2城市地下空间数据库建设

主要包括以下几项：

（1）地下空间全要素数据管理与维护；

（2）地下空间全要素“一张图”建设，提供二三维可视化功能；

（3）地下空间全要素信息的多种查询与分类统计；

（4）地下空间资源开发规划与辅助决策应用分析服务；

（5）城市重大工程建设选址应用服务；

（6）城市重大生命线工程选线应用服务；

（7）城市地下安全事件应急指挥服务；

（8）地下空间开发利用相关业务部门专项应用服务；

（9）地下空间数据交换共享。

3.3城市地下空间信息管理平台功能实现

主要通过C#编程语言来实现该可视化系统的设计和实现。

主要包括如下功能：

（1）数据管理模块

对多尺度、不同类型的地下空间三维模型需要统一管理，实现地下空间全要素数据的有效组织与管理。同时，根据地下空间数据建库相关标准，将数据检查完成后的属性类与要素类数据导入形成地下空间数据库，支持对数据进行编辑、导出、更新、备份与还原、查询统计等功能。

（2）数据可视化模块

以城市地下空间全要素信息集成管理与服务平台建立的数据库为基础，通过二三维平台实现地下空间全要素数据的一体化集成融合与二三维展示。

（3）数据交换与共享服务模块

数据交换与共享服务模块可为城市地下空间各类使用者提供数据和应用共享服务。

（4）数据应用模块

为平台提供多层次多形式的数据服务及功能服务，可实现地下空间数据的一体化展示和应用。支持进行专题图编制、三维地质分析、地下空间开发利用辅助决策和地下空间灾害事故应急决策等功能。

（5）系统运行管理模块

在保证数据安全的前提下提供地下空间数据导入、分发、访问的管理方式以及系统权限配置管理功能，并可根据不同的用户分级以及权限设置来满足不同的业务需求。

（6）专项应用模块

地下病害体综合管理专项应用：在地下病害体综合管理系统中，主要研发病害信息管理、巡检信息管理、地下病害预警防治和共享服务功能，通过建立一套城市地下病害体的管理、安全预警与防治体系，有效减少路面塌陷等安全事故的发生。

地下水信息管理专项应用：地下水信息管理专项通过对区域内测井数据的实时监控和统计分析，实现地下水水位、水质、水温动态监测数据的统一管理和可视化表达。

工程地质勘察应用管理专项应用：工程地质勘察管理专项主要为工程地质勘察领域的勘察设计单位、建设施工单位量身打造综合评价服务。

地球物理应用管理专项应用：提高地球物理、地球化学数据的资源利用率，实现“物化探数据处理软件的在线化应用与成果数据发布共享。

城市地质灾害预警系统：地质勘察数据完全依赖于钻孔数据。城市地质灾害预警系统主要针对城市中易发的地面沉降、水土污染灾害，基于GIS技术，进行灾害监测和预警预报，实现对地质灾害趋势和风险的分析评价，促进城市防灾减灾能力的提升。

人防工程信息管理系统：通过整合各类人防资源

数据、人防规划成果、工程养护维护等多种数据资源信息，建立数据分析模型和一体化联动处理平台，实时掌握掩蔽场所环境能力和容纳能力、应急支援力量的人员、物资、现场区域的道路交通情况等，促进人防服务效率和人防业务服务能力、灾害应急救援能力、人防工程战时防护保障能力新提升。

4 结论

城市地下空间信息管理平台的建设是城市可持续发展的必然需求，以信息化手段辅助提升城市地下空间开发利用效率，有助于改善地面交通现状，节约能源、改善环境污染，对于地下空间开发利用管理、防灾减灾等有着重大意义，是新型智慧城市建设的重要组成部分，是城市可持续发展的必然需求，有利于提升城市整体管理水平, 增强科学决策、应急保障处置、公共服务等方面的能力。为政府决策提供全面可靠的地下空间基础信息支撑。

参考文献：

1. 
   

2. 张宏,王淑晴.城市地下空间开发利用规划研究[J].中国科技产业,2021(07):47-49.

3. 孙雪梅,刘全海,李楼,冉慧敏,陈凯.城市地下空间数据信息化管理研究与实践[J].城市勘测,2021(02):12-17.

4. 丁立平,邵峰.基于Citespace的中国城市地下空间研究进展综述[J].建筑与文化,2021(07):47-50.

5. 江贻芳,王勇.城市地下空间信息化建设探讨［J］.河南理工大学学报·自然科学版,2006,25(5):377-382.