何 宗，張治清，肖 勇

（重慶市地理信息中心，重慶401121）

重慶市地下空間普查組織與實施初探

何 宗，張治清，肖 勇

（重慶市地理信息中心，重慶401121）

將地下空間分為地下管線和地下構(gòu)建筑物空間兩部分，闡述了地下空間的特點，并從重慶本地實際特征出發(fā)，制定了地下空間分類標(biāo)準(zhǔn)；探討了重慶地下空間普查的不同階段，論述了地下空間普查的工作組織模式和推進(jìn)方法，分析了地下空間普查實施技術(shù)路線，搭建了地下空間數(shù)據(jù)庫；總結(jié)了重慶市地下空間普查技術(shù)方法，對我國山地城市地下空間的開發(fā)利用具有一定的借鑒作用。

地下空間；普查；分類；組織模式；數(shù)據(jù)庫

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

城市地下空間是寶貴的自然資源，大力開發(fā)和合理利用城市地下空間資源是擴(kuò)充城市空間容量、調(diào)節(jié)城市土地利用強度分布、使城市空間資源配置有序化的重要手段，也是確保城市可持續(xù)發(fā)展，解決和緩解城市發(fā)展與空間資源矛盾的重要途徑之一[1,2]。

世界上很多國家都把地下空間作為新型國土資源進(jìn)行管理。歐、美、日等一些西方發(fā)達(dá)國家，從70～80年代就開始重視地下空間的開發(fā)利用與管理工作，并通過地下空間普查，建立了倫敦、巴黎、東京、多倫多等主要城市的地下空間分布圖等信息資源管理系統(tǒng)。我國政府也十分重視地下空間的開發(fā)利用，1998年4月，建設(shè)部下發(fā)了《城市地下空間開發(fā)利用管理規(guī)定》[3]（2001年11月20日根據(jù)《建設(shè)部關(guān)于修改<地下空間開發(fā)利用管理規(guī)定>的決定》修正），對指導(dǎo)和促進(jìn)我國城市地下空間的有序開發(fā)利用和科學(xué)管理起到了非常重要的作用。國內(nèi)許多大中城市都在積極研究和編制地下空間開發(fā)利用規(guī)劃，并把城市地下空間開發(fā)利用規(guī)劃作為城市總體規(guī)劃的一個重要組成部分。

重慶地處四川盆地邊緣的丘陵地帶，是我國的歷史文化名城和著名的山城，區(qū)域內(nèi)地形地貌復(fù)雜，城市建設(shè)主要以分片組團(tuán)式為主，從地質(zhì)和地形來說，重慶具有開發(fā)地下空間的各種優(yōu)勢。尤其在城市化快速發(fā)展的今天，一方面要向空中要空間，另一方面要向地下要空間。從2005年開始，重慶市連續(xù)6年開展地下管線、防災(zāi)減災(zāi)、地下建構(gòu)筑物空間的普查工作，目前已經(jīng)全面完成主城區(qū)地下管線、防災(zāi)減災(zāi)空間的普查和數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作，正在組織推進(jìn)地下建構(gòu)筑物空間的普查工作。

2 地下空間的定義和分類

廣義的地下空間指地表以下的空間，對于城市建設(shè)來說，主要是指受人類活動影響和關(guān)注的各類已建地下空間。地下空間有2個范圍作為限定，在橫向上，是指城鄉(xiāng)規(guī)劃區(qū)內(nèi)地表以下，為了滿足人類社會生產(chǎn)、生活、交通、環(huán)保、能源、安全、防災(zāi)減災(zāi)等需求而進(jìn)行開發(fā)建設(shè)與利用的空間；在縱向上，是指地表以下的空間，現(xiàn)代城市的發(fā)展方向之一正是向地下延伸。

地下空間存在的形態(tài)有很多種，按照地下空間設(shè)施的類型[4]可分為地下建筑物、地下構(gòu)筑物、地下管線設(shè)施等。重慶市地下空間普查根據(jù)地下空間的形態(tài)建立了統(tǒng)一的地下空間功能分類標(biāo)準(zhǔn)（如表1所示）。

3 重慶市地下空間的特點

1）種類繁多[5]：地下空間總體可分為管線和地下建構(gòu)筑物，種類較多，有電力、通信、給水、排水、燃?xì)狻崃?、能源、輸油、固廢運輸、公共服務(wù)、工業(yè)倉儲、防災(zāi)減災(zāi)、居住、交通等多種類型。

2）覆蓋區(qū)域廣：地下空間的空間形態(tài)多樣，有自然形成的天然洞穴，更多的則是人工建設(shè)的管線和地下建構(gòu)筑物空間形態(tài)。隨著城市快速擴(kuò)張，在向地下要空間的動力驅(qū)動下，商業(yè)、倉儲、防災(zāi)減災(zāi)、停車設(shè)施多被放置到地下，多年的建設(shè)使得地下空間覆蓋范圍較大，基本與城市建成區(qū)的范圍相一致。

3）權(quán)屬單位多：地下空間的建設(shè)和管理單位眾多，建設(shè)時期各異，因此其權(quán)屬單位眾多。這對地下空間的統(tǒng)一集中管理極為不利，大多數(shù)地下空間都散落在各權(quán)屬單位，有部分以紙質(zhì)的形式保存，但大部分地下空間資料殘缺不全，甚至沒有地下空間資料，其信息化和電子化的管理更是無從談起。

表1 地下空間功能分類標(biāo)準(zhǔn)

4）歷史悠久：重慶地下空間的開發(fā)利用歷史悠久，在抗戰(zhàn)時期，重慶就大量的建設(shè)防空洞，以躲避日軍的轟炸。解放初期和三線建設(shè)時期，一些軍工企業(yè)搬遷到重慶周邊地區(qū)，也是重慶歷史上最大規(guī)模的防空洞建設(shè)時期。改革開放以來尤其是直轄以來，由于重慶獨特的山地特征，城市建設(shè)用地受到較大限制，集約用地和向地下要空間已經(jīng)成為這一時期城市空間擴(kuò)展的主要特征。

4 重慶地下空間普查的階段

重慶市地下空間普查分為3個階段完成，經(jīng)過3個階段的普查工作，全面查清了主城區(qū)城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)的地下空間分布、數(shù)量、位置和規(guī)模。

第一階段是從2005年到2009年組織開展重慶市地下管線普查，完成主城區(qū)680 km2范圍近14 000 km給水、排水（雨水、污水、雨污合流）、燃?xì)猓簹?、天然氣）、電力（供電）、路燈、通信（電信、移動、?lián)通、網(wǎng)通、有線電視、軍用廣播、電力通信）、熱力、工業(yè)管道、綜合管溝、不明管線等10類市政公用管線和其他單位的專用管線普查工作。

第二階段是從2007年重慶市民防辦組織開展的對地下單建式人防工程的普查。但該次普查只限于對建筑面積≥500 m2的人防工程進(jìn)行實地測量，對面積≥200 m2、≤500 m2的人防工程只進(jìn)行了圖上調(diào)繪標(biāo)注。

第三階段是2010年開展的地下空間普查工作，查清公共服務(wù)類地下空間（如地下商場、超市、地下餐廳、地下旅館等），工業(yè)倉儲類地下空間（如地下廠房、倉庫等），防災(zāi)減災(zāi)類地下空間（如地下人防工程、應(yīng)急避險場所等），交通設(shè)施類地下空間（如地下隧道、地下通道、步行街、地下停車庫等），地下居住設(shè)施（如地下室），市政公用設(shè)施類地下空間（如地下泵站、調(diào)壓站、變電站等）。

5 地下空間普查的工作組織模式

1）自上而下的組織。地下空間普查涉及到城市發(fā)展“第二空間”的開發(fā)利用，屬于大型測繪地理信息工程建設(shè)項目，建設(shè)周期長，涉及層面廣，資料分散，參與部門多，因此，必須采取自上而下的組織模式。一是市政府高度重視，由市政府統(tǒng)一組織協(xié)調(diào)，成立工作領(lǐng)導(dǎo)小組，分管副市長任組長，行業(yè)主管部門任副組長，相關(guān)政府部門共同參與。這樣做的好處是一方面可以打破部門之間的利益壁壘，通過統(tǒng)一組織協(xié)調(diào)解決存在的利益分歧問題；另一方面可以形成信息共享，達(dá)到各部門共建共享，既有利于建設(shè)，也有利于成果的應(yīng)用和更新維護(hù)。二是行業(yè)主管部門牽頭組織實施，管線和地下建構(gòu)筑物是由重慶市規(guī)劃局牽頭組織實施的，地下人防設(shè)施是由重慶市民防辦組織實施的。管線和地下建構(gòu)筑物都是由重慶市地理信息中心具體承擔(dān)完成，在過程中沒有委托不同的單位實施，一方面避免了對該項工作本身理解不清造成的質(zhì)量不一致，另一方面統(tǒng)一了數(shù)據(jù)資源成果，避免了地下空間成果的分散造成無形的利益壁壘而導(dǎo)致成果的利用率差。

2）先實驗，再開展工作。地下空間普查是一個新事物，在工作開展過程中，就工作開展的組織方式、技術(shù)路線、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范都無跡可循，因此開展普查前期的實驗工作對于工作的順利開展至關(guān)重要。通過先期開展實驗，一是對既有技術(shù)綱要和技術(shù)方案的論證，檢驗技術(shù)方案的可行性；二是通過選擇不同難易、不同區(qū)域、不同類型、不同面積的地下空間進(jìn)行典型性實驗，總結(jié)工作開展經(jīng)驗，查找工作開展過程中存在問題，梳理可能遇到的困難，為工作全面推動提前做好準(zhǔn)備。

3）制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工作方案。統(tǒng)一規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是大規(guī)模工作開展的關(guān)鍵，通過考察和聘請技術(shù)專家制定作業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并通過實驗區(qū)的工作，對其修改完善，保證了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、合理性和先進(jìn)性。

4）充分利用已有資源。近幾年隨著測量技術(shù)和水平的快速提升，重慶市對測量要素和測量內(nèi)容進(jìn)一步深化，在2006年4月開始實行的《重慶市管線工程規(guī)劃管理辦法》[6]，明確要求在今后的管線工程在放線和竣工測量中必須實測。2010年12月《重慶市建筑工程規(guī)劃核實工作規(guī)程》[7]發(fā)布實施，要求對已竣工建筑物進(jìn)行竣工測量，建筑物地下部分也屬于竣工測量的內(nèi)容之一。近幾年是重慶市城市建設(shè)發(fā)展最快的幾年，2005年重慶市主城區(qū)城市建設(shè)用地面積為 370 km2，2010年則躍升至556 km2，在5年時間里每年平均增長37.2 km2。隨著城市要素測量的進(jìn)一步明確和深化，新建建筑物都要進(jìn)行地下空間竣工測量。這些已有資料的整合和充分應(yīng)用是地下空間普查快速高效開展的基礎(chǔ)。

5）引入第三方機構(gòu)，把控成果質(zhì)量關(guān)。引入第三方工程監(jiān)理機構(gòu)，對地下空間普查外業(yè)、內(nèi)業(yè)各工序的質(zhì)量、進(jìn)度實施全過程監(jiān)理。一方面對地下空間普查提供技術(shù)支持，另一方面對安全生產(chǎn)、質(zhì)量、協(xié)調(diào)合作等全方位管理，強化對各工序質(zhì)量的全面監(jiān)控。

6）注重安全。地下空間普查是一項規(guī)模浩大，涉及到的人員眾多，地下空間很多又存有較大安全隱患，因此安全成為關(guān)系整項工作順利開展的關(guān)鍵。在安全生產(chǎn)中，首先需要使用如防爆全站儀、防爆電光測距儀等具有安全保障的儀器，在無向?qū)f(xié)助，禁止進(jìn)入情況不明的地下空間作業(yè)，作業(yè)人員須配備防護(hù)帽、安全燈，身穿安全警示工作服，有毒有害氣體測量設(shè)備，配帶通信設(shè)備，并保持與地面人員的通信暢通。在地下調(diào)查或施放探頭、電極導(dǎo)線時，嚴(yán)禁明火，應(yīng)進(jìn)行有害、有毒及可燃?xì)怏w的濃度測定，有害、有毒及可燃?xì)怏w超標(biāo)時應(yīng)打開排氣通風(fēng)0.5h以上，確認(rèn)安全并采取保護(hù)措施后方可作業(yè)。雷電天氣禁止使用大功率儀器設(shè)備作業(yè)。地下作業(yè)的所有電氣設(shè)備外殼都應(yīng)接地。進(jìn)入企業(yè)廠區(qū)進(jìn)行地下空間普查的作業(yè)人員，須遵守該廠安全保護(hù)規(guī)定。涉及項目的人員，都要在思想上高度重視安全工作，施工中嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)定，在安全無事故的前提下，保質(zhì)保量地完成地下空間普查任務(wù)。

6 地下空間普查技術(shù)路線

在地下空間普查中，將地下空間分為管線類地下空間和地下建筑類空間，針對2種不同的地下空間形態(tài)，其開展的技術(shù)實施路線有所區(qū)別（如圖1所示）。

地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，管線擔(dān)負(fù)著輸送能量、傳輸物質(zhì)和傳遞信息的重要任務(wù)，是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，被稱為城市的“生命線”。地下管線由于深埋地下使得不能直接接觸進(jìn)行測量和普查。應(yīng)用GPS等現(xiàn)代測量技術(shù)建立控制測量網(wǎng)；利用專業(yè)管線權(quán)屬單位已有資料，在提供現(xiàn)狀調(diào)繪圖的基礎(chǔ)上，探測單位以開井調(diào)查和儀器探測相結(jié)合，應(yīng)用管線探測儀器探查管線點位置和埋深，通過全站儀數(shù)字化采集管線點的空間坐標(biāo)，同步采用數(shù)字化測繪技術(shù)測繪帶狀地形圖，采用機助成圖一體化作業(yè)同時獲取地下管線數(shù)據(jù)成果；通過巡查、抽查、開挖檢查和電子數(shù)據(jù)查錯等方式對探測過程實行工程監(jiān)理。

地下建筑類空間則大部分可以直接到達(dá)，通過建立“市-區(qū)-街道-社區(qū)”和各權(quán)屬單位相結(jié)合的調(diào)查網(wǎng)絡(luò)，先調(diào)查清楚地下建筑類空間的分布和范圍，形成地下建構(gòu)筑物分布一張圖。在城建、規(guī)劃、國土、人防檔案館收集已有地下建構(gòu)筑物的竣工測量資料、施工設(shè)計資料，進(jìn)一步縮小地下空間測量的數(shù)量和范圍。對需要測量的地下構(gòu)建筑物空間利用城市管線普查布設(shè)的四等GPS點、一、二、三級導(dǎo)線點及圖根三維導(dǎo)線點控制網(wǎng)，不足部分由施測單位布設(shè)圖根導(dǎo)線點[8]。通過三維激光掃描儀或全站儀采集地下構(gòu)建筑物空間坐標(biāo)點，形成數(shù)字化成果。在資料收集、整理、控制網(wǎng)布設(shè)、地下空間測量的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行工程監(jiān)理。

7 地下空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計

地下空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)[9-11]，系統(tǒng)龐大，功能復(fù)雜，在設(shè)計時按應(yīng)用需求和功能合理劃分軟件的層次結(jié)構(gòu)，上層的實現(xiàn)基于下層的功能和數(shù)據(jù)，并且使同層間功能藕合度達(dá)到最小。在同一層次結(jié)構(gòu)中，按功能相關(guān)性和完整性的原則，把邏輯功能和信息交換緊密的部分以及在同一任務(wù)下的處理過程放在同一功能組件包中。功能組件與系統(tǒng)主控部分有很強的接口能力，使組件具有可拆卸性，以便于實現(xiàn)對單個組件的更新和不斷優(yōu)化?？蓴U(kuò)展性強，各功能模塊以組件式開發(fā)，以供將來應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)用，并方便今后的擴(kuò)展開發(fā)。盡量達(dá)到應(yīng)用層與功能層分離，應(yīng)用層只負(fù)責(zé)用戶界面和功能調(diào)用邏輯的實現(xiàn)，大大簡化了平臺上各應(yīng)用的實現(xiàn)，并真正實現(xiàn)功能的共享（如圖2所示）。

圖1 地下空間普查技術(shù)流程圖

系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)，以分層的方式進(jìn)行，各層從下往上互相依賴，從數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)功能到業(yè)務(wù)再到應(yīng)用。層中各功能和業(yè)務(wù)應(yīng)用以組件和服務(wù)的方式進(jìn)行設(shè)計和開發(fā)，使層內(nèi)各功能藕合度最小，系統(tǒng)共分成了 4個邏輯層次。

圖2 地下空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1）數(shù)據(jù)層，包括所有由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）和空間數(shù)據(jù)庫引擎（ArcSDE）進(jìn)行管理和驅(qū)動的各類元數(shù)據(jù)、空間/非空間數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫等，同時，數(shù)據(jù)層還包括對綜合管線數(shù)據(jù)的訪問組件和綜合管線數(shù)據(jù)間的邏輯維護(hù)組件。

2）基礎(chǔ)平臺層，它是整個系統(tǒng)所依賴的GIS平臺和開發(fā)框架，主要是中心經(jīng)過多年GIS應(yīng)用開發(fā)經(jīng)驗積累的基于C/S應(yīng)用的數(shù)據(jù)管理平臺。

3）核心組件層，它是系統(tǒng)賴以構(gòu)建和運行的基礎(chǔ)平臺，本項目中所有的應(yīng)用系統(tǒng)都基于此組件層所提供的功能組件來實現(xiàn)。核心組件層采用統(tǒng)一的基礎(chǔ)GIS平臺（ArcGIS）及開放的開發(fā)環(huán)境并遵循主流的軟件工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括ESRI的GIS平臺和基于主流IT技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境以及開發(fā)環(huán)境所能夠支持的組件（COM）封裝技術(shù)。

4）應(yīng)用服務(wù)層。它是基于系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、核心組件和功能組件構(gòu)建的各應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用服務(wù)層的各應(yīng)用系統(tǒng)將采用常用開發(fā)工具，實現(xiàn)用戶界面的設(shè)計和各功能組件間的邏輯調(diào)用關(guān)系。

8 結(jié) 語

重慶市地下空間普查形成了覆蓋主城建成區(qū)的地下管線和建構(gòu)筑物地下空間數(shù)據(jù)庫，這是中西部地區(qū)乃至全國范圍內(nèi)一次工程規(guī)模浩大、覆蓋范圍較廣的地下空間普查工作，很多工作開全國之先河，在探索實踐中形成了較好的經(jīng)驗，普查形成的地下空間數(shù)據(jù)庫為城市地下空間的開發(fā)和利用打下了較好的基礎(chǔ)，也對其他同類地區(qū)開展地下空間普查具有一定的借鑒作用。但是地下空間本身覆蓋范圍廣，并且隨著城市建設(shè)動態(tài)的更新，地下空間數(shù)據(jù)庫的動態(tài)更新維護(hù)是成果保持生命力的先決條件，動態(tài)更新工作機制的建立還需要不斷探索和實踐。

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Organization and Implementation of Underground Space Census in Chongqing

by HE Zong

In this paper，underground space was divided into two types,which were pipeline space and building space.The paper described the characteristics and formulates classification criteria of underground space,which was based on the local actual characteristics of Chongqing.It investigated the different stages,discussed the promote patterns of work organization,analyzed the technical line and built a database of underground space census.It summarized the technical methods of underground space census in Chongqing.It had a certain reference to underground space development and utilization in mountain cities.

underground space，census，classification，organizational model，database

2012-02-21

項目來源：重慶市科委科技資助項目（2009CB2015）。

P258

B

1672-4623(2012)03-0143-05

何宗，工程師，主要研究方向為地理信息、遙感在城市規(guī)劃中的應(yīng)用。