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）

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，制定了地下空間分類標準；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方法，分析了地下空間普查實施技術路線，搭建了地下空間數據庫；總結了重慶市地下空間普查技術方法，對我國山地城市地下空間的開發利用具有一定的借鑒作用。

地下空間；普查；分類；組織模式；數據庫

1 國內外研究現狀

城市地下空間是寶貴的自然資源，大力開發和合理利用城市地下空間資源是擴充城市空間容量、調節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發展，解決和緩解城市發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行管理。歐、美、日等一些西方發達國家，從70～80年代就開始重視地下空間的開發利用與管理工作，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。我國政府也十分重視地下空間的開發利用，1998年4月，建設部下發了《城市地下空間開發利用管理規定》[3]（2001年11月20日根據《建設部關于修改<地下空間開發利用管理規定>的決定》修正），對指導和促進我國城市地下空間的有序開發利用和科學管理起到了非常重要的作用。國內許多大中城市都在積極研究和編制地下空間開發利用規劃，并把城市地下空間開發利用規劃作為城市總體規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，區域內地形地貌復雜，城市建設主要以分片組團式為主，從地質和地形來說，重慶具有開發地下空間的各種優勢。尤其在城市化快速發展的今天，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6年開展地下管線、防災減災、地下建構筑物空間的普查工作，目前已經全面完成主城區地下管線、防災減災空間的普查和數據庫建設工作，正在組織推進地下建構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，對于城市建設來說，主要是指受人類活動影響和關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，是指城鄉規劃區內地表以下，為了滿足人類社會生產、生活、交通、環保、能源、安全、防災減災等需求而進行開發建設與利用的空間；在縱向上，是指地表以下的空間，現代城市的發展方向之一正是向地下延伸。

地下空間存在的形態有很多種，按照地下空間設施的類型[4]可分為地下建筑物、地下構筑物、地下管線設施等。重慶市地下空間普查根據地下空間的形態建立了統一的地下空間功能分類標準（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筑物，種類較多，有電力、通信、給水、排水、燃氣、熱力、能源、輸油、固廢運輸、公共服務、工業倉儲、防災減災、居住、交通等多種類型。

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

3）權屬單位多：地下空間的建設和管理單位眾多，建設時期各異，因此其權屬單位眾多。這對地下空間的統一集中管理極為不利，大多數地下空間都散落在各權屬單位，有部分以紙質的形式保存，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準

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

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，經過3個階段的普查工作，全面查清了主城區城市規劃區內的地下空間分布、數量、位置和規模。

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680 km2范圍近14 000 km給水、排水（雨水、污水、雨污合流）、燃氣（煤氣、天然氣）、電力（供電）、路燈、通信（電信、移動、聯通、網通、有線電視、軍用廣播、電力通信）、熱力、工業管道、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的人防工程進行實地測量，對面積≥200 m2、≤500 m2的人防工程只進行了圖上調繪標注。

第三階段是2010年開展的地下空間普查工作，查清公共服務類地下空間（如地下商場、超市、地下餐廳、地下旅館等），工業倉儲類地下空間（如地下廠房、倉庫等），防災減災類地下空間（如地下人防工程、應急避險場所等），交通設施類地下空間（如地下隧道、地下通道、步行街、地下停車庫等），地下居住設施（如地下室），市政公用設施類地下空間（如地下泵站、調壓站、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展“第二空間”的開發利用，屬于大型測繪地理信息工程建設項目，建設周期長，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，由市政府統一組織協調，成立工作領導小組，分管副市長任組長，行業主管部門任副組長，相關政府部門共同參與。這樣做的好處是一方面可以打破部門之間的利益壁壘，通過統一組織協調解決存在的利益分歧問題；另一方面可以形成信息共享，達到各部門共建共享，既有利于建設，也有利于成果的應用和更新維護。二是行業主管部門牽頭組織實施，管線和地下建構筑物是由重慶市規劃局牽頭組織實施的，地下人防設施是由重慶市民防辦組織實施的。管線和地下建構筑物都是由重慶市地理信息中心具體承擔完成，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量不一致，另一方面統一了數據資源成果，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、技術路線、標準規范都無跡可循，因此開展普查前期的實驗工作對于工作的順利開展至關重要。通過先期開展實驗，一是對既有技術綱要和技術方案的論證，檢驗技術方案的可行性；二是通過選擇不同難易、不同區域、不同類型、不同面積的地下空間進行典型性實驗，總結工作開展經驗，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備。

3）制定技術標準和工作方案。統一規范的技術標準是大規模工作開展的關鍵，通過考察和聘請技術專家制定作業技術標準，并通過實驗區的工作，對其修改完善，保證了技術標準的科學性、合理性和先進性。

4）充分利用已有資源。近幾年隨著測量技術和水平的快速提升，重慶市對測量要素和測量內容進一步深化，在2006年4月開始實行的《重慶市管線工程規劃管理辦法》[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《重慶市建筑工程規劃核實工作規程》[7]發布實施，要求對已竣工建筑物進行竣工測量，建筑物地下部分也屬于竣工測量的內容之一。近幾年是重慶市城市建設發展最快的幾年，2005年重慶市主城區城市建設用地面積為 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一步明確和深化，新建建筑物都要進行地下空間竣工測量。這些已有資料的整合和充分應用是地下空間普查快速高效開展的基礎。

5）引入第三方機構，把控成果質量關。引入第三方工程監理機構，對地下空間普查外業、內業各工序的質量、進度實施全過程監理。一方面對地下空間普查提供技術支持，另一方面對安全生產、質量、協調合作等全方位管理，強化對各工序質量的全面監控。

6）注重安全。地下空間普查是一項規模浩大，涉及到的人員眾多，地下空間很多又存有較大安全隱患，因此安全成為關系整項工作順利開展的關鍵。在安全生產中，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，在無向導協助，禁止進入情況不明的地下空間作業，作業人員須配備防護帽、安全燈，身穿安全警示工作服，有毒有害氣體測量設備，配帶通信設備，并保持與地面人員的通信暢通。在地下調查或施放探頭、電極導線時，嚴禁明火，應進行有害、有毒及可燃氣體的濃度測定，有害、有毒及可燃氣體超標時應打開排氣通風0.5h以上，確認安全并采取保護措施后方可作業。雷電天氣禁止使用大功率儀器設備作業。地下作業的所有電氣設備外殼都應接地。進入企業廠區進行地下空間普查的作業人員，須遵守該廠安全保護規定。涉及項目的人員，都要在思想上高度重視安全工作，施工中嚴格執行安全規定，在安全無事故的前提下，保質保量地完成地下空間普查任務。

6 地下空間普查技術路線

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，其開展的技術實施路線有所區別（如圖1所示）。

地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，管線擔負著輸送能量、傳輸物質和傳遞信息的重要任務，是城市賴以生存和發展的物質基礎，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行測量和普查。應用GPS等現代測量技術建立控制測量網；利用專業管線權屬單位已有資料，在提供現狀調繪圖的基礎上，探測單位以開井調查和儀器探測相結合，應用管線探測儀器探查管線點位置和埋深，通過全站儀數字化采集管線點的空間坐標，同步采用數字化測繪技術測繪帶狀地形圖，采用機助成圖一體化作業同時獲取地下管線數據成果；通過巡查、抽查、開挖檢查和電子數據查錯等方式對探測過程實行工程監理。

地下建筑類空間則大部分可以直接到達，通過建立“市-區-街道-社區”和各權屬單位相結合的調查網絡，先調查清楚地下建筑類空間的分布和范圍，形成地下建構筑物分布一張圖。在城建、規劃、國土、人防檔案館收集已有地下建構筑物的竣工測量資料、施工設計資料，進一步縮小地下空間測量的數量和范圍。對需要測量的地下構建筑物空間利用城市管線普查布設的四等GPS點、一、二、三級導線點及圖根三維導線點控制網，不足部分由施測單位布設圖根導線點[8]。通過三維激光掃描儀或全站儀采集地下構建筑物空間坐標點，形成數字化成果。在資料收集、整理、控制網布設、地下空間測量的每個環節進行工程監理。

7 地下空間數據庫設計

地下空間數據庫管理系統[9-11]，系統龐大，功能復雜，在設計時按應用需求和功能合理劃分軟件的層次結構，上層的實現基于下層的功能和數據，并且使同層間功能藕合度達到最小。在同一層次結構中，按功能相關性和完整性的原則，把邏輯功能和信息交換緊密的部分以及在同一任務下的處理過程放在同一功能組件包中。功能組件與系統主控部分有很強的接口能力，使組件具有可拆卸性，以便于實現對單個組件的更新和不斷優化。可擴展性強，各功能模塊以組件式開發，以供將來應用系統的調用，并方便今后的擴展開發。盡量達到應用層與功能層分離，應用層只負責用戶界面和功能調用邏輯的實現，大大簡化了平臺上各應用的實現，并真正實現功能的共享（如圖2所示）。

圖1 地下空間普查技術流程圖

系統的設計和建設，以分層的方式進行，各層從下往上互相依賴，從數據、基礎功能到業務再到應用。層中各功能和業務應用以組件和服務的方式進行設計和開發，使層內各功能藕合度最小，系統共分成了 4個邏輯層次。

圖2 地下空間數據庫設計

1）數據層，包括所有由數據庫管理系統（DBMS）和空間數據庫引擎（ArcSDE）進行管理和驅動的各類元數據、空間/非空間數據、文本數據和基礎地理信息系統的空間數據庫等，同時，數據層還包括對綜合管線數據的訪問組件和綜合管線數據間的邏輯維護組件。

2）基礎平臺層，它是整個系統所依賴的GIS平臺和開發框架，主要是中心經過多年GIS應用開發經驗積累的基于C/S應用的數據管理平臺。

3）核心組件層，它是系統賴以構建和運行的基礎平臺，本項目中所有的應用系統都基于此組件層所提供的功能組件來實現。核心組件層采用統一的基礎GIS平臺（ArcGIS）及開放的開發環境并遵循主流的軟件工業標準，包括ESRI的GIS平臺和基于主流IT技術的應用開發環境以及開發環境所能夠支持的組件（COM）封裝技術。

4）應用服務層。它是基于系統所提供的數據、核心組件和功能組件構建的各應用系統。應用服務層的各應用系統將采用常用開發工具，實現用戶界面的設計和各功能組件間的邏輯調用關系。

8 結 語

重慶市地下空間普查形成了覆蓋主城建成區的地下管線和建構筑物地下空間數據庫，這是中西部地區乃至全國范圍內一次工程規模浩大、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驗，普查形成的地下空間數據庫為城市地下空間的開發和利用打下了較好的基礎，也對其他同類地區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，并且隨著城市建設動態的更新，地下空間數據庫的動態更新維護是成果保持生命力的先決條件，動態更新工作機制的建立還需要不斷探索和實踐。

[1] 奚江琳，錢七虎.中國大都市地下空間后發優勢探析[J].地下空間與工程學報，2005（3）：329-333

[2] 胡能燦.加快城市地下空間開發利用的調查與思考[J].上海土地，2011（3）：35-37

[3] 中華人民共和國建設部.城市地下空間開發利用管理規定[Z].2001

[4] 郭士博，錢建固，呂璽琳.城市地下空間標準化與分類代碼[J].地下空間與工程學報，2011（2）：214-218

[5] 楊寧，田慶福.重慶市地下管線普查的工程特點與質量管理[J].城市勘測，2007（5）：97-99

[6] 重慶市人民政府.重慶市管線工程規劃管理辦法[Z].2009

[7] 重慶市規劃局.重慶市建筑工程規劃核實工作規程[Z].2010

[8] 黎樹禧，喻永平.廣州市城市地下空間測量技術研究[J].測繪通報，2011（9）：45-47

[9] 朱建明，劉偉，騰長浪.地下空間信息管理系統的建立[J].地下空間與工程學報，2009（3）：413-418

[10]安關峰，史勇.城市地下空間信息化探討[J].地下空間，2002（1）：83-85

[11]劉義勤，潘懋，彭博，等.基于三維GIS技術的城市地下空間數字化—以天津市塘沽為例[J].測繪通報，2011（2）：45-47

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、遙感在城市規劃中的應用。