重慶市地下空間“一張圖”的數據特色與管理

劉洪波，楊寧，安麗超

(1.重慶知行地理信息咨詢服務有限公司，重慶 401121； 2.重慶市地理信息中心，重慶 401121)

重慶市地下空間“一張圖”的數據特色與管理

劉洪波1*，楊寧2，安麗超2

(1.重慶知行地理信息咨詢服務有限公司，重慶 401121； 2.重慶市地理信息中心，重慶 401121)

重慶市通過不同時期、不同內容、不同實施主體完成的地下空間普查，獲得了包括城市地下管線、地下建構筑物和地下人防工程在內的諸多地下空間數據成果。利用現代數據庫技術和“3S”技術，按照一定的數據組織方式和規則，對上述地下空間數據進行統一地理空間框架下的處理和融合，形成了一套完整的、現勢性強的重慶市地下空間“一張圖”。

重慶市；地下空間；“一張圖”；數據組織

1 引 言

毋庸置疑，大力開發和合理利用城市地下空間，是解決和緩解人口膨脹、交通擁擠、資源短缺等城市生存危機的重要途徑之一。而規劃建設和有序開發利用城市地下空間，離不開對已有地下空間資源狀況的了解和掌握[1，2]。

為增強重慶市的可持續發展和綜合應急保障能力，全面提升重慶市地下空間開發利用管理水平，從2005年起至2012年底，重慶市在主城建成區(約 640 km2范圍內)相繼組織完成了各類地下管線普查、地下(單建式)人防工程普查和地下建(構)筑物普查，獲得了完整、豐富的地下空間資源信息。

上述不同時期、不同實施主體完成的地下空間普查成果，其數據內容、屬性、格式、邏輯關系等均各不相同。在現代數據庫技術和“3S”技術支持下，重慶市地理信息中心按照一定的數據組織方式和規則進行統一地理空間框架下的數據處理和融合，形成了一套完整的現勢性強的地下空間數據庫，實現了重慶市地下空間的“一張圖”管理。為重慶市地下空間規劃建設、開發利用及應急保障工作的科學性、有效性提供了有力的支撐。

2 重慶市地下空間普查簡況

2005年～2009年，重慶市人民政府決定在主城區開展地下管線普查工作，下發了《關于在主城區開展地下管線普查工作的通知》(渝辦[2005]8號)，拉開了地下空間普查的序幕。地下管線普查完成面積約 640 km2，各類地下管線15 000多千米，由此建立的地下綜合管線數據庫及GIS管理系統，在城市(淺層)地下空間管理工作中發揮了重要作用。

2007年，重慶市民防辦組織開展并完成了地下單建式人防工程普查，為實施對建筑面積≥500 m2的人防工程的有效管理創造了良好的基礎條件。

2011年1月，經市政府同意下發的《關于開展主城區地下空間普查工作的通知》(渝辦【2011】2號)，再次吹響了重慶市地下空間普查向更深的深度和廣度進軍的號角。至2012年底，查明了主城建成區內既定規模的地下交通、能源、商業、倉儲、人防等設施的分布狀況、工程規模(面積約3200萬平方米)，建立了地下空間綜合數據庫和信息管理系統，實現了重慶市地下空間“一張圖”管理。重慶市地下空間的管理亟待解決兩大問題，一是需要制定重慶市地下空間數據的組織方式，重慶市地下空間數據種類豐富，除了常見的地下車庫與地下管線外，還包括了地下人防、地下商場、地下通道等多種類型，需要有明確的組織形式，才能便于地下空間數據的管理與更新；二是需要解決地下空間可視化展示的問題，重慶作為典型的山地城市，受地形起伏影響較大，地下空間的分布和形狀各異，需要借助二維、三維、實景影像等多種手段相融合的方式加以解決。

3 “一張圖”的數據組織

3.1 整體架構

近幾年來，國內外許多城市都在開展行業管理“一張圖”建設，特別是對于規劃行業和公共服務平臺建設者而言，“一張圖”不單單是一張什么內容都有的“綜合圖”，而是一套行之有效的管理體系[3]。結合重慶市地下空間普查的具體情況和重慶市地下空間數據內容，經過綜合研究，提出了地下空間“一張圖”的數據組織體系——整合各類地理空間信息，構建地下空間數據庫及建立信息管理系統。作為重慶市地理空間基礎框架建設的一部分，地下空間普查數據庫整體架構設計時就考慮了整個城市空間數據庫的建設需求[4]。地下空間一張圖核心數據庫包括了基礎地理數據庫、地下空間二維數據庫、地下空間三維數據庫和元數據庫，如圖1所示。

圖1重慶市地下空間數據庫結構

為了實現快速、高效、科學管理和對數據的快速檢索查詢、更新維護，對地下空間相關數據進行了分層存放、分層管理。地下空間數據庫包括了空間數據和非空間數據，空間數據主要包括地下建構筑物、地下管線、地形圖數據庫等，而非空間數據主要包括地下空間實景數據庫、照片庫等。經過綜合分析與抽象提取，將地下空間數據庫按照分層的方式進行管理，地下建構筑物與地下管線分開管理，地下建構筑物主要包括地下空間、出入口、出入口注記、其他設施幾類圖層，地下管線按照管線的類型又分為電力管線、電信管線、燃氣管線、給水管線、排水管線等幾大類。

3.2 “一張圖”的數據管理

自己地下空間普查成果數據的特點使得數據結構組織和數據存儲變得異常關鍵，特別是數據的多元性直接導致數據庫中的數據量龐大異常，只有對數據按照分層分庫的方式進行組織，才能通過重慶市地下空間“一張圖”進行有效便捷的管理[5]。

(1)數據組織

綜合考慮地下空間數據的特點，將地下空間數據庫按照“一圖四庫”的方式進行組織，如圖2所示。

圖2數據組織結構

地下空間與地上建構筑物不同，地下空間的內容很難從視覺或直觀上查看到與地上其他建構筑物的關系，需要通過地上地下一體化的方式來組織與管理。根據地下空間普查的方式以及所表達信息的差異，分別組織建設了 1∶500地形數據庫、地下空間二維數據庫、三維模型數據庫、實景影像數據庫等四個子庫，對每一個子庫又劃分為許多其他的子庫，如地形數據庫包括了定位基礎類、水系類、居民點及設施類等；地下空間二維數據庫包括了地下居住建筑、地下倉儲、地下管線等；三維模型庫主要包括地上地下一體化的三維模型；視覺影像數據庫包括地上地下的實景影像數據。

“一張圖”是構建在“四庫”之上的信息集成，是“一張圖”管理的核心內容，通過對各種數據庫的綜合集成與管理，將地下空間與地上的地理信息進行融合，有效實現數據的一體化，為地下空間管理及輔助決策提供了有力的支撐。

(2)數據編碼

地下空間圖是地下空間普查的重要成果之一，圖上應完整表示測區內各類地下空間主要設施及附屬設施。且“一張圖”中所有的要素都與地形圖緊密相關，因此其管理采用文件方式進行組織管理，并對每一類要素制定編碼規則[6]。

文件組織方式根據圖幅號進行命名，包還根目錄、子目錄和地下空間圖文件的命名。根目錄采用“地下空間普查成果-測區名-提交日期”命名；子目錄采用根目錄下建“地形圖”及“地下空間圖”兩個子目錄分加存放 1∶500地形圖和地下空間圖。地下空間圖文件命名采用“圖幅號+‘-’+所屬樓層(如56-42-2-2-1-2.mdb)”進行命名。

要素編碼采用層次碼結構，由3層、6阿拉伯數字組成。第一層為“設施功能代碼”，用于標識城市地下空間主要功能；第二層為“功能主特征代碼”，作為上類“設施功能代碼”的細分，用于標識“設施功能”的最主要特征；第三層為“設施實體類代碼”，用于標識城市地下空間某種設施功能相對應的設施實體類。設施功能代碼、功能主特征代碼、設施實體類代碼均由2位阿拉伯數字組成，從01開始，按升序排列，最多編至99，數字99表示收容類目。

(3)數據更新

數據更新是保證“一張圖”具有并保持強大生命力的關鍵[7]。數據更新主要采用增量更新的方式，通過數據庫管理技術的支撐進行。管理系統采用四庫一體的數據管理模式，提供以離線更新、在線更新等多種更新方式。即可以直接對正式庫中的內容修改，也可以將數據遷出，更新后遷入并記錄版本信息。對于遷出的方式，系統也將提供多種方式供靈活使用，如：數據添加、圖幅級更新、選擇范圍更新、要素集更新等。如圖所示是數據庫更新流程：

圖3 數據更新流程

3.3 管理系統建設

地下空間“一張圖”的數據量大、數據結構復雜，要對“一張圖”數據實現很好的管理，需要建立強大的管理系統來支撐。依托重慶市地理信息公共服務平臺，建立基于C/S架構的地下空間信息系統，實現了數據管理與數據展示等相關功能，在數據管理中，根據地下空間所在地形圖圖幅編號實現對數據的入庫、更新、編輯、處理等操作；而數據展示主要是將地下空間進行三維建模，并對部分地下空間進行室內360°全景拍攝建庫，通過二維地圖與三維模型結合，實現地下空間各類基礎信息的融合展現與查詢統計，為地下空間“一張圖”的管理與應用提供可視化的查詢與管理，如圖4～圖6所示。

圖4數據管理系統

圖5 三維模型數據庫

圖6 實景影像數據庫

4 結 語

重慶市根據不同時期、不同內容、不同實施主體完成的包括地下管線、地下建(構)筑物和地下人防工程在內的諸多地下空間普查成果的特點，充分利用現代數據庫技術和“3S”技術，按照一定的數據組織方式和規則，將所有地下空間數據信息在統一的地理空間框架下組織、融合，并在同一平臺上進行“一張圖”的維護、更新及應用管理，在全國尚屬首創，值得稱道。

重慶市的地下空間開發歷史較長、范圍較大，市政府根據經濟發展狀況，按輕重緩急、分層次進行普查“摸家底”，既有深度，也有廣度，收到了地下空間資源管理事半功倍之效。特別是重慶市地下空間信息管理“一張圖”的創新成果，對實現城市地上空間與地下空間同步規劃建設和有序管理，全面提高城市地下空間開發利用管理水平，增強城市可持續發展和綜合應急防災管理能力，具有十分重要的意義。

[1] 童林旭. 地下空間與城市現代化發展[M]. 中國建筑工業出版社，2005.

[2] 錢七虎等. 地下空間科學開發與利用[M]. 江蘇科學技術出版社，2007.

[3] 仇文革. 地下空間利用[M]. 西南交通大學出版社，2011.

[4] 陳曉強，錢七虎. 我國城市地下空間綜合管理的探討[J]. 地下空間與工程學報，2010，6(4).

[5] 羅靈軍，張澤烈，何旭炎等. 地下空間普查關鍵技術研究[C]. 科研成果匯編(2006-2010)，重慶市規劃局，2011.

[6] 肖勇. 重慶市主城區地下空間普查及管理系統建設[J]. 地理空間信息，2015，13(3)：142～144.

[7] 劉全波，劉曉明. 深圳城市規劃“一張圖”的探索與實踐[J]. 城市規劃，2011，35(6)：49～54.

PuttingUndergroundChongqinginaSingleMap：theDataIntegrationofChongqingCity’sUndergroundSpaceCensuses

Liu Hongbo1，Yang Ning2，An Lichao2
(1.Chongqing Zhixing Geographic Information Consulting Services Co.，Ltd，Chongqing 401121，China；2.Chongqing Geomatics Center，Chongqing 401121，China)

Multiple censuses of Chongqing City’s underground space have been conducted by different agencies，out of different incentives and in different periods. Through these censuses，information of the underground space such as data of pipelines，buildings and structures，civil air-defence constructions and other underground spatial data have been obtained. With the utilization of Modern Database Technology and 3S technology and in accordance with certain methods and principles of data organization，spatial data mentioned above have been processed and integrated into one unified geo-spatial framework，thus forming an integrated，updated map of Chongqing City’s underground space.

Chongqing；underground space censuses；data integration；a single map

1672-8262(2017)06-36-04

P208.2

A

2017—04—14

劉洪波(1987—)，男，碩士，工程師，注冊測繪師，主要從事地理信息服務與應用研究。