李东兴院长：绘制城市地下“生命线”，助力地下空间科学管理

中国测绘学会 中国测绘学会 2022-11-13 10:13 发表于北京

 

——访成都市勘察测绘研究院院长李东兴

改革开放四十余年，我国经济社会高速发展，城市规模也随之急剧扩张，土地利用矛盾日趋凸显，城市发展趋势已逐渐由大规模增量建设转变为存量提质改造和增量结构调整并举。面对土地利用矛盾，城市不断建设高层建筑、开发地下空间，以“上天入地”的模式延展城市空间。

 

其中，地下空间的开发利用影响着城市安全运行、民生福祉等方方面面，而地下空间从规划、建设到运营都与测绘地理信息技术息息相关。

 

 

成都市作为践行新发展理念的公园城市示范区，近年来城市地下空间规划利用取得重要进展。已跻身于全国轨道交通“第四城”的成都，是如何利用地理信息技术服务地下空间管理的？成都市勘察测绘研究院（以下简称为“成都市勘测院”）在地下空间测绘方面有哪些好方法值得推广？本期我们邀请成都市勘测院院长李东兴为我们解答。

 

地下空间测绘为何如此重要？

 

2022年，“提升新型城镇化质量，有序推进城市更新”写进李克强总理所作的《政府工作报告》。而地下空间的开发利用作为城市有机更新行动的重要一环，对缓解城市发展矛盾、解决“城市综合症”具有重大意义，其重要性被提到前所未有的高度。

 

地下空间开发利用，空间数据至关重要。新时代下，勘测单位如何利用快速、高效、创新的手段开展地下建（构）筑物空间信息获取和表达至关重要。当前，成都市勘测院地下空间测绘工作主要涉及管线探测、地下建（构）筑物竣工测绘、地铁站点及轨道盾构区间第三方检测及竣工测绘、地下通道测量、基坑监测、地上地下一体化实景三维建设等。

 

以地下管线为例，在城市建设过程中时常发生被挖断、损坏的情况，造成居民小区长时间停水、停电等影响，燃气管线爆炸事故造成生命财产的损失更不可估量。

 

就成都而言，地下管线种类繁多，不仅包含给水、排水、电力、通信、燃气等常规管线，还包含电力隧道、综合管廊等新型地下综合廊道。全市地下管线分布错综复杂，给地下空间的开发、利用和管理带来了极大挑战。

成都市地下管线示意图

 

 

2020年，成都市启动了全市域地下管线普查成果更新工作，普查成果更新工作领导小组办公室设于成都市规划和自然资源局。该项工作由市局测绘管理处牵头，精密部署、统筹安排，旨在准确摸清地下管线分布、性质，探明城市地下运行“生命线”底数。普查测绘成果越完整、精准、可靠，安全事故发生的可能性也就越低，城市安全运营越有保障。

成都市综合管廊

 

同时，成都市规划和自然资源局测绘管理处还会同相关部门建立了地下管线普查动态更新工作机制，保障了全市地下管线数据库的实时、完整性，为后续地下空间开发利用的规划、设计、施工、产权划分、日常管理和维护提供准确数据支撑，地下管线的信息化管理水平也得到了提升。

 

地下空间测绘的难点与解决方案

 

不同于地表建设项目，地下空间建设项目具有隐蔽性，且可能对地层深处地质构造、地面和周边建（构）筑物产生不同程度的影响。地下空间测绘与地表测绘也存在较大差异，主要存在以下难点：

 

一、先进设备在地下空间测绘领域使用受限。由于地下空间建（构）筑物的空间局限性，在地上应用普遍的北斗定位、卫星遥感、倾斜摄影、激光雷达等“空、天、地”一体数据获取的先进测绘技术手段在地下空间领域都无法直接得到有效的应用。

 

二、地下建（构）筑物结构隐蔽，勘探技术有待提升。对于埋深较大的地下空间测绘项目，缺少高效地下空间探测技术。如针对燃气、给水等带压运行的地下管线的测量，因缺少地面附属井位设施，覆土后无法直接量测，需要先通过物探等方式探明其空间位置分布，再借助常规地表测绘手段进行测绘，必要时还需要现场开挖进行探测精度检核。

 

三、地下空间测绘作业时间受限。受地下空间场地的隐蔽性、空间局限性等因素影响，地下空间测绘时间不固定、不确定，加之地下情况复杂，可同时投入现场测绘的工作力量受限，很大程度上制约了地下空间测绘作业效率。

 

四、城市地下空间可视化信息共享平台建设滞后。地下空间开发利用与建设管理涉及多个部门，与城市地下空间管理直接相关的各类数据，分散在规自、住建、经信、水务、国防等各部门，管理主体职能交叉，造成部分地下空间项目竣工数据缺失，既有地下空间项目资料数字化程度低，也缺乏成果共享机制和可视化信息平台。

 

李东兴介绍，地下空间实际测绘工作中，除了技术实施中的重点难点，部分建设单位也存在对地下空间项目测绘数据获取的重要性和难度了解不足的情况，容易错失地下空间建（构）筑物测绘数据最佳获取时机。成都市勘测院在地下空间测绘领域探索出了不少新方法，积累了许多“成都经验”。

 

>>>>管理制度较为完善

 

协助上级主管部门完成《成都市地下空间开发利用管理条例》(以下简称《管理条例》)、《关于加强城市地下管线工程竣工测量等工作管理的通知》等重要地方条例、文件的编制，从政策层面完善成都市地下空间测绘的工作依据。

 

《管理条例》明确指出：“地下空间建设项目竣工验收合格后六个月内，建设单位应当按规定移交竣工图、测绘报告等完整的建设工程档案的纸质文本和电子数据”；“建设地下管线工程的，建设单位应当委托具有相应资质的测绘单位开展地下管线测量。因资料不真实、不准确导致地下管线等设施受到损坏或者给他人造成损失的，建设单位应当依法承担赔偿责任”。明确的管理流程，清晰的责任划分，有利于保障地下空间建（构）筑物竣工数据的准确性和完整性，也有利于提升建设单位对地下空间测绘工作必要性和重要性的认识，为地下空间测绘提供了强有力的政策保障。

 

>>>>地下空间测绘案例

 

燃气、给水等带压运行的地下管线，经常阶段性施工完毕就会进行覆土，覆土后对地下管线的探测难度将极大增加。针对此问题，成都市勘测院积极与相关政府部门、管线权属单位、项目建设单位、工程施工单位沟通协调，提前介入地下空间测绘项目。自2012年开始全面实行覆土前见管实测，并对整个地下管线建设项目实行全周期跟踪测量，极大提升了地下管线成果数据的实时性、准确性、可靠性。

 

>>>>深入优化工作流程

针对综合管廊、长距离隧道和地下通道等地下空间建设项目，密切服务地下工程建设各个环节，提前采集部分外壁和可见内壁特征点，在条件合适的地方布设控制点，保障项目建成后的竣工测量工作，有必要的精度检测控制点位和约束条件。

针对地下管线探测项目，充分利用既有数据资源，多方面搜集设计、审批、竣工等数据资料，为后期项目测绘打下工作基础。

 

>>>>设备技术实时更新

 

近年来，成都市勘测院大力引进多种激光雷达扫描设备，并研究相关先进设备在地下测绘生产项目中的实际应用。

 

>>>>开展科学技术创新

 

聚焦新技术创新与应用，积极开展相关研究工作。目前，成都市勘测院正在积极吸引、聚集全院专业技术人员和院外高校院所、企事业单位优秀科技工作者，围绕基于5G技术的地下空间自动化数据采集和传输，基于云计算技术的地下勘测成果数据挖掘、整合和再利用，基于频谱分析技术的深层地下管线和非金属管线探测能力提升，基于立体空间技术的地上地下一体化实景三维建设，基于测量机器人的地下管道空间定位和无损检测以及地铁盾构精密控制、地下空间SLAM扫描精度提升等地下空间测绘研究方向，共同开展相关新技术发展和应用研究，推动产学研一体化合作机制在成都市勘测院的落地实施。

 

成都地下空间测绘的发展与规划

 

成都市勘测院最早参与实施的地下空间测绘项目可以追溯到上世纪80年代。

 

地下管线方面，主要服务于城市道路下方的各类常规市政管线的规划放线和竣工探测工作，为行政部门规划审批和核实提供数据支持。2012年，为进一步确保地下管线竣工测量成果的精确性，开始提供覆土前的24小时跟踪测量服务。2014年，成都第一条综合管廊建成，地下综合管廊测绘服务由此开启。

 

轨道交通方面，2005年成都地铁1号线开建，截至2022年，采用GNSS等精密测量技术，累计为成都地铁1号线、2号线、资阳线、眉山线等共计20条轨道交通线路提供高精度控制测量、地形图测量、专项调查、管线探测等测量服务，形成了轨道交通项目地下空间测绘服务体系，为轨道交通项目设计、施工提供了专业可靠的测绘基础保障。

 

同时，成都市城市地下空间项目类型也在不断丰富。城市勘测服务逐渐延伸到包括地下商业及停车场竣工测绘、地下变电站竣工测绘、地铁车站BIM建模等领域，勘测对象基本涵盖了所有地下空间要素类型。目前，除常规地下管线竣工测量项目外，成都市勘测院承接的地下空间测绘项目已达千余项。数量的积累也让质量更有保证，成都市勘测院测绘项目获国家级或省级优秀工程奖的约两百项，其中和地下空间测绘相关的达百余项。

 

按照国家“十四五”规划要求，全国各地正在大力实施城市更新行动计划。2022年成都两会《政府工作报告》和4月召开的中国共产党成都市第十四次代表大会都明确提出推动“三个做优做强”，着力推动空间结构优化调整，为推动地下空间开发利用建设项目的大规模实施提供了政策引导，相关政府部门对地下空间规划、建设、管理也更加重视。

 

此外，近年来随着实景三维、数字孪生等理念的实践，构建全空间数字底座是科学高效支撑现代社会经济发展的重要手段，地上地下一体三维可视化需求日益增加，三维地下管线、三维地下建（构）筑物、三维地质体的构建具有较大发展空间，这些都为成都市勘测院地下空间测绘专业化、精细化、数字化发展提供了难得的机遇。

 

李东兴介绍，未来一段时间，成都市勘测院将紧密围绕“十四五”时期测绘地理信息“两支撑，一提升”的工作定位，突出主责主业，创新公益服务和应急测绘供给方式，提升包括地下测绘在内的测绘地理信息工作能力和水平，形成“聚力自然资源服务保障，智绘公园城市发展蓝图”的新格局。

 

1持续更新地下管线成果库，服务城市精细化管理

 

在2022年全市地下管线普查成果的基础上，持续利用竣工验收成果动态更新成都市地下管线成果数据，为城市智慧治理和更新提供强大的地下空间数据支持，服务城市地下空间精细化管理。

 

2把握轨道交通发展机遇，做好全生命周期测绘服务

 

目前，成都市轨道交通建设项目第四期建设规划项目正在加快建设，第五期建设规划报批工作也在有序推进。轨道交通建设体量势必带动成都市勘测院以轨道交通为代表的地下空间测绘项目的持续增长。

 

下一步，一方面要紧跟成资线（S3）、成眉线（S5）等市域铁路项目以及轨道交通第五期建设规划项目立项、建设进程，扎实做好全方位测绘保障服务；另一方面要立足轨道交通网络安全运营与站城一体化综合开发理念，为城市轨道交通提供安全运营监测服务，为轨道交通引领城市TOD综合开发、地下空间互联互通提供变形监测、通道安全监测等测绘技术服务。

 

3紧跟智能测绘发展步伐，丰富地上地下产品类型

 

结合行业发展动态，利用数据资源优势，加速三维地下空间建设，实现地下三维要素的空间位置和实体与地上关系匹配，为“实景三维成都”建设提供丰富、详细的地下空间基础数据。

 

李东兴说：“作为成都市规划和自然资源局所属公益二类事业单位，也是市属唯一集生产和科研于一体的国家综合甲级城市勘测单位，积极探索新技术新手段，为城市地下空间建设项目提供及时高效的测绘技术服务保障是我院义不容辞的责任和义务。同时，如何更好地完善地下建（构）筑物全要素采集与三维可视化，建设地上地下地理信息公共平台等工作也需要我院持续研究探索，全力为提高城市综合承载力、构建美丽宜居的城市空间提供先进高效的勘测技术服务。”