地質工作作為社會發(fā)展的先行軍，為城市建設數字化轉型奠定了重要基礎。近年來，上海市規(guī)劃和自然資源局發(fā)布文件明確提出“要廣泛深入推進空間數據的價值發(fā)現和應用增值，工作重心由數據生產向數據應用轉化”。工欲善其事，必先利其器，“上海地質和國土資源業(yè)務大系統(tǒng)”便是這樣應運而生。該系統(tǒng)建設工作分為地質調查、地下空間資源、產業(yè)空間治理、國土資源分析評價等若干個模塊，其中“地下空間資源”模塊被上海市地質調查研究院信息中心廖遠琴主任評價為“技術難度最大的模塊”。

基于自主可控的MapGIS平臺，中地數碼在地下空間資源模塊建設工作中提供了全信創(chuàng)背景下地下空間數據建庫、管理、共享發(fā)布、高效可視化及應用分析的完整的解決方案，完成了全信創(chuàng)環(huán)境下地下空間數據全生命周期安全管理、地質體在線建模及模型渲染技術和多元數字化應用場景支撐管理決策等方面的突破。

信創(chuàng)GIS，賦能地下空間數據全生命周期安全管理

城市精細化管理對城市空間信息管理提出了新的需求。城市地下空間設施上承地表建筑，下接地下管線、地下停車場、人防、軌道交通等地下設施及地質地層信息，孤立的地下建(構)筑物設施信息不足以支撐地下空間精細化管理需求，需要以地下建(構)筑物為發(fā)散點形成包含城市立體空間數據的綜合信息庫。本項目基于上海市大數據中心統(tǒng)一提供的純信創(chuàng)軟、硬件環(huán)境，選用MapGIS平臺作為信創(chuàng)GIS底座，實現基礎地理數據、地質本底數據、地下建(構)筑物數據、地上建筑物數據的二三維一體化融合管理，構建了地下空間綜合數據庫，研發(fā)了地下空間數據管理平臺，實現地下空間數據建庫、管理、檢查、更新、發(fā)布及共享全流程數字化管理，全面保障數據底座安全。

地下空間模型管理和展示

全信創(chuàng)環(huán)境下的地質體在線建模及模型渲染技術新突破

基于web端的不同工程場地標準層約束下的鉆孔數據自動化處理與全自動建模技術。傳統(tǒng)的鉆孔數據自動建模程序多以桌面端客戶端建模工具為主，并且要求參與建模的鉆孔數據必須具有一致的標準地層劃分方案，存在操作復雜、專業(yè)性強、模型成果難以快速共享等不足。本項目建設過程中，首次基于信創(chuàng)環(huán)境解決了不同工程地質標準層約束下的鉆孔數據在線實時建模難題，通過程序智能提取和合并標準地層方案、建模數據源處理及模型自動構建、地質體模型自動切片及服務發(fā)布等技術，實現了基于web端的不同工程場地標準層約束下的鉆孔數據自動化處理與全自動建模，大大提升了地質體模型構建和共享效率;同時，在Web端提供了模型平面切割、折線切割、開挖漫游、基坑模擬等在線分析工具，地質專業(yè)技術人員不需要安裝額外的軟件，在瀏覽器端即可完成全流程的模型構建、可視化和模型分析?；谌臻g三維模型數據規(guī)范(M3D)，研制了LOD智能合并、LOD對齊等地下構筑物緩存生成技術，實現全信創(chuàng)環(huán)境下的海量地下空間數據高效渲染及分析技術。當前上海市地下空間數據庫已入庫的各類地下空間模型達8萬余個，部件總數超70余萬，面向海量地下空間數據顯示需求，項目組開展關鍵技術研究，通過分析地下構筑物模型的數據特點，綜合利用四叉樹調度、LOD、小模型過濾、LOD對齊等緩存生成算法，形成了一套面向城市級海量地下空間三維模型數據動態(tài)渲染技術路線，有效解決了上海市大體量三維模型Web端渲染的難題。

多元數字化應用場景，直觀支撐管理決策

項目綜合運用地理信息、三維建模、數據融合、空間分析等技術，研發(fā)地下空間業(yè)務數據分析應用、城市地質數據三維融合和工程級應用分析等模塊，支撐地質工作創(chuàng)新研究和業(yè)務協(xié)同，促進地下空間高質量利用和保護，保障城市運行，提升城市品質。

(1)地下空間看得見采用地質體自適應拉伸、地下構筑物和地質體融合等技術，實現了超大城市地下多源模型數據融合可視化，助力透明地下空間建設。廖遠琴主任曾在采訪中談到這項技術的應用，比如通過系統(tǒng)可以一屏觀覽上海已開發(fā)的地下空間位置如何，情況如何、空間的相互關系如何以及它跟軌道交通的主干線之間呈現何種狀態(tài)。為體現地層與地下構筑物之間的空間關系，需要將地層與地下構筑物進行融合，即通過布爾運算從地層中將實際存在地下構筑物或規(guī)劃中的地下構筑物的空間范圍挖去。項目建設過程解決了大體量三維模型布爾運算效率問題，實現了上海市8萬余個地下構筑物模型與地質模型的融合分析。

(2)地下空間資源精細化管理系統(tǒng)構建了地下空間資源評估指標體系，從開發(fā)利用規(guī)模、開發(fā)時序、開發(fā)密度、開發(fā)強度等維度實現 “市-區(qū)-街道-自定義范圍”多層級任意區(qū)域的地下空間開發(fā)現狀快速統(tǒng)計分析，為摸清地下空間資源家底提供了專業(yè)分析應用工具。在眾多應用場景中，能夠通過三維模型算法研發(fā)和可視化展示直觀地支撐管理決策，是眾多地質工作者的一致訴求。人們普遍反映地質數據過于專業(yè)，需要更加直觀，讓決策者一目了然。這就必須借助信息化的手段，尤其是地下的部分。例如某條地下通道選址過程中，需要摸清該地區(qū)地下空間的利用情況、地質地層分布情況等，這時通過地下空間模型綜合展示、地下空間資源綜合統(tǒng)計、模型開挖漫游等功能，就能非常直觀地進行輔助決策。

地下空間資源分析

(3)地下空間智慧化應用面向市政線性和面狀工程，提供了碰撞分析、沖突檢測、工程斷面圖等豐富的分析工具箱，為地下空間開發(fā)應用提供支撐。當新建一條地下通道時，相關單位可以將設計方案的三維模型放入系統(tǒng)，查看擬建通道的地質環(huán)境是否存在較高風險，以及它與沿線工程的關系，方便決策人員快捷地判斷設計方案的選址走向是否合理、施工難易程度、安全風險等。

線性工程選址分析

2023年11月3日，項目順利通過驗收，廖遠琴主任也對成果表示高度認可：“這次在信創(chuàng)上的實驗成效超出了我們的預期，如果滿分是100分的話，我認為我們可以給自己打90甚至95分，當然這也得益于一同合作的團隊，特有的信創(chuàng)環(huán)境與多年的經驗積累疊加，讓系統(tǒng)的建設呈現出了很不錯的效果。”如何利用數字賦能實現新時期地質工作轉型，是時代賦予地質人的使命，也是擺在所有地質工作者面前的必答題。中地數碼自2005年就參與了上海市三維城市地質信息系統(tǒng)建設，雙方建立了密切的合作關系，并長期致力于地質領域信息化建設工作，未來，中地數碼還將繼續(xù)探索地質信息化新技術，為全國的地質信息化工作打造信創(chuàng)環(huán)境下多樣化的安全可靠的應用體系!