重庆市地下空间“一张图”的数据特色与管理

刘洪波，杨宁，安丽超

(1.重庆知行地理信息咨询服务有限公司，重庆 401121； 2.重庆市地理信息中心，重庆 401121)

重庆市地下空间“一张图”的数据特色与管理

刘洪波1*，杨宁2，安丽超2

(1.重庆知行地理信息咨询服务有限公司，重庆 401121； 2.重庆市地理信息中心，重庆 401121)

重庆市通过不同时期、不同内容、不同实施主体完成的地下空间普查，获得了包括城市地下管线、地下建构筑物和地下人防工程在内的诸多地下空间数据成果。利用现代数据库技术和“3S”技术，按照一定的数据组织方式和规则，对上述地下空间数据进行统一地理空间框架下的处理和融合，形成了一套完整的、现势性强的重庆市地下空间“一张图”。

重庆市；地下空间；“一张图”；数据组织

1 引 言

毋庸置疑，大力开发和合理利用城市地下空间，是解决和缓解人口膨胀、交通拥挤、资源短缺等城市生存危机的重要途径之一。而规划建设和有序开发利用城市地下空间，离不开对已有地下空间资源状况的了解和掌握[1，2]。

为增强重庆市的可持续发展和综合应急保障能力，全面提升重庆市地下空间开发利用管理水平，从2005年起至2012年底，重庆市在主城建成区(约 640 km2范围内)相继组织完成了各类地下管线普查、地下(单建式)人防工程普查和地下建(构)筑物普查，获得了完整、丰富的地下空间资源信息。

上述不同时期、不同实施主体完成的地下空间普查成果，其数据内容、属性、格式、逻辑关系等均各不相同。在现代数据库技术和“3S”技术支持下，重庆市地理信息中心按照一定的数据组织方式和规则进行统一地理空间框架下的数据处理和融合，形成了一套完整的现势性强的地下空间数据库，实现了重庆市地下空间的“一张图”管理。为重庆市地下空间规划建设、开发利用及应急保障工作的科学性、有效性提供了有力的支撑。

2 重庆市地下空间普查简况

2005年～2009年，重庆市人民政府决定在主城区开展地下管线普查工作，下发了《关于在主城区开展地下管线普查工作的通知》(渝办[2005]8号)，拉开了地下空间普查的序幕。地下管线普查完成面积约 640 km2，各类地下管线15 000多千米，由此建立的地下综合管线数据库及GIS管理系统，在城市(浅层)地下空间管理工作中发挥了重要作用。

2007年，重庆市民防办组织开展并完成了地下单建式人防工程普查，为实施对建筑面积≥500 m2的人防工程的有效管理创造了良好的基础条件。

2011年1月，经市政府同意下发的《关于开展主城区地下空间普查工作的通知》(渝办【2011】2号)，再次吹响了重庆市地下空间普查向更深的深度和广度进军的号角。至2012年底，查明了主城建成区内既定规模的地下交通、能源、商业、仓储、人防等设施的分布状况、工程规模(面积约3200万平方米)，建立了地下空间综合数据库和信息管理系统，实现了重庆市地下空间“一张图”管理。重庆市地下空间的管理亟待解决两大问题，一是需要制定重庆市地下空间数据的组织方式，重庆市地下空间数据种类丰富，除了常见的地下车库与地下管线外，还包括了地下人防、地下商场、地下通道等多种类型，需要有明确的组织形式，才能便于地下空间数据的管理与更新；二是需要解决地下空间可视化展示的问题，重庆作为典型的山地城市，受地形起伏影响较大，地下空间的分布和形状各异，需要借助二维、三维、实景影像等多种手段相融合的方式加以解决。

3 “一张图”的数据组织

3.1 整体架构

近几年来，国内外许多城市都在开展行业管理“一张图”建设，特别是对于规划行业和公共服务平台建设者而言，“一张图”不单单是一张什么内容都有的“综合图”，而是一套行之有效的管理体系[3]。结合重庆市地下空间普查的具体情况和重庆市地下空间数据内容，经过综合研究，提出了地下空间“一张图”的数据组织体系——整合各类地理空间信息，构建地下空间数据库及建立信息管理系统。作为重庆市地理空间基础框架建设的一部分，地下空间普查数据库整体架构设计时就考虑了整个城市空间数据库的建设需求[4]。地下空间一张图核心数据库包括了基础地理数据库、地下空间二维数据库、地下空间三维数据库和元数据库，如图1所示。

图1重庆市地下空间数据库结构

为了实现快速、高效、科学管理和对数据的快速检索查询、更新维护，对地下空间相关数据进行了分层存放、分层管理。地下空间数据库包括了空间数据和非空间数据，空间数据主要包括地下建构筑物、地下管线、地形图数据库等，而非空间数据主要包括地下空间实景数据库、照片库等。经过综合分析与抽象提取，将地下空间数据库按照分层的方式进行管理，地下建构筑物与地下管线分开管理，地下建构筑物主要包括地下空间、出入口、出入口注记、其他设施几类图层，地下管线按照管线的类型又分为电力管线、电信管线、燃气管线、给水管线、排水管线等几大类。

3.2 “一张图”的数据管理

自己地下空间普查成果数据的特点使得数据结构组织和数据存储变得异常关键，特别是数据的多元性直接导致数据库中的数据量庞大异常，只有对数据按照分层分库的方式进行组织，才能通过重庆市地下空间“一张图”进行有效便捷的管理[5]。

(1)数据组织

综合考虑地下空间数据的特点，将地下空间数据库按照“一图四库”的方式进行组织，如图2所示。

图2数据组织结构

地下空间与地上建构筑物不同，地下空间的内容很难从视觉或直观上查看到与地上其他建构筑物的关系，需要通过地上地下一体化的方式来组织与管理。根据地下空间普查的方式以及所表达信息的差异，分别组织建设了 1∶500地形数据库、地下空间二维数据库、三维模型数据库、实景影像数据库等四个子库，对每一个子库又划分为许多其他的子库，如地形数据库包括了定位基础类、水系类、居民点及设施类等；地下空间二维数据库包括了地下居住建筑、地下仓储、地下管线等；三维模型库主要包括地上地下一体化的三维模型；视觉影像数据库包括地上地下的实景影像数据。

“一张图”是构建在“四库”之上的信息集成，是“一张图”管理的核心内容，通过对各种数据库的综合集成与管理，将地下空间与地上的地理信息进行融合，有效实现数据的一体化，为地下空间管理及辅助决策提供了有力的支撑。

(2)数据编码

地下空间图是地下空间普查的重要成果之一，图上应完整表示测区内各类地下空间主要设施及附属设施。且“一张图”中所有的要素都与地形图紧密相关，因此其管理采用文件方式进行组织管理，并对每一类要素制定编码规则[6]。

文件组织方式根据图幅号进行命名，包还根目录、子目录和地下空间图文件的命名。根目录采用“地下空间普查成果-测区名-提交日期”命名；子目录采用根目录下建“地形图”及“地下空间图”两个子目录分加存放 1∶500地形图和地下空间图。地下空间图文件命名采用“图幅号+‘-’+所属楼层(如56-42-2-2-1-2.mdb)”进行命名。

要素编码采用层次码结构，由3层、6阿拉伯数字组成。第一层为“设施功能代码”，用于标识城市地下空间主要功能；第二层为“功能主特征代码”，作为上类“设施功能代码”的细分，用于标识“设施功能”的最主要特征；第三层为“设施实体类代码”，用于标识城市地下空间某种设施功能相对应的设施实体类。设施功能代码、功能主特征代码、设施实体类代码均由2位阿拉伯数字组成，从01开始，按升序排列，最多编至99，数字99表示收容类目。

(3)数据更新

数据更新是保证“一张图”具有并保持强大生命力的关键[7]。数据更新主要采用增量更新的方式，通过数据库管理技术的支撑进行。管理系统采用四库一体的数据管理模式，提供以离线更新、在线更新等多种更新方式。即可以直接对正式库中的内容修改，也可以将数据迁出，更新后迁入并记录版本信息。对于迁出的方式，系统也将提供多种方式供灵活使用，如：数据添加、图幅级更新、选择范围更新、要素集更新等。如图所示是数据库更新流程：

图3 数据更新流程

3.3 管理系统建设

地下空间“一张图”的数据量大、数据结构复杂，要对“一张图”数据实现很好的管理，需要建立强大的管理系统来支撑。依托重庆市地理信息公共服务平台，建立基于C/S架构的地下空间信息系统，实现了数据管理与数据展示等相关功能，在数据管理中，根据地下空间所在地形图图幅编号实现对数据的入库、更新、编辑、处理等操作；而数据展示主要是将地下空间进行三维建模，并对部分地下空间进行室内360°全景拍摄建库，通过二维地图与三维模型结合，实现地下空间各类基础信息的融合展现与查询统计，为地下空间“一张图”的管理与应用提供可视化的查询与管理，如图4～图6所示。

图4数据管理系统

图5 三维模型数据库

图6 实景影像数据库

4 结 语

重庆市根据不同时期、不同内容、不同实施主体完成的包括地下管线、地下建(构)筑物和地下人防工程在内的诸多地下空间普查成果的特点，充分利用现代数据库技术和“3S”技术，按照一定的数据组织方式和规则，将所有地下空间数据信息在统一的地理空间框架下组织、融合，并在同一平台上进行“一张图”的维护、更新及应用管理，在全国尚属首创，值得称道。

重庆市的地下空间开发历史较长、范围较大，市政府根据经济发展状况，按轻重缓急、分层次进行普查“摸家底”，既有深度，也有广度，收到了地下空间资源管理事半功倍之效。特别是重庆市地下空间信息管理“一张图”的创新成果，对实现城市地上空间与地下空间同步规划建设和有序管理，全面提高城市地下空间开发利用管理水平，增强城市可持续发展和综合应急防灾管理能力，具有十分重要的意义。

[1] 童林旭. 地下空间与城市现代化发展[M]. 中国建筑工业出版社，2005.

[2] 钱七虎等. 地下空间科学开发与利用[M]. 江苏科学技术出版社，2007.

[3] 仇文革. 地下空间利用[M]. 西南交通大学出版社，2011.

[4] 陈晓强，钱七虎. 我国城市地下空间综合管理的探讨[J]. 地下空间与工程学报，2010，6(4).

[5] 罗灵军，张泽烈，何旭炎等. 地下空间普查关键技术研究[C]. 科研成果汇编(2006-2010)，重庆市规划局，2011.

[6] 肖勇. 重庆市主城区地下空间普查及管理系统建设[J]. 地理空间信息，2015，13(3)：142～144.

[7] 刘全波，刘晓明. 深圳城市规划“一张图”的探索与实践[J]. 城市规划，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

刘洪波(1987—)，男，硕士，工程师，注册测绘师，主要从事地理信息服务与应用研究。