建设现代化城市地质数据库思路及重要性分析

程崎峰

(杭州市勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 310012)

0 引 言

我国已进入“十四五”时期，以更好的满足人民日益增长的美好生活需要为目标，作为与国民经济相关的重要产业，工程建设依旧热度不减，在基础设施建设、新型乡村建设等重点领域尤为突出。在新基建的牵引下，EPC、全过程工程咨询等模式蓬勃发展，成为行业主流趋势，迅速占据了大量市场份额，并为行业拓宽了新的业务方向。同时，城市的深度发展对工程建设的品质提出了更高要求，以此为良性动力，进一步促进了相关工程服务行业的高质量转型和技术革新，如工程地质勘察。

1 现 状

根据住建部相关数据统计，2019年，全国参与统计工程勘察企业共2 325个，与上年相比增长了13 %，勘察人员15.8万人，与上年相比增加了8.0 %，工程勘察收入986.9亿元，与上年相比增加了7.9 %，全国工程勘察设计行业科技活动费用支出总额为1 520.5亿元，与上年相比增加了29.1 %；2020年，勘察企业数量2 410个，勘察从业人员16万人，收入达到1 026.1亿元，科技活动费用支出总额1 867.6亿元；2021年，工程勘察企业共2 873个，勘察人员16.4万人，工程勘察收入1 103亿元，科技活动费用支出2 541.7亿元。

由数据可知，从“十三五”末期到“十四五”初期，行业规模逐渐壮大，其中勘察企业数量幅度变动较大，是受新冠疫情影响所导致的。而企业人员、收入增长趋势低缓，一方面是受经济环境的影响，另一方面则因为勘察行业已进入成熟期，市场空间趋于饱和，人才流动加剧，行业需求和发展前景不足。同时，与此相对应的行业科技活动费用支付总额增速却较大，这表明我国勘察设计行业对科学技术能力愈加重视，围绕“两新一重”“双碳”等目标，绿色化、数字化、信息化、可视化已逐渐演变成行业共识。详见图1。

2 建库缘由

在大数据时代下，随着工程地质勘察与工民建、市政、地矿、地调、水利、交通、地灾、安评、环评等领域的进一步融合渗透，传统的数据管理及共享服务形式已经不能满足行业发展的需要，建设一个现代化城市地质数据库，作为推动公共服务、综合治理、社会经济高质量发展的必然途径和方式，已成为重中之重。

通过建设现代化城市地质数据库，可以推动地质工作转型升级和地质信息全面认知，是实现数字化改革的重要举措，是国家科学管理能力的良好体现。文中所提到的数据库，并非传统意义上的数据库，也不是仅针对工程勘察一个板块的数据库，而是包含二维图形、三维模型、文本、数字、统计表格数据等，基于应急响应、规资、住建、水利、交通、管线等相关部门及企业单位进行多维度数据资源整合，并结合物联网、智能应用、云计算、5G等而形成的新时代数据库。其可以搭建起智慧统筹平台，构筑开放式的数据桥梁，实现信息实时共建共享，地质立体可视化和风险隐患全面感知，为城市规划建设、地下空间开发、环境安全监测、政府部署决策、资源高效利用提供基础支撑，对民生福祉保障、社会稳定安全，经济发展等具有重大战略指导意义，是全面建成富强民主文明和谐绿色的社会主义现代化国家的关键环节。

3 建库流程

建立现代化城市地质数据库可分为5个阶段，详见图2。

图2 建库流程图Fig.2 Database Construction Flow Chart

3.1 收集资料

对资料进行全面收集，涵盖各种资料类型，汇集各种生产生活要素，将信息的利用水平和数据价值达到最大化。

3.2 数据统一

以大量数据为基础资料，对收集来的资料进行数字化、归一化、标准化的处理，为系统性建设数据库做准备。

3.3 三维建模

采用计算机图形化技术及建模软件，按照统一标准对数据化的信息进行解译处理和空间可视化表达，将离散的二维地质数据形成三维地质模型，实现对地质现象的直观描述，是解决生产实际问题的实用工具。

3.4 建立数据库

对已完善的数据资料、建模图形等进行整理统计，明确数据库在汇交、获取、维护、共享过程中的使用规范和涉密安全，采用科学的运营技术和管理软件，保证数据库的高效稳定运行。

3.5 数智平台应用

将地质数据库搭载至城市数字智慧平台，以政府为主导，促成多行业、多企业共同参与，以平台为载体，建立数字资源的集成应用，开放各类便捷性功能，对城市内人类活动、自然活动、构筑物等与地质条件相互影响关系进行动态把控，实现对城市建设项目的管理和跟踪。

4 建库准备

4.1 资料收集

建立数据库所需收集资料，以工程地质勘察(查)数据资料为主，以工程建设项目地质资料、地质灾害评估资料、地质环境评价资料为辅。工程勘察地质数据资料是指根据建设工程的要求，开展岩土工程勘察、水文地质勘查、工程物探等工作所形成的各类成果资料，如钻孔、物探、测绘、测量、测试、航摄、遥感、电磁波、地震解释资料等；工程建设项目资料是指为满足人类生产生活需求而汇集的城市规划、建设和地下空间开发利用等资料；地质灾害评估资料是指对影响人类财产及生存环境的危险地质现象进行分析预测进而提出防治措施的资料，其以遥感、航测等为主要技术手段，涉及城乡建设、交通、地理、气象、水文、水利等多项内容；地质环境评价的等级程度要弱于地质灾害评估，它是对人类健康发展、环境安全保护、经济建设开发三者彼此的适宜性进行综合性判定并提供决策依据的评价过程，如查明工程活动、城市地质水、地球化学异常、道路病害体等对人类健康的潜在影响等。

上述资料根据内容性质可分为原始资料、成果资料和实物资料。原始资料主要为图文表格、声像记录、电磁介质等类型；成果资料以报告、图件、数据文件和软件形式为主；实物资料包括纸质资料、胶片资料、光盘与磁质资料、岩心岩样、标本薄片等资料。

4.2 数据统一

(1)应用软件的统一：不同单位在整理数据、录入数据、分析数据时所采用的软件类型不同，造成数据之间难以兼容和共享，应统一数字化成果交付及归档模式，采用先进、适用的数据库软件，推进工作的协同进行。

(2)老旧资料的统一：不同历史阶段，城市发展进程随之变化，建设情况和地质状况不断在改变，对于资料的记录、编制、和处理方式方法也会产生变化，老旧的资料内容无法统一，应合理抉择采纳。

(3)采纳标准的统一：对于同一地质情况，不同人员的技术水平不一，不同单位描述解释差异，不同行业的执行规范有区别，都可能会造成对地质情况的评价分析互相矛盾，应建立统一标准。

(4)测量系统的统一：不同区域不同时间不同项目实施的坐标系统和高程十分杂乱，比如相对坐标系、各城市独立坐标系、1954北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系等，故坐标系的转换和统一对于提升工作速度至关重要。

(5)多领域资料的统一：不同领域的资料侧重不同，将工程地质勘察(查)数据资料、工程建设项目地质资料、地质灾害评估资料、地质环境评价资料汇总平衡，做好各数据维度、尺度、精度之间的统合衔接，才能建立完善的现代化城市地质数据库。

4.3 三维建模

地质工作是十分繁琐复杂的，往往充满不确定性和模糊性。随着工程勘察项目数字化成果内容不断增加，传统二维地质资料对于地质情况的还原局限性进一步体现出来，而三维建模作为识别、展示、评价地质现象的重要方法，在长期实践中逐渐普及开来。

三维地质建模基于空间图形实体化技术，可以对各类数据参数和信息特征进行叠加、控制，其精度与数据来源、数量、类型、分辨率等紧密相关，选用的数据多样性、代表性、可靠性和均匀性越好，对地质情况的还原越客观，对建库的准备越有利。

5 结 语

将地质数据库进一步升级，以BIM软件为基础，融合GIS空间信息资源，同步至城市CIM平台，建成动静结合、虚实交互、宏微互补、数字资源一体化的智慧城市集成应用，利用分析算法预知问题、评价问题、解决问题，以现代化理念和方法系统性的指导实际工作。

数据库建设对城市发展具有极大价值，其容量、效率、稳定性、实用性、可持续创新性和数字化程度影响着城市的现代化水平。从短期来看，建设现代化城市地质数据库，可以对工程项目进行提供良好的技术支持和信息保障，从长远来看，其可以对民生共富不断提质赋能，为我国2050年实现全面建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国创造战略基础。