基于国内典型城市对比的地下空间开发利用现状及问题分析

根据对北京、上海、南京、成都、青岛、武汉、郑州、惠州8个国内典型城市地下空间开发利用现状的调查与研究,认为我国城市地下空间开发利用的速度和规模发展迅速,成效显著,但不同类型城市地下空间开发利用程度还存在较大差异,城市地下空间存在冒进式开发与协调性不足等问题,地下空间开发深度不够、功能不全面、规划体系不完善和管理制度不健全等问题较为突出。结合国外发达国家与城市地下空间发展的方向和趋势,提出了我国城市地下空间发展应不断加强城市地质调查、完善地下空间规划体系、加强城市地下空间运营管理、健全城市地下空间信息共享平台和推动科学技术创新的意见与建议。     

基于GML的地质图空间数据库交换体系

如何提高地质图空间数据库信息交换体系的可扩展性和互操作能力是这一领域中的研究热点.首先研究了ISO/OGC空间信息共享的规范和标准, 并建立了具有服务能力的空间信息集成模块, 在此基础上研究具有一致性的空间信息共享与服务体系, 形成独立于软件、适用于地质空间信息互操作的表达模式, 提供一个可用于异构和分布式体系下的数据描述机制, 使得应用管理地质空间数据成为可能.提出了以地理置标语言(geography markup language, GML) 模型为框架, 给出一种地质空间信息交换的机制.针对地学应用需求, 提出了专业应用数据的模式, 为地质空间信息交换提供了一种可行的方法.      

城市空间信息变化检测方法研究

空间信息是城市重要的基础设施资源,大数据时代更是加快了城市空间信息的积累进程。面对海量的空间信息,如何快速发现、挖掘和分析多源地理信息带给我们的内在价值,是空间信息有效利用上的重要课题。本文提出一种针对地理要素的变化检测方法,实现对不同时相的同源、多源地理信息的变化分析,并应用于门牌号、道路和地表覆盖等方面的变化检测,进而分析城市空间信息的变化趋势。     

基于中国地质调查信息网格的“立体一张图”服务构建与应用

目前,中国地质调查信息网格通过"地质矿产一张图"实现了地表范围内地质空间信息的高度集成与共享,但是地下三维地质空间信息的集成共享状况对现有的数据发布机制、服务效率与共享能力提出了更高的要求。本文基于中国地质调查信息网格,在构建"地质矿产立体一张图"服务框架的基础上,从三维空间数据的组织管理着手,重点研究了多结点下的数据发布与发现机制、三维可视化与场景服务、多样化用户界面表达方式,实现了网格环境下三维地质空间信息的实时快速绘制和高效交互处理;并针对矿体三维模型和地质三维模型等,提供了信息集成与应用服务,取得了良好效果。     

ArcGIS在地下管线信息管理方面的应用

地下管线是城市的重要基础设施,对城市地下管线信息进行科学的管理显得尤为重要,本文通过分析城市地下管网信息管理的现状和发展趋势,简述了运用计算机技术和G IS技术科学管理地下管线的必要性,并在此基础上以某矿区地下管线数据为例详细介绍了通过对ArcG IS软件进行二次开发来实现对城市地下管线信息的管理。     

三维地质模型在泰安市地下空间开发中的应用

在城市化进程不断加快的今天,城市地下空间开发利用已经成为提高城市容量、缓解交通、改善环境的重要手段。为全面深化对泰安城市地下空间的认识,有效挖掘城市后备空间资源的巨大潜力,通过综合集成钻孔编录、地质图件和数字地形图等多源地学数据,借助MapGIS三维地质建模软件,初步建立起泰安城市三维地质模型,以直观的方式表达工程岩土体空间分布等地质信息,为更好地保护利用泰安市地下空间提供地质依据。     

地质钻孔信息形化管理系统框架设计与关键技术研究

钻孔是重要的地下信息获取手段, 为了有效地存储和管理青藏铁路建设中大量使用的钻孔信息, 讨论了一种适合野外单机工作环境下, 空间信息与复杂非空间信息结合存储和访问的机制, 即“混合数据模型”机制, 并基于该机制实现钻孔数据的存储与管理. 通过 UML方法和“设计模式”的思想,设计并实现了“地质钻孔信息图形化管理系统”的核心架构, 采用 GIS和自动生成柱状图的方法, 解决了传统钻孔数据维护和表现的难点.     

城市浅层地震勘探技术进展

当前快速城市化与城市地下空间开发给浅层地震勘探技术的发展带来了挑战和良好机遇。笔者从地震勘探仪器设备、数据采集、数据处理和解释应用等方面介绍了近年来城市浅层地震勘探技术所取得的主要进展,包括陆上地震拖缆系统的研发、无线地震数据采集、可控震源伪随机扫描方法、城市噪声面波勘探技术及地震数据综合处理算法等。结果认为,通过瑞雷波约束折射P波层析成像结果或联合反演方法,可以提高后者对城市地下"百米"空间的探测精度;利用城市噪声作为震源,既能获得对描述浅层地质特征有重要意义的补充信息,同时又满足了城市对绿色、环保震源的要求;而陆上地震拖缆系统则使得S波技术在城市地下浅层勘探中可以发挥更加重要的作用。今后发展建议:一是加强城市浅层地震数据采集关键技术装备的研发;二是进一步开发和完善非传统(如面波)地震勘探方法,深入挖掘地震波中所蕴含的大量有用信息。     

青岛城市地质环境信息系统（QUGIS）的设计与实现

本文将青岛城市建设有关的地质环境信息,如图件信息、遥感资料、照片、岩土工程测试与统计数据、地质灾害发育状况等输入数据库。利用ＣｉｔｙＳｔａｒ平台建立青岛城市地质环境信息系统,实现了空间信息查询、重组与定量评价,属性信息查询,数字地形分析,地表形态三维分析,为城市现代化管理和规划提供辅助决策工具。     

贵州省道坨超大型锰矿床精细全息三维地质建模研究

贵州省道坨超大型锰矿床属于"大塘坡式"锰矿床,具有世界上独特的成矿环境和机制,本文研究综合应用道坨超大型锰矿详实勘探资料,构建高精度全要素三维地质模型的方法。建立了道坨超大型锰矿床地上-地下一体化三维模型,包含着丰富的地质属性信息和更为精细的地质空间信息,形象地表达了矿体的三维空间分布状况、矿体与围岩之间的叠覆关系、燕山期形成的典型"W"型铲式重力滑脱构造的空间形态,以及该重力滑脱构造系统对地层及矿体的交切关系,直观表达了该矿床的成矿机制、赋存状况和分布规律。     

城市地下管线空间数据更新研究

本文结合城市地下管线管理现状,研究了目前城市地下管线数据更新维护中存在的问题,探讨了城市地下管线空间数据更新原则,必要条件和更新方法。     

论新时代我国城市地下空间高质量开发和可持续利用

开发利用城市地下空间,开辟城镇化发展新资源,是解决城市病、改善城市生态环境、优化城市空间结构、提高城市韧性的重要途径。本文深入分析了新时代中国城市地下空间开发利用的现状,认为存在冒进式开发与总体供给不足、碎片化利用与协同规划缺位、被动式应对与科技支撑薄弱、无序化管理与法律法规匮乏等若干紧迫问题,明确了“立法为本、规划引领、调查先行、管理智能、科研支撑”的开发利用原则,提出了全面开展城市地下空间调查评价、尽快建立地下空间协同规划体系、加速构建地下空间智慧管理体系、超前布局地下空间科技发展战略、尽早健全城市地下空间法律法规等五个方面的具体对策建议,充分利用中国体制上的优势,集成国际城市地下空间开发利用先进的理念和技术,从而推动我国新时代城市地下空间产业快速发展、科技水平不断提高和地下空间体系日趋完善,在全球树立城市地下空间资源可持续开发利用的典范。     

浅析城市地下空间室内环境特点及设计思路:以西安赛格国际购物中心为例

随着中国城镇化进程的迅猛发展,城市规模不断扩大,人口不断增长,城市交通拥堵、环境污染、土地资源日益紧缺等问题日益凸显。城市地下空间作为城市资源的重要组成部分,适当的城市地下化发展可以在一定程度上缓解这些问题。文章简要叙述了目前我国城市地下空间开发利用的现状及城市地下空间的应用类型,分析了地下空间的恒温性、隔热性、湿度较大、环境封闭空气流通性差、天然光线不足、缺乏自然景观、没有外部形态等内部环境特点。以西安赛格国际购物中心为例,从自然采光、人工照明、植物水体和界面设计的角度概述了地下综合体室内设计的核心理念和关键步骤。最后提出了如下关于城市地下商业空间室内设计的优化思路：(1)空间布局明确,符合人的空间认知习惯;(2)通过扩大建筑入口和先进的技术手段,引入天然光;(3)运用照明模拟自然光;(4)引入自然元素,使室内外环境自然过渡,增加地下空间的活力,改善封闭感,缓解人的心理和生理障碍;(5)地下空间的各类尺度应符合人体尺度,避免产生不适感;(6)注重行动不便的人群,设置人性化的无障碍设施;(7)设计充足的休憩场所;(8)注重设计本土化,展现地域文化特色。     

地下空间地籍调查三维地震勘探技术应用研究

地下空间是城市发展中土地资源综合利用的重要途径,准确掌握地下空间利用现状对城市地下地籍调查和权属认定意义重大。地下空间情况复杂,地球物理探测面临诸多现实难题。通常布置二维剖面只能对地下空间进行＂拼凑式＂成像,无法整体刻画地下空间。三维地震技术以全方位获取反射信号,能准确对目标对象予以成像,但目前尚无应用于城市地下地籍调查的实践。结合专题研究,以小块体、浅层采集等方法,以实现该技术在地下空间调查中的应用。通过具体实验,初步形成了实施技术方案,并对应用效果与存在问题进行了分析。     

Spatial statistics for urban analysis: A review of techniques with examples

Traditionally, urban analysis has been quick to adopt and benefit from developments in technology (e.g., microcomputer, GIS) and techniques (e.g., statistics, mathematical programming). This has not been the case, however, with newer methods of spatial analysis — in particular, spatial statistics. Only recently has this situation started to change. This paper documents the confluence of spatial statistics and urban analysis by first reviewing developments in spatial statistics, and then presenting examples of recent applications in urban analysis. The developments reviewed fall under the rubric of global and local forms of spatial analysis, and cover three major technical issues: spatial association, spatial heterogeneity and the modifiable areal unit problem. The examples highlight the relevance and usefulness of the techniques reviewed for urban transportation and land-use applications. The paper concludes with conjectures concerning future developments at the intersection of spatial statistics and urban analysis.     

Spatial statistics for urban analysis: A review of techniques with examples

Traditionally, urban analysis has been quick to adopt and benefit from developments in technology (e.g., microcomputer, GIS) and techniques (e.g., statistics, mathematical programming). This has not been the case, however, with newer methods of spatial analysis — in particular, spatial statistics. Only recently has this situation started to change. This paper documents the confluence of spatial statistics and urban analysis by first reviewing developments in spatial statistics, and then presenting examples of recent applications in urban analysis. The developments reviewed fall under the rubric of global and local forms of spatial analysis, and cover three major technical issues: spatial association, spatial heterogeneity and the modifiable areal unit problem. The examples highlight the relevance and usefulness of the techniques reviewed for urban transportation and land-use applications. The paper concludes with conjectures concerning future developments at the intersection of spatial statistics and urban analysis.     

A virtual globe-based integration and visualization framework for aboveground and underground 3D spatial objects

The construction of a large-scale integrated information system has been a hot issue in the field of geoinformatics. It aims to integrate aboveground and underground spatial information and objects in a unified visual environment. Virtual globe, as the most commonly used technology in the construction of Digital Earth, can provide a platform and framework for the integration and visualization of worldwide spatial objects and models. However, the existing works mainly focused on terrains and aboveground spatial entities, and there is still little research on the integration and visualization of large-scale underground geological models and entities in a virtual globe. In this work, the data organizations of aboveground and underground 3D spatial objects were analyzed in detail according to the technical characteristics of the virtual globe. Improved strategies were proposed to achieve the integrated visualization of aboveground and underground 3D spatial objects in a virtual globe-based spherical coordinate. In this process, the terrain surface based on Triangulated Irregular Network (TIN) was used as an intermediate layer to unify the spatial coordinate system. An improved scene cutting approach was used to overcome the challenge that underground geological structures cannot be integrated and visualized with aboveground spatial entities, terrains and landforms. Finally, we developed a virtual globe-based prototype system using OpenSceneGraph (OSG) and osgEarth as the 3D visualization engine. The aboveground and underground spatial models of Fuzhou, a coastal city of eastern China, were applied in this system to verify the validity of the strategies proposed in this paper. In addition, the efficiency of this system in terms of scheduling and visualizing was tested by using the massive models of Fuzhou.     

武汉城市地下空间工程地质研究

利用武汉市现有勘察资料,初步分析研究城市地下空间的物质载体及其空间组合关系,从空间岩土体工程地质性质和赋水条件入手,研究得出武汉城市地下空间的利用存在岩溶地面塌陷、地下水作用、软土变形三大工程地质问题。在此基础上进行地下空间利用区划,指出各区在地下工程建设中需要重点防范的工程地质问题和合理利用地下空间的方法。最后以武汉地铁首期工程为例,分析工程地质优势与问题,提出防范问题的措施建议。     

三维城市地质信息平台

三维城市地质信息平台综合利用GIS、数字地质、现代数据库、计算机网络等技术,对研究范围的基础地质、水文地质、工程地质、环境地质、地面沉降、地球物理、地球化学、遥感、灾害地质等多专业的地质信息和成果进行集成和综合,实现对地质信息管理、更新维护、检索查询、分析评价、三维地质模拟和成果显示,在此基础上对城市地表与地下空间结构组织与空间资源、地质灾害、地下水资源与地质环境保护、地面沉降监测与防治、城市规划与建设、土地质量与后备资源等进行分析评价和预测模拟。     

城市地下空间三维地质模型可视化技术研究

目前,城市地下空间信息化发展面临着海量数据组织、管理和可视化显示等亟需解决的关键问题。本文顺应国家新型智慧城市建设趋势,提出并实现了城市地下空间三维地质模型可视化技术,构建地质三维模型分级数据,按照不规则四叉树结构形成LOD数据;基于构建的三维空间网格码规范编码,运用降维、非布尔运算的方法,实现最大精度化的地下空间模型数据无限逼近的融合;并采用多渲染引擎的混合渲染架构,支持DirectX、WebGL（OpenGL ES）、OSG（OpenGL）和游戏引擎（Unreal Engine）等多引擎渲染,实现TB级地下时空数据的真实感可视化与高效调度,为城市地下空间开发利用提供数据支持和辅助决策分析支撑。