城市地质数字化转型的机遇与挑战——中国工程院院士朱合华教授接受本刊专访

2023年8月8日上午,中国工程院院士、中国数字地下空间与工程研究领域领军人物、同济大学特聘教授朱合华接受《上海国土资源》期刊的专访。朱院士围绕城市地质数字化转型面临的机遇和挑战发表了深刻见解。城市高质量发展需求正从外延式转向内涵式发展。在城市建设由地上向地下空间发展、注重品质和内涵的背景下,地质工作则应由“广”向“深”、由“有”向“优”发展。服务韧性城市和绿色低碳发展为城市地质数字化和智慧化转型带来了机遇。城市地质数字化转型的重要定位应为地下空间、资源开发和城市规划建设提供数字化、标准化的地质信息和模型支撑和构建开放共享的地质数字化平台。“采集数据难”“提取信息难”“形成知识难”是城市地质数字化转型面临的瓶颈。从地质信息的获取和使用过程入手,形成采集—传输—处理—表达—分析—服务的地质工程数字赋能范式是突破瓶颈的路径,新型的地质感知技术与装备、地质信息的智能提取、岩土与地下工程专业交叉融合是城市地质数字化转型的突破方向。在这样背景下,上海地面沉降防治需要通过建设多视角、高密度的地面沉降监测体系,构建城市数字孪生模型和开展动态的仿真分析来实现数字化转型,进而继续发挥示范和引领作用。     

3DMine软件在云南富宁县郎六铜镍矿区三维建模及资源量估算

随着勘查领域数字化转型,矿山三维地质建模实现了数字化、可视化,可直观展示矿体空间形态,结合地质统计学法更准确计算矿体资源量,进一步指导生产勘探工作;本文以富宁郎六铜镍矿为例,基于3DMine软件的三维地质建模与资源量估算方法,结合已有地质资料和钻孔数据,建立了地质数据库,圈定矿体边界,构建矿体三维模型并采用距离幂次反比法进行资源量估算。     

城市三维空间数据的特征及其管理策略研究

三维数字城市是目前GIS研究的热点问题之一,而城市三维空间数据能否得到有效组织和管理,直接决定三维数字城市建设的效果和质量。本文对城市三维空间数据的特征、数据管理技术以及存在问题进行逐一分析,并结合上海市三维空间信息的生产和管理经验,提出面向海量三维空间数据管理的策略,不仅为城市三维空间数据库建设中的关键技术问题提供了解决方案,也为三维空间数据在各领域更为广泛的应用奠定了基础。     

BIM技术在建筑工程项目全生命周期中的应用探索

正当前,新一轮科技革命和产业变革深入发展,全球数字化转型势不可挡,信息技术发展日新月异。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》在"加快数字化发展建设数字中国"专篇中,提出打造数字经济新优势、加强关键数字技术创新应用、加快推进数字产业化、推进产业数字化转型、建设智慧城市、营造良好数字生态等,实施"上云用数赋智"行动,推动数据赋能全产业链协同转型。作为建筑信息化的载体,BIM技术受到了高度重视,     

城市地下空间要素的数字化路径探讨与思考——以上海市为例

城市地下空间资源是解决人地矛盾,释放城市空间,优化设施布局,保障城市安全的宝贵资源。上海市作为我国最早开发利用城市地下空间资源的城市之一,城市地下空间资源的开发规模巨大。进入21世纪,随着信息化技术的发展,城市地下空间的开发利用也面临数字化转型的挑战。本文对上海市城市地下空间要素的数字化现状和特点进行总结,对城市地下空间要素的数字化路径进行探讨,认为可以从可视化、可实用和可持续三个维度来思考上海市城市地下空间要素的数字化进程。首先,标准统一的可视化全要素城市地下空间数字底座是数字化建设最基本的要求;其次,数字底座实现应用级别的业务功能是城市地下空间要素数字化建设的基本目标和发力点;最后,实现数字底座全生命周期的共建、共治和共享,保障其生命力和可持续是数字化建设成功与否的重要标志。上海市城市地下空间要素的数字化目前正在由可视化向可实用和可持续方向迈进,整合各类已有城市地下空间要素数据资源,通过数字化支撑政府管理和社会运维是未来的发展方向。     

基于GeoStation的城市片区地质三维建模技术研究

本文基于华东院自主研发的GeoStation地质三维勘察设计系统,设计一种城市片区地质三维建模技术方法。该方法首先采用地质剖面作为地质拓扑剖面,其次使用地质拓扑剖面将城市片区划分为若干城市区块,再次使用GeoStation系统的地层自动建模功能独立构建城市区块模型,最后将城市区块拼合为整体模型。该方法集成在GeoStation系统中,并在某城市级BIM应用中进行应用,结果表明该技术方法可行,实现了海量庞杂地质建模数据的高效管理,构建的地质三维模型可满足某城市BIM平台数据要求,为城市地理空间信息建模提供新的手段,也为其他城市开展数字化建设和智慧化管理提供范例。     

以数字科技变革为生产工具助力企业转型升级

中国建筑西北设计研究院有限公司(以下简称"中建西北院")积极推动数字化转型,以"十四五"信息化专项规划为核心顶层设计,将数字科技变革作为生产工具,使数据资源成为关键生产要素,以数字化推进设计管理体系再造,全力推进二维协同设计和三维正向协同设计的建设,为重构生产模式提供了重要载体.     

立方数字基建云:推动工程建设数字化基础设施建构

<正>"十四五"规划明确提出,要"激活数据要素潜能,推进网络强国建设,加快建设数字经济、数字社会、数字政府,以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。"当前,数据已成为继土地、劳动力、资本、技术之后的第五大要素资源,在数字经济的研发、生产、流通、分配等各个环节中的重要性日益凸显。进入21世纪,三维设计、传感器、     

建筑企业数字化转型的三个维度与两项工作

<正>随着大数据、云计算、BIM、物联网、机器人、VR等数字技术的快速发展,建筑企业数字化转型成为行业关注的热点。但是,数字化转型是不是迫在眉睫?转型究竟转什么?如何做才能转成数字化?本文针对这些疑问,结合广联达的实践经验,阐述了数字化转型的三个维度和两项工作,以供参考。     

工程数字资产勘测设计院的下一个“聚宝盆”——对话三峡集团上海勘测设计研究院智慧工程研究院院长卫慧

正卫慧,三峡集团上海勘测设计研究院智慧工程研究院院长、党支部书记。她积极推动新兴技术与业务应用场景深度融合,探索工程数字化、数据资产化、资产服务化、服务价值化新路径;积极组织大场景无人机倾斜摄影、高精度三维点云激光扫描、数字孪生等关键技术研究,开展三维智能设计、三维查勘、数字化建管平台及智慧运维等数智化产品研发。在她的带领下,三峡集团上海勘测设计研究院在数智化新技术应用和研发、重大项目试点示范、产业化市场开发等方面实现体系性突破,走上数字化转型发展的快车道。     

均匀围岩介质中点源电流场的巷道影响模拟研究

以巷道底板供电为例,采用三维有限差分数值模拟技术对矿井下有巷道影响的全空间电流场的分布特征进行研究。初步研究了全空间点电源电流场分布的巷道影响规律,对矿井直流电法的基本理论研究和实际井下电法施工具有指导意义。     

城市三维地质数据组织与管理方法研究

城市三维地质数据的组织与管理是城市三维地质信息系统建设所面临的首要难题。通过对城市地质调查成果数据和城市三维地质信息系统用户需求的分析,将城市三维地质数据抽象、概括为“两个层次、四大类别”。“两个层次”是指城市三维地质数据包括原始数据和解释成果数据这两个层次;“四大类别”则是将城市三维地质数据分为地理空间数据、原始勘察数据、专业解释数据和三维地质建模数据等四个大类,其中地理空间数据和原始勘察数据属于“原始数据”这一层次,专业解释数据和三维地质建模数据属于“解释成果数据”这一层次。论文还按照地质数据所涉及的专业标准,将城市三维地质数据划分为多个专业库,这可满足不同专业的工程人员的应用需求。根据三维地质建模的要求,特别提取出经特殊解释后的三维建模数据,以实现对地质数据的三维可视化显示与分析。这种数据组织与管理方案已经成功的应用于北京、上海等城市的三维地质数据管理和服务系统之中。     

基于数字孪生理论的济南四维地质环境信息系统研发

将数字孪生理论应用到城市建设的地质工作中,并基于此打造一套四维地质环境信息系统。以济南泉域为例,根据已有的海量、多源、多比例尺、实时的城市地质数据,结合数字孪生理论,建立四维地质环境数据库和数字孪生模型,搭建地质环境实时监测网络,研发四维地质环境信息系统,从而实现城市地质数据挖掘分析,辅助政府在信息化、智慧化建设中的科学决策,推动创新技术支撑智慧城市建设。应用数字孪生理论,研发海量异构数据的全空间融合展示分析系统具有很好的发展前景。     

数字化,是机遇更是挑战

<正>如何才能有效推进企业数字化转型?笔者认为,勘察设计企业需要在战略、组织、人才、企业文化等多方面做好准备。一要制定数字化转型战略;二要完善组织结构;三要开展标准化工作,建设统一的数据平台;四要培养数字化人才,建设数字化企业文化。     

全空间瞬变电磁法资料解释方法中的平移算法

全空间视电阻率公式及全区求解方法是地下瞬变电磁理论的重要组成部分。为探讨全空间全区视电阻率求解方法,笔者将半空间全区视电阻率的平移算法引入至全空间并对其进行了研究。同时,分别采用理论数据、正演模拟数据及实测数据对该方法在全空间资料处理与解释中的有效性和精确性进行了分析。结果显示,平移算法与常规的全区视电阻率解法具有相同的理论基础,但前者避免了传统全区计算方法中的多解性;此外,采用由截距参数绘制的时间剖面图和视电阻率断面图进行联合解释产生了较好的应用效果。     

数字勘查与地矿勘查行业数字化转型

在数字勘查实践中,采用与数字化转型相适应的设计思路和解决方案,研发了多项具实际应用价值的关键技术,并提出构建数据链的设想.研究和实践结果表明,数字勘查与省域玻璃国土工程、历史勘查数据抢救工程和大数据成矿预测研究,是实现地矿勘查行业数字化转型及其与大数据深度融合的四项基础.未来发展还需要进一步考虑基于5G赋能的智慧化转型...     

厦门三维地质建模方法研究及其在工程应用

主要根据厦门城市发展的战略需求,针对厦门市社会经济在可持续发展过程中所遇到的资源、环境与安全等问题,在充分搜集与整合并数字化厦门已有地质勘察、调查等资料及成果的基础上,综合运用地质学、地球物理化学、钻探方法和计算机信息技术等手段,全面调查城市地质灾害点与地质地层环境,建立厦门三维可视化城市地质信息管理服务系统,实现全市地质数据的一体化多层次管理和三维可视化,为城市重要重点项目的规划、选线选址、勘察设计及施工建设与运营管理提供最基础的地质信息化资源与决策平台。     

矿山地质数据的数字化

矿山地质数据数字化是矿山信息化建设和进一步找矿勘探的基础。通过将矿山地质数据的数字化归纳为地质资料数据数字化分类体系的建立、地质图件的数字化和地勘资料的二次编码数字化三个方面，提出采用非线性的树型结构为地质矿产资料数字化分类体系的框架结构，采用关系数据库中的二维表对这种非线性的树型结构数据进行表达；总结了地质图件的数字化方法，结合当前国际三维地质建模软件的数据需求，提出了地质资料二次编码数字化方案，地质建模软件要求的标准数据表可参照二次编码数字化后建立的数据表通过编程进行映射提取。     

巷道影响下三维全空间瞬变电磁法响应特征

使用磁偶极源模拟三维均匀介质内部低阻体的全空间响应特征,采用非均匀网格和时间步长推导了瞬变电磁场的三维时域有限差分格式,并根据多个测点计算的数据,绘制了磁场和磁场对时间导数的等值线图,分析了瞬变电磁场的传播规律,以及巷道和交界面对场的影响特征。结果表明:在磁场穿过低阻体与大地的交界面时,磁场的扩散速度降低,衰减变慢;随着迭代次数的增加,磁场以低阻体为中心形成等值线环。巷道在早期对场影响较大,晚期则不明显,为解释全空间TEM异常提供参考。     

基于机载LIDAR建筑类数据提取算法综述

机载激光雷达测量可以快速获取高精度的城市三维信息,用于三维城市建模。建筑是城市的主体,从机载激光雷达数据提取建筑类数据一直是学者研究的热点。提取建筑类数据主要步骤包括:数据预处理、建筑检测、屋顶重建、边界提取、建立模型和规则化。本文简要综述这几个方面的研究进展和从机载激光雷达数据提取建筑类数据的难点及发展方向。