1 創新與實用 上海城市地質調查「雙拳」出擊

2022-12-25 21:15:04 字數 4034 閱讀 1615

創新與實用:上海城市地質調查「雙拳」出擊

方正溫家寶總理曾經在一次地質會議上強調,地質工作既是經濟建設的先行,又貫穿於長期建設的全過程,滲透在經濟、社會發展的方方面面。上海作為乙個臨江濱海的特大型城市,地質工作承擔著服務城市發展、保障城市安全的雙重職責。同時,圍繞上海城市發展戰略和面臨的地質問題,借鑑國內外先進經驗,在充分利用、整合已有地質成果基礎上,綜合運用現代地質調查手段,開展系統的城市地質結構、地質災害及城市地球化學環境的調查研究,利用gis技術建立開放、動態的城市地質資訊平台和三維視覺化的城市地質應用與諮詢服務系統,將地質資料集群化、資訊化管理,就尤為重要。

上海市地質調查研究院在近10年的工作中,從上海市成為第一批國家城市地質試點城市,基於mapgis平台建立上海城市地質基礎資訊管理與服務系統開始,一步乙個腳印,不斷的突破與創新,已經基本建立了支撐上海城市發展所需要的地質基礎,形成了「**主導、體制保障,科學支撐、機制推進,資訊共享、服務決策」的地質工作服務地方經濟社會發展的新模式。

循序漸進 gis技術獨占鰲頭

上海城市地質資訊化建設起步較早,上世紀80年代開始,依託地質調查專案,陸續建立起一些地質資料庫及系統。2023年開展的部市合作「上海三維城市地質調查」專案,對地質資訊化建設推動作用巨大,從2023年開始,依託「上海市地質資料資訊服務集群化與產業化」專案,將地質資訊服務全面推向社會,2023年開始的「上海市海岸帶地質調查」專案,進一步深化了城市地質資訊化建設,將地質資訊化建設拓展到近海海岸帶。在資訊化建設過程中,gis技術應用從無到有,近10年來,更是貫穿資訊化建設始終。

其中,以上海市三維視覺化城市地質基礎資訊與諮詢服務系統的研發為代表,這個系統是我國首個啟動的城市三維地質資訊系統研發專案。系統基於mapgis大型國產優秀gis平台研發,是乙個實現城市地質資料→城市地質資訊→城市地質知識→城市發展價值轉換的資訊化、網路化、視覺化的大型、整合三維數位化地質工作環境。包括城市地質資料採集與處理、城市地質資料管理維護、城市地質資料分析應用、城市地質資訊共享與服務、城市地質成果匯報與展示等幾個主要資訊化環節。

實現了基於**模式的綜合地質資訊整合於管理;基於模板和規則定製的地質專題圖表生成;基於多源資料耦合的三維地質結構動態建模;基於kriging插值高精度三維地質屬性模型快速構建等多項關鍵技術及創新,除完成了城市地質資訊系統目標任務外,還完成了地下管線、地下建(構)築物、多通道立體顯示、灘塗資源管理等功能模組或應用系統研發。

廣博調查專業精深

從2023年開始,地調院就將資訊化作為上海城市地質調查的重點,引入了mapgis平台等,取得了許多創新性成果。在海岸帶地質資訊化建設工作開展前,地調院也做了很多調研工作,國外一些做海岸帶地質調查的城市,以及國內一些開展海岸地質調查比較早且做的比較好的城市,如天津、青島、廣州等地,從中學習他們的優點,找到上海的方向。海岸帶資訊化建設工作我們還是要以「資訊」為本,區別於其他地區海岸帶地質調查多從資源調查角度出發,要從資訊化中發掘出更多有價值的應用。

從資訊的角度,做出來的東西要實現共享,要為社會提供實實在在的服務。

我們做的這塊海洋地質調查,和一般的海洋地質不同,通常我們提到這方面的內容大多是調查海上的資源,比如石油,而我們主要是調查淺海,了解淺海區域的沉積環境,如第四紀沉積環境,調查將來這塊區域是否適合造陸,計算淤沙量,**土地預漲的前景。同時在地質環境監測方面,要監測海水沖刷產生的侵蝕,潮湧對堤壩、岸堤的影響等等。再比如像上海市東海大橋建成後,是否對地質環境有一定的影響,潮流、洋流對泥沙搬運的影響,是否改變了原來的一些自然趨勢等,都是要進行的工作內容。

隨著上海市城市地質調查工作越做越大,越做越精細,專業性也越來越強,特別是對軟體開發、資料管理這些方面的要求越來越高。因為海上調查和陸路調查有很大的區別。海上的資料很少,施工難度大、成本高,更多的是採用物探的方法來獲取資料。

這樣的方法相對在陸上來說會變得不夠直觀,需要專業人員通過路徑、思維進行分析應用。而以前我們做的資訊化內容,都不會過多要求開發人員有這樣的專業化程度,通常是通過地調院的資訊化小組工作人員充當專業人員和開發人員的溝通橋梁,而在海上調查中如果開發人員對資料本身不了解,系統做起來會產生很多問題,也許不夠靈活、適用,成為不了專業開發工具。所以我們希望為我們提供服務的系統開發人員,能夠對我們的地質專業介入更深,才能不斷滿足海岸帶地質調查等一系列深入、廣泛的地質調查需求。

合二為一優勢盡顯

可以說上海市的城市地質調查工作在多年的進展中已經形成了較為成熟的模式,再發展下去一方面要注重創新,一方面要注重應用。前面提到的以資訊為主的海洋地質調查是我們創新的一部分,另一部分還體現在表現形式上,即「一張圖」的形式。國土資源部曾經在數字國土建設中提出了「國土一張圖」,中國地質環境監測院也提出了建設「全國地質環境一張圖」,「一張圖」的理念非常好,也是我們在海岸帶地質資訊化建設以及未來要做的重點內容。

有時我們會發現,只看單一的資訊可能發現不到的問題,在將很多資訊疊加到一起的時候問題就出現了。舉個簡單的例子,在做地質剖面時,在二維模式下認為已經做的很好的東西,在三維模式下可能就會發現很多錯誤。所以這也是我們選擇建設「一張圖」的原因,資訊疊加後會產生更多新的有價值的資訊,也會發現很多單一資訊情況下發現不了的問題。

「這張圖」涉及土地(海域、陸域)、地質的方方面面,如土地規劃資料、地籍資料、地下空間應用開發資料等等,將所有的資料都整合到乙個平台上統一展現、管理。各種gis資料,如二維、三維資料也都可以展現、分析利用。當然,隨著系統的不斷深入,各種資料之間的相容、融合問題等要逐步解決,技術難度也會越來越大,還需要我們付出更多的努力。

多種應用服務社會

上海市是我國的兩化融合(資訊化和工業化)首批試驗區,再多資訊化技術的使用都是為了有更好的應用,技術不可和應用脫節,應用也會推進技術發展。「一張圖」將會在城市規劃、基本農田、城市安全等諸多方面體現它的價值。

從海岸帶地質方面,圍海造田需要進行沙源調查。建立海岸帶資料庫和三維演化模型,使用「一張圖」會很快統計出一片區域的灘塗資源,以及海岸帶沉積的變化規律,計算沙源量,分析出灘塗按時間變化可能浮出水面的年份等等,研究泥沙、潮汐和人類活動等因素對海岸帶地質環境演化影響,為土地規劃前期決策做必要的參考。

從基本農田方面,在《國土資源「十二五」規劃綱要》中指出,在保證基本農田的保有量基礎上,建設高標準基本農田4億畝。可見現在農業生產更加強調生態、健康,什麼土地種植什麼植物,都很有研究,這就涉及地質化學這一領域。水土環境調查即地下汙染調查、地下環境調查,對人類健康及農作物有什麼樣的影響。

我們的想法是,做可能出讓土地的普查,獲得基礎資料,再進一步詳查,做出汙染評價報告,土地可以使用,但不能汙染。為高效生態農業的區域規劃、特色農產品的適宜性評價等方面提供決策判別,讓合適的土地種最合適的作物,才能最終實現生態優良、農村穩定、農業增效、農民增收。

從城市安全方面,上海市由於自身土壤條件及地下水開採、高層超高層建築的不斷興建所發生的深基坑施工排水活動等引發嚴重的地面沉降問題。地鐵隧道由於受區域地面沉降,地質結構差異、沿線建設活動等綜合因素影響呈明顯的不均勻沉降狀態。不均勻沉降會導致錯位,引發漏水,影響軌道交通運營安全。

目前上海運營的地鐵線有13條,有11條在監測範圍內,主要監測沉降因子,每年測兩次資料,最後把所有的資料歸集起來,判斷各地的安全隱患及沉降原因。有了「一張圖」的管理後,可以把沉降資料、地質資料、軌道結構資料等等和地質圖疊加起來,判斷沉降區域沉降原因到底是地面引起的,還是附近的建築施工引發的,會使沉降原因分析的更透徹、精細,快速判斷影響軌道交通安全運營的癥結,解決問題。

再比如說,工程搶險。可能上海市每天都會有正在進行的工程建設,當施工中發現某地有險情了,利用「一張圖」就可以馬上拿到這個區域的地質基礎資料,燃氣、給排水等管道埋設情況等等,根據已具備的資料就可以在不打孔的情況下,馬上制定初步施工方案,解決險情。

吐故納新合作共贏

上海的城市地質調查是以服務於上海社會與經濟可持續發展為宗旨的。「一張圖」是我們的目標,為了實現這個目標,只有我們自己的努力是不夠的,還要選擇合適的技術平台,和軟體開發方一起,合作共贏。我們選擇mapgis軟體作為上海市地質資訊系統的基礎支撐平台,一是考慮到它的專業性,技術實力雄厚。

二是能有長期的技術支援,運作規範。城市地質調查是乙個長期的工作,且隨著進行的深入,專業性也越來越強,我們希望的gis基礎平台可以做到專業性、產品化、相容性這幾個方面,才能成為我們城市地質資訊化的有力工具。

未來我們還會把雲平台應用到我們的系統中,將多資料、多資源整合起來,實現更多現實應用。針對**部門和企事業單位等服務物件,根據不同需求開發地質資料資訊服務產品,按照產業化機制,實現差異化、多元化服務,形成地質資料資訊服務產業鏈。讓這個平台成為每一位地質工作人員的日常工作平台,發揮更大的作用。

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