让城市地下空间越来越透明

青岛日报／观海新闻记者　　　贾臻　　

犹如人体可以采用设备被透视一样，青岛的地下空间也正在一群人的努力下，越来越“透明”地展现在人们面前。

这群人，就是青岛市勘察测绘研究院地下空间地理信息建设团队（以下简称“地下空间团队”）。这支平均年龄只有35岁、超八成人员是硕士研究生以上学历的团队，自2010年成立以来，一直负责青岛市地下空间地理信息标准研究制定、地理空间数据采集与处理、空间数据库建设与信息提取、地理信息系统研发与推广应用等工作。

在青岛市勘察测绘研究院院长张志华看来，城市地下空间作为重要的自然资源，在城市全生命周期管理的理念下，已逐渐成为城市建设的重要增长极和关键驱动力。在地下空间团队的努力下，青岛的地下空间资源正在逐步实现科学规划、合理利用、精细管理，在历史城区保护、地铁建设、地下空间安全等方面发挥了重要作用，有力推动了青岛市地下空间开发利用有关重大工程的进展和实施。

用实景三维　“复刻”青岛地下空间

在中山路72号青岛商会旧址上，建于1906－1907年的这栋老建筑正在实现“重生”——花岗岩蘑菇石砌基，红瓦坡顶，上开长方形老虎窗，花岗石包镶门套精美大气。建筑南北立面各耸起一面阶梯式山墙，东立面三座尖塔均衡分布，其上覆墨绿色铜皮盔顶，这座历经百年沧桑、见证城市发展的老建筑正在一群“工匠”的努力下，重现昔日风姿。

地下空间团队的胡玉祥和周志，就是其中的两位“工匠”。记者见到他们时，两人正在对建筑的地下室进行数据采集，为后期团队制作精细的“实景三维模型”打下基础。

“我们的设备可以每秒钟扫描200万个测点，如果每个测站扫描30秒，就可以得到6000万个测点。”胡玉祥说。以该栋建筑为例，他们一共设置了300个测站，获取了海量点云数据。而所获取的数据信息经过专业软件处理并进行拼接建模后，就可以得到精细的建筑“实景三维模型”，建筑的尺寸、坐标甚至每一块砖瓦的纹理，都会在模型上得以体现。设计师可以通过对该建筑“实景三维模型”任意位置剖切，截取平面图和立面图，直观了解建筑的内部情况，更精准地绘制该建筑的设计方案图。

截至目前，团队已经参与了中山路包括三井洋行旧址、青岛国际俱乐部旧址等15栋历史建筑的三维激光扫描及精细建模工作，借助“实景三维模型”让这些老建筑获得“重生”。

“实景三维模型”之于老建筑的意义，远不止于此。由于老建筑图纸大都已经缺失，这也是修复过程中存在的最大缺憾。而“实景三维模型”保留了老建筑的现有形态，可作为精准的三维数字档案成果为今后城市历史文脉的传承留下可供查证的宝贵资料。

如今，地下空间“实景三维模型”已经广泛应用于城市更新建设中来。以地下停车场建设为例，利用“实景三维模型”，可以精准为地下停车场“画像”，有利于更方便、快捷地规划地下停车场车位。而根据地铁3号线竣工图“复刻”的“实景三维模型”，更是精准地描绘出了地铁站点的所有设施，对于后期维护保养具有重要的意义。

而为满足地下空间信息服务与应用的迫切需求，地下空间团队面向人防、地质地层、地铁、综合管廊以及其他地下建构筑物等地下空间各类设施，开展数据采集、处理等关键技术研究，从而查清地下空间浅层、中层和深层的所有情况，并将其融合到地下空间可视化与信息平台建设中，形成“地上地下一体化三维场景”，真实再现城市地形、地貌、地质体、地下管线、地下空间及附属设施等分布情况，可系统掌握各空间要素的位置关系，在地铁建设、青岛中央商务区地下空间开发利用、上合示范区CIM基础平台建设、实景三维青岛建设等重大工程中进行重点推广与应用，为推动青岛市地下空间开发利用与管理提供了重要的技术支撑。

为地铁建设提供“全生命周期技术保障”

地下空间团队在地铁的建设过程中，发挥了什么作用？张志华一言概之——全生命周期技术保障。

在地铁路线规划之前，地下空间团队就要对地铁沿线的地质、水文等情况进行详细勘察，所形成的资料是地铁规划建设的重要参考。

而在地铁线路建设中，地下空间团队更是发挥了“眼睛”的作用。“打个比方，在地铁隧道里要把规划好的一个个车站连接起来，首先要保证方向正确，再就是深度要合理，挖多深、多宽，都需要我们进行测量保障。如果方向偏了，挖的深度、宽度出现问题，就会影响地铁建设。”张志华说，地下空间团队的职责，就是要当施工方的“眼睛”，给他们指明地铁施工的方向、深度、宽度，以最安全的作业、最小成本来修地铁。

截至目前，地下空间团队先后承担了地铁3号线、1号线、6号线、8号线、13号线、4号线等多条线路的测量工作，包含首级控制网复测、施工控制检测、联系测量检测、贯通测量检测、铺轨基标检测、设备安装及装修辅助测量检测、竣工测量等多项内容，是一项内容多、规模大的精密工程测量工作。其中，地铁1号线海底隧道全长8.1公里，海域段3.5公里，是国内首条地铁海底隧道，作为目前国内最深的地铁过海隧道，保证隧道开挖线路与设计线路精确重合，成为过海段施工的关键性控制因素。团队成员从空间基准、误差传播、长距离定向等专业理论高度出发，通过引入高精度陀螺全站仪对过海隧道地下定向边加测陀螺方向等手段，经过多次实战检验，探索出了一套实用的长距离地铁隧道精准定向测量方法，有效保证了地铁1号线过海隧道的精准贯通。

即使在地铁投入运营后，地下空间团队的保障也“一直都在”。因为地铁高速运行，而且列次非常多，因此除了自动化监测系统24小时不间断运行，对道床水平位移和沉降、隧道结构沉降、隧道收敛、隧道振动速度等实时记录外，团队工作人员还需要定期检测轨道横向和纵向间距是否有变化，与监测系统形成“双保障”，一旦发现异常会及时向地铁部门发出预警。“科学的变形监测可以及时掌握地铁隧道结构的安全状况及对周围环境的影响，对保障地铁安全运行有着重要的意义。”团队地铁监测负责人安庆军说。

筑牢地下空间安全“生命线”

随着城市的发展，越来越多的城市开始向地下要空间。因此，做好地下空间的安全保障显得尤为重要。

其中，城市地下管线是生产和生活所需资源、能源和信息的载体，是城市基础设施的重要组成部分，被称为城市的“生命线”和“良心”。

为解决我市地下管线资料分散、数据成果不完整和信息化管理手段单一等问题，同时为保障地下管线安全运行，地下空间团队承担完成了青岛市新一轮地下管线普查与信息化建设工作。

据地下空间团队负责人李志刚介绍，该项工作综合采用物探、测量、调查等技术，对市政道路、广场、河道及其两侧公共用地范围内的地下管线及其附属设施进行了全面普查，掌握了各类地下管线的位置、走向、埋深、高程、规格、性质、材料等信息。

根据掌握的经验及技术方法，团队主导编写了青岛市首个地下管线技术标准《青岛市地下管线探测与信息化建设技术导则》，统一了全市地下管线数据采集处理与信息系统建设标准；采用先进的探测设备，完成了长度近四万公里的地下管线探测，彻底摸清和掌握了地下管线及其附属设施的有关情况，并建立了地下管线数据库以及先进的信息系统，通过内业处理、数据建库及三维建模，实现了地下市政管线设施的数字化透明表达与展示，从而打开了青岛的“地下迷宫”。实现了全市市政工程“地下管线一张图”，全面提升了青岛市地下管线信息化管理水平，尤其在日常地下管线事故抢险和应急决策等重点任务保障中发挥了重要的技术支撑作用。

“目前距建成全市地下管线‘一张图’还剩最后‘一公里’，即缺少小区及庭院内部、尤其是一些老旧小区的内部管线‘透视图’。这关系到老百姓正常的生产和生活，更关系到城市的安全运行，亟需推动开展。”谈到地下空间团队未来的工作重点，李志刚这样说。