程崎峰

(杭州市勘測設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 310012)

0 引 言

我國已進入“十四五”時期，以更好的滿足人民日益增長的美好生活需要為目標(biāo)，作為與國民經(jīng)濟相關(guān)的重要產(chǎn)業(yè)，工程建設(shè)依舊熱度不減，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、新型鄉(xiāng)村建設(shè)等重點領(lǐng)域尤為突出。在新基建的牽引下，EPC、全過程工程咨詢等模式蓬勃發(fā)展，成為行業(yè)主流趨勢，迅速占據(jù)了大量市場份額，并為行業(yè)拓寬了新的業(yè)務(wù)方向。同時，城市的深度發(fā)展對工程建設(shè)的品質(zhì)提出了更高要求，以此為良性動力，進一步促進了相關(guān)工程服務(wù)行業(yè)的高質(zhì)量轉(zhuǎn)型和技術(shù)革新，如工程地質(zhì)勘察。

1 現(xiàn) 狀

根據(jù)住建部相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2019年，全國參與統(tǒng)計工程勘察企業(yè)共2 325個，與上年相比增長了13 %，勘察人員15.8萬人，與上年相比增加了8.0 %，工程勘察收入986.9億元，與上年相比增加了7.9 %，全國工程勘察設(shè)計行業(yè)科技活動費用支出總額為1 520.5億元，與上年相比增加了29.1 %；2020年，勘察企業(yè)數(shù)量2 410個，勘察從業(yè)人員16萬人，收入達到1 026.1億元，科技活動費用支出總額1 867.6億元；2021年，工程勘察企業(yè)共2 873個，勘察人員16.4萬人，工程勘察收入1 103億元，科技活動費用支出2 541.7億元。

由數(shù)據(jù)可知，從“十三五”末期到“十四五”初期，行業(yè)規(guī)模逐漸壯大，其中勘察企業(yè)數(shù)量幅度變動較大，是受新冠疫情影響所導(dǎo)致的。而企業(yè)人員、收入增長趨勢低緩，一方面是受經(jīng)濟環(huán)境的影響，另一方面則因為勘察行業(yè)已進入成熟期，市場空間趨于飽和，人才流動加劇，行業(yè)需求和發(fā)展前景不足。同時，與此相對應(yīng)的行業(yè)科技活動費用支付總額增速卻較大，這表明我國勘察設(shè)計行業(yè)對科學(xué)技術(shù)能力愈加重視，圍繞“兩新一重”“雙碳”等目標(biāo)，綠色化、數(shù)字化、信息化、可視化已逐漸演變成行業(yè)共識。詳見圖1。

2 建庫緣由

在大數(shù)據(jù)時代下，隨著工程地質(zhì)勘察與工民建、市政、地礦、地調(diào)、水利、交通、地災(zāi)、安評、環(huán)評等領(lǐng)域的進一步融合滲透，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理及共享服務(wù)形式已經(jīng)不能滿足行業(yè)發(fā)展的需要，建設(shè)一個現(xiàn)代化城市地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，作為推動公共服務(wù)、綜合治理、社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的必然途徑和方式，已成為重中之重。

通過建設(shè)現(xiàn)代化城市地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，可以推動地質(zhì)工作轉(zhuǎn)型升級和地質(zhì)信息全面認(rèn)知，是實現(xiàn)數(shù)字化改革的重要舉措，是國家科學(xué)管理能力的良好體現(xiàn)。文中所提到的數(shù)據(jù)庫，并非傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)庫，也不是僅針對工程勘察一個板塊的數(shù)據(jù)庫，而是包含二維圖形、三維模型、文本、數(shù)字、統(tǒng)計表格數(shù)據(jù)等，基于應(yīng)急響應(yīng)、規(guī)資、住建、水利、交通、管線等相關(guān)部門及企業(yè)單位進行多維度數(shù)據(jù)資源整合，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、智能應(yīng)用、云計算、5G等而形成的新時代數(shù)據(jù)庫。其可以搭建起智慧統(tǒng)籌平臺，構(gòu)筑開放式的數(shù)據(jù)橋梁，實現(xiàn)信息實時共建共享，地質(zhì)立體可視化和風(fēng)險隱患全面感知，為城市規(guī)劃建設(shè)、地下空間開發(fā)、環(huán)境安全監(jiān)測、政府部署決策、資源高效利用提供基礎(chǔ)支撐，對民生福祉保障、社會穩(wěn)定安全，經(jīng)濟發(fā)展等具有重大戰(zhàn)略指導(dǎo)意義，是全面建成富強民主文明和諧綠色的社會主義現(xiàn)代化國家的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3 建庫流程

建立現(xiàn)代化城市地質(zhì)數(shù)據(jù)庫可分為5個階段，詳見圖2。

圖2 建庫流程圖Fig.2 Database Construction Flow Chart

3.1 收集資料

對資料進行全面收集，涵蓋各種資料類型，匯集各種生產(chǎn)生活要素，將信息的利用水平和數(shù)據(jù)價值達到最大化。

3.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)一

以大量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)資料，對收集來的資料進行數(shù)字化、歸一化、標(biāo)準(zhǔn)化的處理，為系統(tǒng)性建設(shè)數(shù)據(jù)庫做準(zhǔn)備。

3.3 三維建模

采用計算機圖形化技術(shù)及建模軟件，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)化的信息進行解譯處理和空間可視化表達，將離散的二維地質(zhì)數(shù)據(jù)形成三維地質(zhì)模型，實現(xiàn)對地質(zhì)現(xiàn)象的直觀描述，是解決生產(chǎn)實際問題的實用工具。

3.4 建立數(shù)據(jù)庫

對已完善的數(shù)據(jù)資料、建模圖形等進行整理統(tǒng)計，明確數(shù)據(jù)庫在匯交、獲取、維護、共享過程中的使用規(guī)范和涉密安全，采用科學(xué)的運營技術(shù)和管理軟件，保證數(shù)據(jù)庫的高效穩(wěn)定運行。

3.5 數(shù)智平臺應(yīng)用

將地質(zhì)數(shù)據(jù)庫搭載至城市數(shù)字智慧平臺，以政府為主導(dǎo)，促成多行業(yè)、多企業(yè)共同參與，以平臺為載體，建立數(shù)字資源的集成應(yīng)用，開放各類便捷性功能，對城市內(nèi)人類活動、自然活動、構(gòu)筑物等與地質(zhì)條件相互影響關(guān)系進行動態(tài)把控，實現(xiàn)對城市建設(shè)項目的管理和跟蹤。

4 建庫準(zhǔn)備

4.1 資料收集

建立數(shù)據(jù)庫所需收集資料，以工程地質(zhì)勘察(查)數(shù)據(jù)資料為主，以工程建設(shè)項目地質(zhì)資料、地質(zhì)災(zāi)害評估資料、地質(zhì)環(huán)境評價資料為輔。工程勘察地質(zhì)數(shù)據(jù)資料是指根據(jù)建設(shè)工程的要求，開展巖土工程勘察、水文地質(zhì)勘查、工程物探等工作所形成的各類成果資料，如鉆孔、物探、測繪、測量、測試、航攝、遙感、電磁波、地震解釋資料等；工程建設(shè)項目資料是指為滿足人類生產(chǎn)生活需求而匯集的城市規(guī)劃、建設(shè)和地下空間開發(fā)利用等資料；地質(zhì)災(zāi)害評估資料是指對影響人類財產(chǎn)及生存環(huán)境的危險地質(zhì)現(xiàn)象進行分析預(yù)測進而提出防治措施的資料，其以遙感、航測等為主要技術(shù)手段，涉及城鄉(xiāng)建設(shè)、交通、地理、氣象、水文、水利等多項內(nèi)容；地質(zhì)環(huán)境評價的等級程度要弱于地質(zhì)災(zāi)害評估，它是對人類健康發(fā)展、環(huán)境安全保護、經(jīng)濟建設(shè)開發(fā)三者彼此的適宜性進行綜合性判定并提供決策依據(jù)的評價過程，如查明工程活動、城市地質(zhì)水、地球化學(xué)異常、道路病害體等對人類健康的潛在影響等。

上述資料根據(jù)內(nèi)容性質(zhì)可分為原始資料、成果資料和實物資料。原始資料主要為圖文表格、聲像記錄、電磁介質(zhì)等類型；成果資料以報告、圖件、數(shù)據(jù)文件和軟件形式為主；實物資料包括紙質(zhì)資料、膠片資料、光盤與磁質(zhì)資料、巖心巖樣、標(biāo)本薄片等資料。

4.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)一

(1)應(yīng)用軟件的統(tǒng)一：不同單位在整理數(shù)據(jù)、錄入數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)時所采用的軟件類型不同，造成數(shù)據(jù)之間難以兼容和共享，應(yīng)統(tǒng)一數(shù)字化成果交付及歸檔模式，采用先進、適用的數(shù)據(jù)庫軟件，推進工作的協(xié)同進行。

(2)老舊資料的統(tǒng)一：不同歷史階段，城市發(fā)展進程隨之變化，建設(shè)情況和地質(zhì)狀況不斷在改變，對于資料的記錄、編制、和處理方式方法也會產(chǎn)生變化，老舊的資料內(nèi)容無法統(tǒng)一，應(yīng)合理抉擇采納。

(3)采納標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一：對于同一地質(zhì)情況，不同人員的技術(shù)水平不一，不同單位描述解釋差異，不同行業(yè)的執(zhí)行規(guī)范有區(qū)別，都可能會造成對地質(zhì)情況的評價分析互相矛盾，應(yīng)建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

(4)測量系統(tǒng)的統(tǒng)一：不同區(qū)域不同時間不同項目實施的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程十分雜亂，比如相對坐標(biāo)系、各城市獨立坐標(biāo)系、1954北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系、2000國家大地坐標(biāo)系等，故坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換和統(tǒng)一對于提升工作速度至關(guān)重要。

(5)多領(lǐng)域資料的統(tǒng)一：不同領(lǐng)域的資料側(cè)重不同，將工程地質(zhì)勘察(查)數(shù)據(jù)資料、工程建設(shè)項目地質(zhì)資料、地質(zhì)災(zāi)害評估資料、地質(zhì)環(huán)境評價資料匯總平衡，做好各數(shù)據(jù)維度、尺度、精度之間的統(tǒng)合銜接，才能建立完善的現(xiàn)代化城市地質(zhì)數(shù)據(jù)庫。

4.3 三維建模

地質(zhì)工作是十分繁瑣復(fù)雜的，往往充滿不確定性和模糊性。隨著工程勘察項目數(shù)字化成果內(nèi)容不斷增加，傳統(tǒng)二維地質(zhì)資料對于地質(zhì)情況的還原局限性進一步體現(xiàn)出來，而三維建模作為識別、展示、評價地質(zhì)現(xiàn)象的重要方法，在長期實踐中逐漸普及開來。

三維地質(zhì)建?；诳臻g圖形實體化技術(shù)，可以對各類數(shù)據(jù)參數(shù)和信息特征進行疊加、控制，其精度與數(shù)據(jù)來源、數(shù)量、類型、分辨率等緊密相關(guān)，選用的數(shù)據(jù)多樣性、代表性、可靠性和均勻性越好，對地質(zhì)情況的還原越客觀，對建庫的準(zhǔn)備越有利。

5 結(jié) 語

將地質(zhì)數(shù)據(jù)庫進一步升級，以BIM軟件為基礎(chǔ)，融合GIS空間信息資源，同步至城市CIM平臺，建成動靜結(jié)合、虛實交互、宏微互補、數(shù)字資源一體化的智慧城市集成應(yīng)用，利用分析算法預(yù)知問題、評價問題、解決問題，以現(xiàn)代化理念和方法系統(tǒng)性的指導(dǎo)實際工作。

數(shù)據(jù)庫建設(shè)對城市發(fā)展具有極大價值，其容量、效率、穩(wěn)定性、實用性、可持續(xù)創(chuàng)新性和數(shù)字化程度影響著城市的現(xiàn)代化水平。從短期來看，建設(shè)現(xiàn)代化城市地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，可以對工程項目進行提供良好的技術(shù)支持和信息保障，從長遠(yuǎn)來看，其可以對民生共富不斷提質(zhì)賦能，為我國2050年實現(xiàn)全面建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現(xiàn)代化強國創(chuàng)造戰(zhàn)略基礎(chǔ)。