ZGIS地下空间管控平台——助力城市地下空间资源合理开发利用与可持续发展

智博创享 2025-02-14 13:39:12

现阶段,我国经济快速增长,城市化进程不断加快,城市规模也在迅速扩大,导致城市土地资源越来越紧张,地面发展空间越来越少,城市发展和土地资源短缺之间的矛盾日益严重。

根据国家政策指导精神,我国城市地下空间的开发利用走出了“拓荒”的“自由开发”阶段,踏上了“法制化管理”进程,城市地下空间资源有效开发利用逐步发展为城市建设的重要内容。武汉智博创享科技股份有限公司(以下简称“智博创享”)依照政策指示,积极响应,配合相关单位在ZGIS地下空间管控平台的建设过程中,实现了基于多源数据融合的地下空间资源综合开发利用二三维一体化可视化系统和共享服务平台的互联互通。

一、地下空间资源管理

1、地下空间三维模型管理

依托ZGIS地下空间管理平台构建的地下空间三维模型,包括地下空间模型、管线模型、桩基模型、三维地质体模型、工程水文基础一体化模型等,以构建DEM地形为基准面,使用ZGIS三维建模工具集成地上建筑模型与地形。基于地形约束的三维地质建模、地下空间单体化进行标准化处理,将城市全空间模型在统一的地理空间参考体系下,建立拓扑关系,实现一体化集成管理。

基岩出露区高精度网格

2、海量数据可视化

将地质数据进行集成,在前端展现地下空间数据、三维地质体模型、管线模型、桩基模型等,表现基本的陆地、海洋、自然环境等基本要素的三维可视化渲染效果。

基于UE4虚幻引擎的实时渲染,支持动态GI和PBR渲染材质的技术优势,渲染出接近物理真实的模型效果,通过影像高程数据处理工具对基础影像、高程数据进行切片处理,给基础平台提供可加载构建的三维可视化场景底座。

地下空间开发三维可视化场景

3、地下空间评价网格模型

网格模型作为评价模型的数据输入源,将地表道路、地面建筑现状、地下空间现状、地质属性信息等融入网格模型,网格模型显示不同属性(评价因子)及其所占权重,评价标准等特征。平台可根据用户设定的评价规则和评价指标,计算格网属性,对属性值做分类渲染显示。

二、地下空间资源利用规划

1、二三维一体化综合空间分析

ZGIS地下空间管控平台充分发挥信息资源整合优势,形成地下空间“全、准、用、统”的集聚效应,应用于地下空间工程规划,分析工程影响因素等方面,例如黏土层、涌水涌砂层、已有地下空间构筑物、地面沉降风险性等需要的信息。

通过平台三维场景进行碰撞分析和缓冲区分析,辅助地下空间资源规划,对接办理不动产登记。采取“全线、跨区域、三维实景”思路,为整条线路城市轨道交通地下空间确权发证,突破传统二维登记模式,实现从平面向立体空间的转化升级,对推动城市高质量发展和现代化建设具有长远意义。

二维空间分析

三维空间分析

2、可开发利用资源量统计分析

在地下空间工程规划过程中运用“三维红线”概念,全面梳理当前地下空间规划管控的现状,划定基于不同规划层面的地下空间开发管控范围,提出新建地下空间的刚性约束和弹性约束边界。查询负面清单数据的不利因素属性信息,展示开挖后的不利因素,如断层等负面清单数据的展示及属性查询,并展示不利因素(软土、地下水)列表。

通过上述碰撞分析,可利用体量计算分析、不利因素分析等地下空间资源规划管理应用生成分析报告,全面展现地块地质条件分析情况。

地下空间综合分析报告

三、地下空间评价辅助规划

为方便决策者对城市地下空间进行管理和决策,本系统综合城市地下空间设施分布现状进行地质条件分析,提供评价辅助规划决策功能,分析地下空间禁建区、缓冲区和适宜建设区域范围和设施,为城市地下空间开发利用提供有效的规划指导,实现城市辅助规划、工程施工辅助设计。

1、工程建设辅助规划选址

针对地下空间工程建设区域范围工程选址,通过网格化三维模型和三维红线圈定的方式沿地下空间三维模型垂向扩展,如修建地铁线路的地铁模型,对三维模型与地下空间周边范围进行碰撞检测和分析,生成红线范围区,包括地铁轨道、文物保护红线范围、桩基周边红线等,从而对地下空间开发利用的工程进行三维评价分析,辅助工程选址决策。

2、工程施工辅助决策

根据工程施工的需求,ZGIS地下空间管控平台提供地下空间地基承载力特征值计算、地基沉降计算、地基应力计算等功能计算规划区域的地质应力等工程施工条件,为地下空间工程开展提供合理计划、规划预案和安全保障。

地基承载力特征值计算

地基沉降计算

地基应力计算

四、地下空间资源更新和共享

随着地质工作的不断推进和城市建设的发展,地下空间数据信息产生变动时需要保证系统数据库及时跟进,基于此需求,智博创享开发ZGIS地下空间管控平台。

该平台以直接访问和更新云端数据库的方式进行动态更新,通过地质资料汇交系统汇聚各类工程地质勘察资料,海量钻孔数据可集成管理,实现循环更新,并对三维地质结构模型进行常态化更新。基于Web的一体化空间数据管理,可以最大限度地简化数据,更新流程和操作,实现轻量化的数据更新模式,并将数据整理至共享平台,实现钻孔数据的集成统一管理,方便相关部门查看。运用基于钻孔数据的地层自动建模方法,提取建模范围内的地形数据、钻孔及钻孔分层数据,利用三维层状地质体自动建模算法,自动构建工程地质三维模型,实现数据的动态更新。

地质数据汇交平台界面

地质资料共享平台界面

在如今城市规模大幅膨胀的今天,城市向三维空间发展,实行立体化再开发,是推进城市纵向发展的重要途径。

综合开发地下空间需要对地下可利用的资源进行统计,ZGIS地下空间管控平台可以提供包括现状调查、可利用体量规划、决策规划等在内的必备功能,以海量数据支撑为底座,聚焦地下空间存量资源与增量资源的精细化管理与规划统计,结合宏观和微观的调控方案,充分发挥地下空间的经济社会综合效益,提升城市地下空间开发利用、建设和管理的智慧化水平。

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