中國(guó)地質調查局城市地質調查工程首席 葛偉亞

采訪 | 白水亮、董慧

撰稿 | 白水亮

這(zhè)次專訪“沒(méi)按套路來”，更像是一節城市地質專業課，上課地點在中國(guó)地質調查局南京地質調查中心；教室就(jiù)在《GIS時(shí)代》此行目标——中國(guó)地質調查局城市地質調查工程首席、中國(guó)地質調查局南京地質調查中心城市地質室主任葛偉亞的辦公室；主題是城市地質調查與成(chéng)果應用服務。

在近兩(liǎng)個小時(shí)的訪談中，葛偉亞教授級高工從城市地質涵義及内容、發(fā)展曆程、存在問題及解決方案、科技創新、發(fā)展趨勢等多個方面(miàn)進(jìn)行了講解。

城市地質其質如“風水”，又恰如“醫術”

什麼(me)是城市地質？

除了專業的定義，葛偉亞形象的用“風水”來解釋，“中國(guó)人比較講究風水，蓋房子要定方位，門窗朝向(xiàng)、家居布置也多有講究。地質工作也如同風水之術，其本質都(dōu)是‘趨利避害’，把有利于規劃建設的要素找出來加以利用，不利的因素找出來加以規避。”

他以時(shí)下最熱的雄安新區建設為例，新區選址采用中國(guó)傳統文化關于城市建設的“山川定位”立軸線的哲學(xué)思想。最初選址是北京南北中軸線向(xiàng)南延伸的河北霸州，但因地質條件不是很好(hǎo)，最終選擇了地質條件較好(hǎo)、結構穩定的河北雄縣地區。足見地質條件以及地質調查工作對(duì)城市發(fā)展的重要性。

新形勢下，城市地質工作已經(jīng)成(chéng)為新型城鎮化建設和生态文明建設中一項重要的基礎性、先導性工作。城市地質工作的需求充分反映在中央有要求、地方有需要、人民有期盼。

從國(guó)家戰略層面(miàn)上，城市地質工作勢在必行。1978－2018年，城鎮常住人口從1.7億人增加到(dào)8.3億人，城鎮化率從17.9%提升到(dào)59.58%，年均提高1.1個百分點，每年城鎮人口增加2000萬。短期快速城鎮化進(jìn)程中出現了交通擁堵、城市内澇、環境惡化、霧霾增多等城市病問題。中央提出，優化城市空間結構和管理格局，提高城市規劃建設水平，統籌規劃地上地下空間開(kāi)發(fā)，建立健全城市地下空間開(kāi)發(fā)利用協調機制。推動以人為核心的新型城鎮化，有效化解各種(zhǒng)“城市病”。2017年國(guó)務院政府工作報告中，明确要求“統籌城市地上地下建設，加強城市地質調查”。

從地方發(fā)展角度，由于地表土地供應緊張對(duì)于城市發(fā)展的制約，地下空間開(kāi)發(fā)已成(chéng)為城市立體化開(kāi)發(fā)的必然要求，也是提高土地集約化和綜合利用水平的必然要求。城市集約節約發(fā)展，需要城市地質調查，合理開(kāi)發(fā)利用地下空間，拓展城市發(fā)展空間。而城市綠色發(fā)展也需要開(kāi)展城市地質調查，摸清自然資源家底，為國(guó)土空間規劃和用途管制等提供準确可靠的基礎支撐。

從人民對(duì)美好(hǎo)生活向(xiàng)往看，以城市地質工作為基礎，開(kāi)發(fā)清潔能(néng)源、整治水土環境，解決制約城市可持續發(fā)展的一系列問題，讓天更藍、水更清、地更淨，進(jìn)而滿足人民日益增長(cháng)的優美生态環境需要，增強城市居民的獲得感、幸福感和安全感。這(zhè)也是新時(shí)代對(duì)于城市地質工作的要求。

葛偉亞進(jìn)一步借醫生給患者看病，類比闡述城市地質内涵及其内容，城市地質工作就(jiù)是給大地看病，通過(guò)鑽探、物探、測試、分析等手段來對(duì)城市地質進(jìn)行“體檢”，哪裡(lǐ)有活動斷裂帶、哪裡(lǐ)有岩溶空洞、哪裡(lǐ)有地面(miàn)沉降、哪裡(lǐ)有豐富的地下水、哪裡(lǐ)有土壤污染等等。通過(guò)體檢找到(dào)異常，通過(guò)異常分析原因，找到(dào)原因開(kāi)出治理良方。

城市地質亟待“新體系”建立，探索新的發(fā)展路徑

從上世紀60年代開(kāi)始，我國(guó)就(jiù)開(kāi)始探索城市地質工作。2004年開(kāi)始，在北京、上海、廣州、南京、杭州、天津6個城市開(kāi)展城市地質調查試點工作，主要是查清城市的地質結構。但調查結果的數據及應用信息化程度不足。之後(hòu)，上海開(kāi)展了城市地質信息化建設，建成(chéng)了大數據平台，并與政府的規劃管理相結合。

2018年開(kāi)始，在成(chéng)都(dōu)、武漢、西安、杭州、廣州、海口等16個城市，開(kāi)展多要素城市地質調查，在地質結構調查的同時(shí)，也要將(jiāng)空間、資源、環境、災害、生态等多方面(miàn)調查清楚。目前，試點城市各項工作正在陸續開(kāi)展中，通過(guò)試點，總結經(jīng)驗，之後(hòu)將(jiāng)制定一系列調查技術标準，指導後(hòu)續各城市的城市地質工作。

關于各城市的試點工作，葛偉亞也強調，不同的城市有著(zhe)不同的地形地貌，不同的地質條件，不同的發(fā)展問題，不同的規劃功能(néng)，城市的科學(xué)規劃需要加強城市地質調查，摸清城市國(guó)土空間資源“底盤”。城市的政策制定者、規劃設計者對(duì)地質信息關注的不全面(miàn)、理解的不深刻，地質學(xué)家應依據科學(xué)獲取的城市地質數據，找出共同關心的問題，建立可視化的地質模型，加強和決策者、建築師、規劃師、開(kāi)發(fā)者等多方的溝通，讓他們對(duì)地質有更廣泛的認識，找到(dào)最優化的解決方案。不同城市地質調查工作過(guò)程中，由于城市管理體制機制各異，探索形成(chéng)的工作運行機制，在全國(guó)推廣存在困難。需要進(jìn)一步探索中央和地方聯動、公益性和商業性地質工作融合發(fā)展、政府多部門協調等方面(miàn)的有效工作機制，要積極努力把城市地質工作納入到(dào)政府管理的主流程中。

城市地質調查工作帶來的益處是毋庸置疑的。但是在實際工作當中，也面(miàn)臨諸多問題。尤其在地下空間開(kāi)發(fā)利用方面(miàn)最為突出：一是我國(guó)城市地下空間開(kāi)發(fā)利用規劃制定普遍滞後(hòu)于建設發(fā)展實踐，缺少系統性、前瞻性頂層協同規劃；二是地下空間規劃理論不完善，依然沿用城市地表規劃的一系列理論和方法；三是我國(guó)城市規劃、抗震安全評價等法令、規範，沒(méi)能(néng)科學(xué)反映地下空間開(kāi)發(fā)的地質環境制約；四是地下空間規劃與開(kāi)發(fā)沒(méi)有考慮地上設施與地下空間協同、不同層次地下空間之間協同、不同開(kāi)發(fā)類型地下空間協同，城市地下空間與地下水、地溫能(néng)、地質材料等地質資源綜合開(kāi)發(fā)利用協同。

為此，葛偉亞建議，地方政府要高度重視，出台相應的指導意見，強化資源整合與城市地質工作開(kāi)展；地質工作者要加強城市地質工作理論技術、應用服務等方面(miàn)的創新，共同推進(jìn)城市地質調查工作，建立新時(shí)代城市地質工作新體系。

何為“新體系”？

從理念思路上，城市地質工作一定要契合當前中央提出的“創新、協調、綠色、開(kāi)放、共享”的發(fā)展理念，增強大資源、大環境、大數據的工作意識，以城市地質工作滿足城市地上地下統籌規劃、資源環境協調開(kāi)發(fā)與保護等生态文明時(shí)代的新要求，支撐集約、智能(néng)、綠色、低碳、安全的新型城鎮化建設。

從工作任務上，新時(shí)期的城市地質工作，既要關注當前城市發(fā)展面(miàn)臨的空間不足、環境污染、交通擁堵、城市安全等突出問題，又要著(zhe)眼長(cháng)遠，統籌謀劃新時(shí)期城市地質工作使命；既注重城市地質基礎工作，又注重推動地下空間資源利用的産業化發(fā)展。

從工作模式上，要按照機構改革的戰略部署和“多規合一”的總體要求，發(fā)揮好(hǎo)國(guó)土空間規劃的指導約束和底數、底線和底盤作用。充分運用城市地質調查成(chéng)果，促進(jìn)城市開(kāi)發(fā)建設與國(guó)土空間開(kāi)發(fā)适宜性相協調，以國(guó)土空間開(kāi)發(fā)利用方式的轉變，加快促進(jìn)形成(chéng)綠色發(fā)展方式和生活方式，形成(chéng)城市國(guó)土空間治理新模式。

從平台建設上，要建設新時(shí)代城市地質數據驅動信息新平台。集成(chéng)城市曆史時(shí)期以來形成(chéng)的各類地質信息，建立城市地質大數據信息服務與決策支持平台，實現城市地質信息集成(chéng)管理、分析處理、共享服務、決策模拟，為政府管理、科學(xué)研究和科普宣傳等提供個性化的綜合地質信息服務。

當前，地球系統科學(xué)理念正得以深化。“動态化、超前化”是近年來城市地質工作的特點。歐美日等發(fā)達國(guó)家城市地質工作的基礎好(hǎo)，城市地質調查和填圖任務已基本完成(chéng)，開(kāi)始向(xiàng)廣度和深度發(fā)展。中國(guó)城市地質工作也當以新時(shí)代為起(qǐ)點，探索城市地質新的發(fā)展路徑。

持續深化城市地質工作，應以科技創新為先

在2016年全國(guó)科技創新大會(huì)上，習近平總書記指出，“向(xiàng)地球深部進(jìn)軍是我們必須解決的戰略科技問題”。

城市地質工作如何向(xiàng)地球深部延伸？如何向(xiàng)“動态化、超前化”發(fā)展？關鍵還(hái)在于技術的創新與應用。

當前我國(guó)城市地下空間開(kāi)發(fā)及城市地質工作面(miàn)臨的諸多問題中，城市地質工作技術能(néng)力和信息化水平是重要桎梏。一方面(miàn)，客觀上城市地下空間探測存在技術瓶頸，主要的鑽探、物探技術在地下空間探測中都(dōu)存在較大幹擾和限制；另一方面(miàn)，在國(guó)内廣泛開(kāi)展的城市地質調查信息化工作中，在地下空間資源評價、三維建模等方面(miàn)，其精細準确程度、服務能(néng)力，還(hái)難以滿足城市地下空間規劃、開(kāi)發(fā)、綜合利用及防災減災的綜合需求。

習近平總書記在黨的十九大報告中提出，推動互聯網、大數據、人工智能(néng)和實體經(jīng)濟深度融合，建設數字中國(guó)。城市地質信息平台是城市管理決策的重要支撐，當前城市地質工作應加強信息平台建設，以有效解決當前城市發(fā)展面(miàn)臨的“有基礎、無集成(chéng)，有數據、無共享，有需求、無平台”的局面(miàn)。

為持續深化城市地質工作，葛偉亞建議，要開(kāi)展城市地下空間探測與安全利用科技創新，解決“卡脖子”的關鍵技術問題。同時(shí)，大力推廣“互聯網+地質”模式，适應快速變革的城市發(fā)展方式和城市居民的生産方式和生活方式。

葛偉亞特别強調三維地質建模技術的突破非常重要。城市土地、地下空間、地熱、地下水等資源合理開(kāi)發(fā)和城市安全面(miàn)臨的地震斷裂、洪澇災害、農産品污染、地質災害等問題科學(xué)預防，需要地質模型的支持，應重視地質建模和模拟預測、預警預報，為城市發(fā)展決策提供更好(hǎo)的解決方案。受軟件技術、數據質量、計算能(néng)力等限制，當前城市地質工作中，三維地質結構模型過(guò)于簡單，精度不夠，大量的地質調查基礎數據無法有效利用，且模型隻能(néng)用于宏觀決策，和城市應用需求差距較大。

三維地質建模技術需融入大數據、雲計算，物聯網等IT主流技術。特别是三維建模軟件，需要引入大數據的存儲、處理、分析技術，以及并行計算、人工智能(néng)、雲計算、物聯網、多維時(shí)空數據挖掘等技術。在技術融合的基礎上，三維地質建模平台將(jiāng)成(chéng)為地質大數據的處理平台，豐富、拓展大數據技術的内涵與外延。

此外，當前自然資源工作也要求城市地質工作服務于自然資源管理、服務于智慧城市建設，這(zhè)要求城市地質信息化建設要做好(hǎo)與自然資源信息化、智慧城市時(shí)空大數據平台的銜接。自然資源管理及智慧城市建設需要地上地下時(shí)空數據資源，這(zhè)就(jiù)要求城市地質信息平台要朝二三維一體化的方向(xiàng)發(fā)展。

同時(shí)，基于更廣泛的應用服務需求，要積極運用“互聯網+”技術，打通政府各委辦局、承擔政府工作的企事(shì)業單位、城市建設與工程勘察部門間的信息孤島，并面(miàn)向(xiàng)社會(huì)公衆，提供實時(shí)地質産品和政府應急服務。

作為智慧城市建設、自然資源信息化、城市地質信息化中的關鍵技術，GIS技術的發(fā)展也必然朝二三維一體化方向(xiàng)發(fā)展。基于此，GIS技術當融合利用大數據、雲計算、人工智能(néng)等技術，實現多源-多維大數據集成(chéng)管理，打造服務一流的“透明城市”數字平台，為綠色智慧城市規劃建設、運行管理提供支撐。

2019年2月，自然資源部印發(fā)了關于《智慧城市時(shí)空大數據平台建設技術大綱（2019版）》的通知，要求加快推進(jìn)智慧城市時(shí)空大數據平台建設工作，做好(hǎo)與其他智慧城市建設項目的銜接。

葛偉亞表示，自然資源部統一行使全民所有自然資源資産所有者職責、統一行使所有國(guó)土空間用途管制和生态保護修複職責的“兩(liǎng)統一”職責和智慧城市時(shí)空大數據平台建設，給城市地質與地理信息相融合帶來了契機，城市地質工作將(jiāng)積極為支撐國(guó)土空間規劃、用途管制、生态修複、确權登記等自然資源管理工作和智慧城市建設做出貢獻，服務城市經(jīng)濟社會(huì)發(fā)展各領域，推進(jìn)城市治理體系和治理能(néng)力現代化，促進(jìn)城市高質量發(fā)展。

在近兩(liǎng)個小時(shí)的訪談中，筆者深感葛偉亞教授對(duì)于解惑“城市地質”的堅持與努力。在地質地勘行業亟待轉型升級的當下，城市地質工作如何提升技術和服務能(néng)力，如何深入參與城市發(fā)展，甚至如何強化城市地質科普工作，都(dōu)將(jiāng)成(chéng)為行業轉型的關鍵。筆者看到(dào)了包括葛偉亞教授在内的一衆地質人的努力！