数字经济时代，我国的城市建设发展模式进入从外延扩张转向内涵提升、从大规模增量建设转向存量更新为主的新阶段。作为资源匮乏的沿海超大型城市，上海自然率先从增量时代迈入存量时代——“正如一个成年人的身高外貌已基本定型，接下来多是内在的、质的改变。”
地质工作作为社会发展的先行军，为城市建设数字化转型奠定了重要基础。近年来，上海市规划和自然资源局发布文件明确提出要广泛深入推进空间数据的价值发现和应用增值，工作重心由数据生产向数据应用转化。工欲善其事，必先利其器，上海地质和国土资源业务大系统便是这样“应运而生”。
上海市地质调查研究院信息中心所长廖远琴
“地质”与“国土”两翼齐飞的业务大系统
“上海地质和国土资源业务大系统包括城市地质子系统、国土资源子系统和一体化支撑子系统，其中地质和国土建设权重相当，这是由我们的工作职能所决定的。”上海市地质调查研究院信息中心廖远琴所长向笔者介绍道。事实上，襟海带江、舟车辏集的上海市还有一个客观前缀：资源紧约束。在这样的前提下，上海成为了自然资源“两统一”管理新模式的开路先锋。除了承担基础性、公益性、战略性地质调查，地面沉降监测与防治工作，地质资料管理和社会服务工作以外，2004年起，上海市地质调查研究院还承担了国土资源调查、规划，耕地和基本农田保护、土地利用绩效评估、土地政策研究、地价监测等工作，是全国最早开展国土资源综合调查的省级地调院。
上海地质和国土资源业务大系统—地质调查模块
“顾名思义，上海地质和国土资源业务大系统就是基于一个信息管理平台，建设地质和国土资源基础库系统，实现各业务系统基础信息的统一管理，同时基础库与业务库之间按照统一的标准规范和流程进行数据交互，并基于统一的数据数据采集、治理和交换工具，促进数据共享和业务协同发展。”廖远琴所长说道，“其建设是为了支撑本单位业务数字化转型、更高效履行单位职责，进而更好服务上海市规划和自然资源局管理和决策，提升城市治理的精细化、智慧化水平。”
当前，信息化对地质和国土资源业务工作的支撑和驱动作用不可或缺。但一方面不同阶段的技术架构不统一导致运维管理难，另一方面，各系统对新技术的应用和兼容能力不同，出现智能化水平参差不齐的现象。因此，业务大系统建设的首要关键词就是“整合”——整合数据基础、整合业务流程。“基础数据底座模块是其中最重要最基础的部分，我们的数据资源非常丰富，约有50TB，涵盖了基础地理信息数据、地质数据、国土资源数据、国土空间规划数据和其他相关数据等，包括自产和收集的数据，我们需要保证数据持续长效地更新，以科学和全面的数据基础支撑地质和国土资源业务的管理和决策。”
除此之外，上海地调院还将建设任务分为地下空间资源、地质调查、产业空间治理、国土资源分析评价等若干个模块，每一模块都精准对接相应的业务，廖所长认为建设过程中最难的部分是地下空间资源模块：“从土地的角度来看地下空间，我们关注的是已经使用的部分，例如开发了多少地下车库、地下通道、地下商场等；而地质的角度来看，我们关注的是还有多少未使用的部分。目前地调院储存的上海市地下空间调查数据已经积累了数十万，针对这些数据大系统专门开发了地下资源分析算法子模块和地下资源分析成果可视化展示子模块，支持不同算法的地下资源分析和该算法输出的结果展示。这部分内容我们与云GIS软件平台和解决方案提供商中地数码进行合作，他们投入了很大的技术力量在地下空间资源模块，为项目提供了完整的地质和地下建构筑物三维模型融合解决方案。”
上海地质和国土资源业务大系统—地下空间资源模块
多元数字化应用场景，直观支撑管理决策
对于技术产品而言，能够真正投入应用，并在实战中改进功能无疑是最重要的环节。“大系统面向的主要受众是我们的工作人员，通过它得到的成果可以为相关政府主管部门及规划和自然资源管理部门提供决策支撑服务，这也是上海地调院响应国家号召迈向数字化转型的重要环节。”廖所长说道。
其中，城市地质信息子系统主要聚焦基础性、公益性和战略性地质调查、地质环境及地面沉降监测与防治研究、地质资料的保管和提供利用等单位职能，汇集多要素城市地质调查和监测数据，开发城市地质项目及业务数据管理、业务数据分析应用、城市地质数据三维融合和工程级应用分析等模块，支撑地质工作创新研究和业务协同。
讲到这里，廖所长举了个生动的例子：“比如通过大系统，我们可以一屏观览上海已开发的地下空间到底在哪里？长什么样子？空间的相互关系如何？它跟轨道交通的主干线之间呈现何种状态？”城市地下空间的开发节奏与城市发展的节奏紧密相关，随着国家部分城市进入存量阶段，城市对空间的需求愈发紧迫，地下空间成为向下生长的“未来之城”指日可待。“当预计建一条地下通道时，相关单位就可以将设计方案的三维模型放入大系统，查看拟建通道的地质环境是否存在较高风险，以及它与沿线工程的关系，有利于决策人员快捷地判断设计方案的选址走向是否合理、施工难易程度、安全风险等。”
国土资源信息子系统则围绕土地利用总体规划、耕地和基本农田保护、产业用地信息更新和土地利用绩效评价、地价监测与发布体系等单位职能，全面提升国土资源综合分析能力、形势预判能力、宏观决策能力和精细治理能力，促进国土资源高质量利用和高效率配置。
在众多应用场景中，能够通过三维模型算法研发和可视化展示直观地支撑管理决策，是上海市地调院，也是众多地质工作者的一致诉求。“这些年在跟同行交流时，大家都有同样的痛点——地质数据应用如何直观地支撑管理决策，人们普遍反映地质数据过于专业，需要更加直观，让决策者一目了然。这就必须借助信息化的手段，尤其是地下的部分。2010年世博会后，上海市的南北高架拥堵严重，当时有领导提议在南北高架下面建一条地下通道，需要摸清该地区地下空间的利用情况、地质地层分布情况等，我们把调查数据做成场景模型，非常直观地进行辅助决策。本次大系统就能实现多要素多维度城市地质信息的可视化显示。”
上海地质和国土资源业务大系统—地下空间与地质体关系
谈到系统投用时间，廖远琴所长与笔者一样充满期待：“今年6月份，系统1.0版本上线，近期2.0版本上线并进入功能的试运行阶段，我们希望通过逐步更新迭代完善系统，在11月上旬顺利通过验收，早日投入正式使用。”
弹性适应信创生态建设与发展
面对当前的信息化建设环境，“信创”是热门话题，过去几年美国持续对我国ICT产业进行单边制裁，试图强迫IT及制造业供应链回流美国。在内部驱动和外部压力下，我国的信创产业孕育而出，并依托于国家政策的红利，实现了“从0到1”的跨越式发展，国产替代战略逐步落地，强力护航安全发展。上海地质和国土资源业务大系统便是在信创环境下进行建设的。
“早期做信息化建设时大家都强调自己从服务器、数据库、软硬件环境的搭建等一整套流程来解决问题，但这样的运行模式成本非常高。2018年上海市大数据中心成立，推进上海政务信息系统的整合共享，承担全市政务云的建设。自此，基础设施层的内容，如包括服务器、操作系统、数据库、中间件等不再需要单独建设，这种集约化的管理模式更加节约成本，且增加了信创实施的优势。”提及本次业务大系统建设中的信创内容时，上海市地质调查研究院信息中心副主任王军说道，“但同时也带来一些挑战，就是现在的开发必须及时适应最新的信创环境。不过办法总比困难多，我们也想到了解决方案——弹性地适应信创生态发展。”
什么叫做弹性适应信创生态发展？就是面对当前的环境适当地做一些技术路线的改进从而更好地满足业务需求。结合到业务层面举例，比如地下空间数据是一个相对独立的模型，体量非常大，显示渲染的工作量也很大，上海地调院选择借助中地数码的M3D（全空间三维模型数据格式）瓦片模式将这一部分工作移动到前端，通过小的数据量加载和渲染逐个解决问题。目前数据加工生产的环节在前端处理，但当硬件性能达到要求时，工作人员随时可以将该环节调度到服务器端，这个过程中业务系统的功能开发部分是可以独立运行的，无论是在信创环境还是非信创环境下。随着国产软件生态的发展成熟，需要这样“转移”的环节也会越来越少，直至完全达成信创环境。
2022年9月底国家发布79号文，全面指导国资信创产业发展和进度，要求所有央企和地方国企落实信创全替代，这也让信创迎来了巨大的发展契机。王副主任告诉我们：“实际上近年来信创技术的发展非常之快。一栋建筑物的三维模型，其内部结构包括各种楼板、柱子、墙体、楼梯等，以前由于无法在全范围内加载出来，离得远时只能看到一个红点，但现在一打开系统我们就可以看到等比缩小的模型形状，越来越近时还能调动精细度，离得最近时甚至连上面的纹理也能看清。这个过程不但是技术上的突破，还给我们带来了足够的想象空间，即以后的数据服务是否都可以按这种模式来？此外，以前的数据无论是拷到本地还是发到服务器上本质都是一个文件，不利于涉密或敏感度高的工作开展。但现在的服务形式全是瓦片形式，不仅无法随意获取，调度速度也更快，涉及涉密或敏感数据，也有专用的网络通道可以共享数据。”
廖远琴所长也总结道：“这次在信创上的实验成效超出了我们的预期，如果满分是100的话，我认为我们可以给自己打90甚至95分，当然这也得益于一同合作的团队，特有的信创环境与多年的经验积累叠加，让系统的建设呈现出了很不错的效果。”
信息化建设重塑传统地质信息工作模式
上海市地质调查研究院党委书记、院长方国安在《以数字化地质调查赋能超大城市高质量发展》一文中表示：“大数据时代的‘数据赋能’模式重构，是对传统地质信息工作模式的革命性重塑。”作为建成全国首个三维城市地质信息系统的城市，上海市的地质和国土资源信息化建设工作自上世纪90年代的“上海地面沉降专题数据建库”工作为起点，至今已有30多年的建设经验。对此，廖所长介绍道：“我们的信息化建设工作目前主要可以划分为对内、对外和定制化三个方面。”
对内即上海地质和国土资源业务大系统的建设，这一信息化方案解决了上海地调院由于地质和国土业务信息化建设时间早、专题多、专业性强而导致的应用条块独立、基础数据分散、技术路线多样、底座支撑薄弱、服务难于应变等问题，充分发挥信息化对地调院工作的支撑作用和倍增效应。
与之并行的还有对外（对公众）服务的上海市地质资料信息共享平台。地调院通过地质资料汇交、共享机制研究，形成地质资料收集全面化、整理标准化、录入格式化、更新常态化的集群化工作机制，建立上海城市地质资料数据中心，研究大型城市地质资料集中管理和共享服务模式，构建地质资料信息共享平台。与业务大系统不同的是，该平台面向社会公众，如相关机构、科研院所、高校、企业等，方便有一定专业能力的用户使用地质数据，同时也更好地科普地质相关知识。“地调院毕竟是承担一部分基础性、公益性工作的事业单位，还是要尽到这份应尽责任和义务。”
值得一提的是，上海市地调院还针对政府、企事业单位不同需求进行地质信息服务产品的深度开发，廖远琴所长称之为“定制业务”。“政府赋予地调院基础职能，在基础职能之外的业务即增值服务。对于一些专业领域地质数据的开发及应用，部分企业无法投入足够的精力与技术力量在其中，这就需要地调院提供定制的信息系统。比如为申通地铁集团定制的标注系统，因为不同空间位置的地质环境状况是不同的，对应区段的轨道监测方案也有差别，我们与申通集团合作开发的轨道沿线相对范围内的标注系统，在监测轨道周边工程建设产生的影响与保障轨道交通的安全方面发挥了很大作用。”廖所长说道。
在上海本地地质信息化建设方面，地调院也有新动态，廖所长向笔者透露：“近期市领导提出某特殊关注区域需要做战略留白、监测保护，目前地调院正联合市国土、农业、水务等四、五个领域的相关职能单位在该区域开展监测工作，之后会统一进行数据汇集，在此基础上进行各领域的专题分析和研究。”
如何利用数字赋能实现新时期地质工作转型，是时代赋予地质人的使命，也是摆在所有地质工作者面前的必答题。行于大地，成于探索，廖远琴所长希望上海市地质调查研究院的信息化建设经验可以为同仁们提供新思路。“十四五”期间，上海地调院提出了新的战略发展目标，要“成为自然资源领域中引领数字化转型发展、支撑自然资源保护利用和安全韧性城市建设的‘国内领先、国际一流’的数字之院、科创之院、文明之院”。在未来，上海地调院还将继续创新探索地质信息化建设的新路径，为全国地质工作提供更多更好的“上海方案”！
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