地面沉降大数据

Ⅰ 智慧工地的发展前景怎么样

相继出台文件，大力推进“智慧工地”建设，助力建筑业高质量发展，越来越明确的政策让智慧工地项目遍地开花。

建筑行业是一个安全事故多发的行业，由于施工现场管理人员复杂、环境杂乱、多工种交叉作业等弊端，普遍存在管理粗放、施工地点分散等特性。

随着建筑业的快速发展，产业规模的不断扩大，原有的管理方法渐渐呈现弊端，传统的施工现场管理模式目前已不符合要求的可持续发展的市场需要。着眼于互联网的迅速发展，建筑行业信息化时代已经到来，智慧工地通过移动互联、物联网、云计算、大数据等新一代的高科技信息技术，实现建筑行业的信息化、精细化管理，真正体现安全生产、科学管理。

通过智慧工地的信息化手段实现要素的智能监控、预测报警和工作的数据共享、实时协同等，有效帮助企业提升管理效率、降低劳务成本、保障施工安全。

系统可根据施工要点自主设置警告类型信息，模拟土方开挖全过程，避免回填之前出现基坑边坡不平、基地不平的缺陷和杂物堆积，做到随挖随修，加快施工技术作业速度，提升工程作业质量。

基于 UWB 定位基站，结合 BIM 技术，通过现场放样优化楼层板综合排布，对层板定位可行性采取 3D 场景虚拟漫游，实现决定楼层板与钢梁熔透焊接的焊点位置的效果，协同安装，保证布置合理，达到零拆改，一次成优。

智慧工地管理的研究及应用，能够有效地深化建筑企业管理模式和提高企业的实力，改变了传统的工地管理方式，更加的细节化、模范化、流程化，达到优化管理、整洁环境、人员规范、责任到人等效果；打通从一线操作与远程监管的数据链条，实现劳务、安全、环境、材料各业务环节的智能化、互联网化管理，提升建筑工地的精益生产管理水平；预防安全事故的发生，追责安全事故的问题，使得工地管理更加的符合管理者的需求。

Ⅱ 城市地质信息化

一、地质勘察信息管理系统建设

（一）概述

深圳市城市地质勘察信息系统是由深圳市勘察研究单位自行投资和实施完成的一个大型GIS信息管理项目。项目开始于2002年10月，2003年12月基本完成，2005年在原系统基础上增加了Web发布功能。

系统采用深圳市1∶1000（特区外为1∶2000）地形图为地理背景底图，能实现对勘察项目、勘探点数据、原位测试和土工试验数据、水文地质试验数据、区域地层岩性空间分布数据、区域地质构造空间分布数据和其他特征性地质对象数据进行综合管理。

该数据库内的管理信息工作自1983年以来，包括所完成的各类勘察工程的全部信息，以及深圳特区1∶5万地质图所包含的地层岩性和地质构造空间分布数据。除此之外，还有部分罗湖区断裂带高层建筑物沉降监测项目数据和部分地质灾害和地质遗迹数据。

该系统被列为“2003年深圳市信息化重点工程”以及“2003年深圳市建设科研项目”。

系统建设的主要目的和意义为：

1）全面有序地管理、开发、利用城市地质勘察资源。

2）提供城市规划、国土资源开发、城市建设和城市管理等决策分析的地质信息依据。

3）为深圳社会经济建设的可持续发展提供基础性地质地理信息。

4）规范统一深圳市地质资源与工程地质勘察行业技术标准，实现网络信息共享。

5）为城市防灾减灾、城市地质科学研究、岩土工程设计和工程地质勘察等领域的发展提供服务。

（二）系统建设方法与实施技术

城市地质勘察信息系统的建设，需要采用地理信息系统（GIS）技术、数据库技术和网络技术进行开发。

地理信息系统（GIS）技术，提供了将空间数据及其属性数据进行关联整合，能以地图这一图形方式进行显示，并且提供各种层次的地图空间数据查询和表现功能。目前，主流的地理信息系统（GIS）平台软件，国外平台有Arc/Info、MicroStation GeoGraphics、MapInfo和AutoMap等，国内平台有MapGIS、SuperMap等。从网络运行环境来看，又分为客户端/服务器端（C/S）和浏览器/服务器端（B/S）模式，后一种方式又称为是互联网地理信息系统（WebGIS）。

深圳市城市地质勘察信息系统也分为两个版本，前期版本为客户端/服务器端（C/S）版本，采用国内SuperMap 2000软件为平台进行开发；后期版本为浏览器/服务器端（B/S）版本，主要采用MicroStation Geographics平台下的GeoPublisher作为服务器地图数据发布引擎，客户端则采用自主开发的控件完成。

由于地理信息海量数据特点，地理信息数据存储对数据库管理系统的并发响应速度等要求较高，数据存储主要有两种方式：一种是将空间地图数据及其属性数据，统一存放到一个数据库中的图属一体化存储方式；另一种则是将空间地图数据和其属性数据分别存储的方式，即地图数据以文件方式存储（一般以图幅为分割单位），而属性数据则存储到数据库管理系统中。前一种方式是具有维护管理方便、技术先进、响应快的优点，是目前的发展方向，但技术实现费用较高、系统不稳定，因此，深圳市城市地质勘察信息系统仍采用空间地图数据和其属性数据分别存储的方式，数据库管理系统采用的是M S SQL Server2000。

图3-3-1 系统基本对象

由于计算机网络和Internet技术的普及，越来越多的计算机软件已经摆脱了单机工作环境的局限，向联网协同工作的方式转化，深圳市城市地质勘察信息系统也是一个联网运行的软件系统，设计上采用了Internet软件技术来实现，目前主要面向于局域网内应用，但其技术上也已经完全满足Intcrnet环境下的应用需求（图3-3-1）。

（三）要素分类与编码

根据建设部《城市地理信息系统建设规范》的经验和成果，深圳市城市地质勘察信息系统内分为城市地理基本数据集和城市地质基本数据集要素两类，其中城市地理基本数据集主要是指地形、地物、地下管线和测绘标志等数据要素，城市地质基本数据则指城市地质工作与工程建设所涉及的地层岩性、地质构造等空间数据，以及地质测绘和勘探所获得的各类成果数据，如勘探点（钻孔）、原位测试数据等。

深圳市城市地质勘察信息系统城市地理基本数据集要素分类与编码，基本上参照原有测绘产品要素分类规范，如《1∶500 1∶1000 1∶2000地形图要素分类与代码（G B 14804-93）》、《国土基础信息数据分类与编码》（G B/T 13923），而城市地质基本数据集由于项目建设时期国内尚没有可供遵循的规范标准，因此根据实际工作需要，系统建设者对各类要素进行了统一分类和编码，其成果已被《城市地理信息系统建设规范（C JJ100-2004）所采纳。

要素分类编码过程中，注重了以下原则：

1）唯一性：编码应唯一、无歧义。

2）扩展性：给定编码规则和扩充区间，以满足实际应用中编码扩展、增加的需求。

编号全部采用数字编码，共6位，第一位数字为主题类，第二位数字为大类，第三、四位数字为中类，最后两位数字为小类和扩充位。

下面对城市地质基本数据集作简要说明（表3-3-1～3-3-7）。

1.地层岩石

表3-3-1 地层岩石要素编码

2.地质构造

表3-3-2 地质构造要素编码

3.水文地质

表3-3-3 水文地质要素编码

4.地震地质

表3-3-4 地震地质要素编码

5.环境地质

表3-3-5 环境地质要素编码

6.地质资源

表3-3-6 地质资源要素编码

7.其他要素

表3-3-7 其他地质要素编码

续表

（四）数据组织

1.主要数据种类

系统数据主要包括基础地理数据（1∶1000地形图）、基础地质数据和工程勘察专题数据3类（图3-3-2）。

2.要素属性数据

系统主要要素的属性数据见表3-3-8～3-3-18。

表3-3-8 地层界线属性表

图3-3-2 系统管理建库的数据种类

表3-3-9 岩层属性表

表3-3-10 土层属性表

表3-3-11 勘探点属性表

表3-3-12 断层属性表

表3-3-13 地震震中属性

表3-3-14 滑坡体属性

表3-3-15 危岩体属性

表3-3-16 海水入侵带属性

表3-3-17 地质遗迹属性

表3-3-18 地面沉降区域属性

3.数据库结构

系统采用关系型数据进行组织，对于勘察项目与勘探点数据之间关系较为复杂，其各要素属性表与各辅助数据表之间结构如图3-3-3～3-3-5。

图3-3-3 勘察工程项目相关数据表及关联关系

图3-3-4 勘察工程场地（场区）相关数据表及关联关系

（五）系统功能

1.项目查询

系统提供根据关键字查询、组合信息查询数据库中的勘察项目的检索功能，或者根据地图位置点选、框选、不规则框选等功能实现对勘察项目的查询。

2.钻孔查询

系统提供点选、框选、给定坐标范围和绘制不规则区域等方式，选定数据库内的钻孔，供查询分析之用。

3.定位查询

该系统是一个标准的地理信息系统应用工程，可以实现地理信息系统所提供的各种定位查询功能。如根据坐标定位查询、根据地名定位查询、根据其他关键词定位查询、或者地图浏览定位等等。

4.区域数据提取

通过在地图上框选、或者绘制一个区域，实现选定该区域上的勘探点（钻孔），并将该部分勘探点以一个模拟“工程”的形式，将数据导出到勘察作业软件（“勘察e”软件格式），供进一步分析，如图3-3-6所示。

5.模拟钻孔生成

系统可以通过选择给定平面位置点上的周边钻孔，通过数据插值模拟手段，生成一个模拟钻孔，用于查询该点的推测地层和地层厚度。

6.报表和专题图输出

系统提供地质平面图、钻孔柱状图、钻孔剖面图、原位测试孔柱状图、地层简表、地层参数简表、土工试验和原位测试结果简表等报表和专题图输出功能。

图3-3-5 勘探孔和各类试验的数据表之间的关系

图3-3-6 W ebGIS版本下将选定钻孔输出为模拟工程数据文件

7.管理维护功能

系统提供有数据备份、访问权限控制、数据入库（数据手工录入和整体导入）等功能。

8.Web发布

系统建设初期采用了传统C/S模式，后期逐步扩展到B/S模式，通过Bentley GeoWebPublisher平台，将地理地图数据与钻孔数据以Web方式进行发布，摆脱了客户端繁琐的维护安装任务，使得网内终端，打开浏览器就能够实现对系统各种资源的访问和查找。

具体实现功能如下：

①地图的缩放、平移；②地图的查询定位；③对数据库中的勘察工程和勘探点进行各类交互式查询；④选定勘探点输出为模拟工程数据用于分析。

在客户端开发工程中，结合了Flash Active Script技术，解决了单纯采用Bentley GeoWebPublisher所提供的控件方式无法实现的大数据发布的快速响应与客户端地图操作的灵活性同时实现的问题，客户端界面更为友好和易于操作。

查询页面效果如图3-3-7所示。

图3-3-7 绘制不规则区域选定钻孔

（六）系统应用情况

系统建成后，先后在多个工程项目的地质信息收集、勘察前期准备、成果编制和周边地质信息补充等方面得到了具体应用，取得了很好的效果。这些工程包括：①深圳市轨道交通四号线二期工程；②深圳市防震减灾信息管理系统工程；③深港西部通道深圳侧接线工程；④深圳市东部沿海高速公路工程；⑤深圳市龙岗区土地储备开发中心北通道市政工程；⑥深圳和记黄埔观澜地产有限公司观澜低密度住宅发展项目。

随着项目中积累的勘探点数据和其他基础地质数据种类和数量的增加，深圳市城市地质勘察信息系统提供的信息将更为详细和准确，其管理应用价值将逐步得到提升。由于系统数据的基础性和代表性，系统所体现的公共服务价值也将逐步得到体现。

2006年，该系统被评为全国优秀地理信息系统工程。

二、“勘察e”数字化勘察作业系统

（一）建设思路

目前国内商业性工程勘察软件基本上在AutoCAD下二次开发完成，对国外软件依赖严重，用户运行成本较大，不利于软件正版化，也不符合国家支持民族软件发展的政策。另一方面，在AutoCAD下开发，所编制的软件必须牺牲很多定制特性，图属交互处理很难实现，不能满足发展的需要。随着近二十年来的技术发展，对工程勘察软件提出了更多、更新的需求，除满足常规的计算机辅助制图功能外，具备综合数据管理和分析能力、GIS应用接口、标准化程度高、可定制、扩展性强的勘察软件将是今后5～10年的主要发展方向。

针对这一形势，完全可以开发出一套有别于传统思路，以城市工程勘察为主要服务对象，通过内建自主知识产权的图形平台，能够完成勘察数据采集和处理，成果输出和管理的专业软件，“勘察e”数字化勘察信息处理软件就是这一思路的具体实现。

深圳市勘察研究单位独立开发的“勘察e”数字化勘察信息处理软件，其特点就是不依赖任何CAD软件，完全自主开发，用户一次性完成正版化，软件开发始于2003年，采用C⁺⁺Bulider与Visua1 C⁺⁺进行开发。软件于2004年被列为建设部“2004年重点信息化建设项目”，并于2004年通过建设部科技司组织的专家组鉴定，专家鉴定意见为“国内领先，国际先进”。

（二）“勘察e”CAD绘图平台

“勘察e”包含的自主开发二维CAD平台，是一个功能基本齐备的图形绘制环境（图3-3-8），能够满足工程勘察数据整理和图形输出的功能需求，也能为其他岩土工程应用提供基本的图形支撑环境。

1.绘制图形

“勘察e”CAD图形平台实现了类似于AutoCAD绘图操作的常用绘图功能。包括：绘制直线段、绘制多义线、绘制正多边形、绘制矩形、绘制圆弧、绘制圆、绘制椭圆、绘制样条曲线、绘制多行文本、生成块和填充。

2.编辑图形

“勘察e”CAD图形平台将实现AutoCAD常用编辑图形功能。包括：删除、拷贝、镜像、偏移、阵列、旋转、缩放、裁剪、延伸、分解和排列对齐。

3.浏览功能

“勘察e”CAD图形平台将实现AutoCAD常用的浏览功能，包括：图形窗口的放大、缩小和平移功能。提供多种放大缩小的浏览方式，包括窗口缩放、中心缩放等。

图3-3-8“勘察e”制图环境

4.辅助绘图功能

“勘察e”CAD图形平台提供捕捉、正交辅助绘图功能。捕捉点类型有：端点、中点、圆心、交点、切点、垂直点、象限点和最近点等。

5.交互式绘图

“勘察e”CAD图形平台提供命令行输入和画笔交互的方式绘图。键盘方式可以精确地输入世界坐标，弥补画笔绘图精度不足的缺点。可以ESC键取消当前的命令，也可以Enter键完成当前的命令；辅助绘图命令平移、实时缩放和滚轮缩放不中断当前的绘图、修改命令如：画直线、对象拷贝等；

6.图层管理

“勘察e”CAD图形平台提供图层管理功能。

1）建立多个图层：可以创建多个图层，每个层管理自己所拥有的实体。

2）锁定图层：将指定的图层锁定，无法编辑修改实体。

3）隐藏图层：将指定的图层隐藏，既看不到实体，也无法修改实体。

4）冻结图层：将指定的图层冻结。

5）删除图层：删除指定的图层，图层所拥有的实体也被删除。

6）实体改变图层：改变选择的实体的图层属性。

7.图形文件存取

“勘察e”CAD图形平台提供图形文件存取功能。

1）兼容AutoCAD的DXF文件格式：能够打开和保存DXF文件，暂不处理AutoCAD特有的线型、字体。

2）自定义文件格式“.CAD”：能够以文件流的形式保存为“.CAD”文件，也能够读取“.CAD”文件，并且能够兼容早期版本。

3）图源文件.wmf：能够保存为.wmf文件，但不能读取。

8.打印和打印预览功能

勘察CAD图形平台提供打印和打印预览功能。

1）能够显示当前局域网内共享、可用的打印机。

2）能够显示打印机的基本信息。

3）能够按照对象线宽和对象颜色预览和打印图形。

4）能够按照用户指定的打印样式打印和预览图形，如果同时指定了对象线宽和对象颜色，优先采用对象线宽和对象颜色。

5）能够编辑打印样式并保存为文件，以颜色值来表示打印样式，每个颜色值代表要打印的颜色、线宽和线型，最多能有256个颜色值。

6）能够指定是否按照打印样式预览和打印图形。

7）能够列出当前打印机支持的所有纸张类型。

8）能够指定打印方向：纵向、横向。

9）能够指定打印区域：图形界线、图形范围、当前显示的图形和窗选范围。

10）能够指定打印比例和打印份数。

11）能够指定按照偏移方式打印还是居中方式打印，偏移方式下可以输入相对于纸张左上角的X、Y方向上的偏移距离。

12）批量打印功能，能够批量打印输出。

（三）勘察作业功能

1.数据录入功能

提供各类勘察数据录入功能，及静力触探试验和部分土工试验软件数据直接导入系统的功能。录入界面如图3-3-9所示。

2.专题图生成功能

1）平面图布置图：可根据工程数据自动生成输出勘探点平面位置分布图，根据画笔的点击位置布置勘探点，拖拽勘探点，也可选择勘探点布置剖面线。

2）平面图：按照指定比例和原始录入参数，自动生成输出钻孔平面位置分布图。图面内容包括：钻孔、剖面线等，可叠加任意地形图及地物。

图3-3-9“勘察e”钻孔数据录入界面

3）柱状图：自动生成任意位置地质柱状图等。

4）剖面图：自动或人工划分土层，自动生成工程地质剖（断）面图，内容包括钻探数据，动、静探曲线等原位测试数据，设计标高，基础标高示意等；能够编辑处理多种特殊情况。

界面如图3-3-10所示。

5）等值线图、云图：按多种经典算法（三角网法、格网法等）自动生成地面等高线、各岩土层埋深等值线、各土层等厚线、基岩面等高线、地下水位等高线及其他等值线图等；以画线方式，自由绘制等值线图内外边界，过程直观简单。界面如图3-3-11，图3-3-12所示。

（四）模板定制

软件提供自定义模板功能，并根据模板自动生成图形。不同的单位或公司所绘制的地质勘察专题图的格式有所不同，但完全可以按照自己的要求定制模板；模板的尺寸符合国家图纸尺寸规范（图3-3-13）。

图3-3-10“勘察e”生成剖面图示意

图3-3-11“勘察e”生成云图选项对话框

图3-3-12“勘察e”等值云图生成效果

图3-3-13“勘察e”专题图模板定制示意

1.图形符号管理

系统提供自定义符号的功能。符号是有特定意义的图形块，用来生成专题图；除了系统自带的符号外，用户可以自由扩充自己的符号（图3-3-14）：

1）能够将本系统中的任何图形保存为符号，并可以将符号分类显示。

2）可以将任何符号以一定的比例直接拖拽到图形中。

3）可以编辑和删除符号。

2.勘察报告生成

提供自动生成工程勘察报告初稿，自动完成土工试验、水质分析、原位测试的统计与分析。

3.辅助工程设计

提供浅基础沉降计算、桩基承载力及沉降计算功能（图3-3-15）。

（五）三维可视化功能

系统采用OpenGL技术和三维格网插值算法，实现了对地层层面三维空间分布进行模拟显示的功能。并且能够通过鼠标控制地层层面模型进行缩放、旋转等观察，以及输出视图为图形文件等功能（图3-3-16）。

图3-3-14“勘察e”的符号管理功能

图3-3-15“勘察e”的辅助计算分析对话框

有关数据的导入导出，目前“勘察e”软件能够对勘察项目数据文件整体导入到深圳市城市勘察信息系统中，同时也能够接收和打开深圳市城市勘察信息系统导出的项目数据文件。

“勘察e”网络版和单机版勘察项目数据也能够以文件整体导入导出方式进行无损交换。

图3-3-16“勘察e”三维地层层面分布模拟

（六）系统应用

目前该软件已经广泛应用于深圳及国内多个地区和单位的勘察与内部作业的生产业务，经过了“深圳市轨道交通四号线二期工程”等大型勘察项目检验，取得了很好的应用价值。

该软件还不断根据应用中实际的需求，进行持续完善升级。

三、边坡工程三维可视化设计

1.概述

目前边坡支护工程设计普遍是采用二维图纸，按平面、立面加剖面的三视图设计表达的方式，由于边坡往往并不是一个空间上简单的“平面”，原始地形更是一个非常不规则的空间曲面。传统二维设计只能对上述问题进行粗略概念性的表达，无法准确地刻画支护前后的形态。不但工程量算不准确，造成预算与实际费用的偏差，也可能由于设计条件不准确，造成支护不足或过度，形成安全隐患或工程浪费。

另外，永久性边坡工程景观问题越来越得到重视，在确保安全的同时，建设工程要求边坡设计能环保美观，甚至起到景观装饰作用。用传统三视图方式，对于复杂边坡的坡面规划定位，不但费时费力，往往误差也非常严重。而且经常发现部分边坡坡面线条怪异，格构梁扭曲难看，很大程度上都是因为二维设计图表达不清、深度不够、定位不准、不能指导和约束施工的原因。

采用三维可视化边坡设计，是指采用三维空间建模技术，建立准确的边坡三维模型，在此基础上进行支护结构布置和计算分析的新一代设计方法。它可以消除传统二维设计用于复杂边坡的许多不足，深圳市勘察研究单位在这方面做了较多有效的尝试。

2.工作成果

在M icroStation平台下，开发完成了边坡三维可视化建模系统，具体实现功能如下：①通过地形图实现三维原始地形的建模；②通过钻孔信息，可以模拟三维地层空间发布规律；③模拟结构面空间产状和分布规律；④实现三维开挖模拟和土石方量算；⑤边坡支护结构的三维环境下的布设和工程量统计。

系统在空间建模基础上，还将逐步发展三维景观设计和展示、稳定性计算分析等功能。边坡可视化设计模拟效果如图3-3-17，18，19所示。

图3-3-17 钢筋砼格构梁支护方案三维建模效果

图3-3-18 锚杆钢筋砼格构梁系统三维模型（1）

图3-3-19 锚杆钢筋砼格构梁系统三维模型（2）

Ⅲ 资源篇 流水账 大数据

大数据是时代进步的标志，是科学决策的依据。在新一轮国土资源大调查工作中取得的华北平原地下水资源量数据是一本流水账，这些大数据能科学反映华北平原社会发展、经济运行及生态变化的质量。

流水账 大数据

俗话说得好：吃不穷，花不穷，盘算不到才受穷。它告诫人们居家过日子要有个小九九，日进月出，得记个流水账，做到心中有数。涉及国家大计，管理大家的事更应该有数。大数据是时代进步的标志，是宏观决策、科学管理的依据。华北平原地下水资源是人民生活的源泉，社会经济发展的命脉，生态环境的血液。查清华北平原地下水资源量是水文地质工作者肩负的历史使命。1999～2005年的国土资源大调查工作中，请看水文地质工作者给出的一笔流水账——大数据。

地球上的一片绿叶

◎野外地质勘查

华北平原地下水资源评价以地下水均衡为基础，分别对第四系浅层地下水系统、深层地下水系统进行了计算。浅层地下水主要计算其补给量、排泄量、蓄变量及其天然资源量，评价其合理水位埋深的可采量作为可采量；深层地下水则主要根据其环境阈值，评价其可利用量。

华北平原浅层地下水系统均衡区上部为包气带，一般为亚粘土和亚砂土，可概化为垂向渗透，接受大气降水、河流、渠道、地表水灌溉、井灌回归，以人工开采和潜水蒸发的形式排泄。下边界概化为垂向弱渗透，与下伏的深层地下水以越流形式交换水量。太行山和燕山山前与基岩接触边界概化为侧向流入补给，东部滨海平原有少量的地下水排泄。

地球上的一片绿叶

◎野外采集样本、化验地表水体水质。

华北平原降水入渗补给量为173.25×10⁸m³/a。降水补给量最多的是古黄河地下水系统区为76.15×10⁸m³/a，最少的是永定河地下水系统区为7.26×10⁸m³/a，大清河、子牙河和漳卫河三个地下水系统区在（19.99～22.95）×10⁸m³/a。

华北平原河道渗透对地下水的补给量为16.30×10⁸m³/a，最大的河道渗漏补给在古黄河地下水系统区为4.83×10⁸m³/a，成为沿黄地带浅层地下水的重要补给来源。

渠道渗透补给量是灌区进入田间以上各级渠道对地下水的渗漏补给。华北平原渠道渗漏补给量是8.01×10⁸m³/a，最大补给是潮白河—蓟运河地下水系统为1.98×10⁸m³/a。

渠灌田间入渗补给是灌溉水进入田间后经过包气带入渗补给地下水的量。华北平原渠灌入渗补给量为17.30×10⁸m³/a，最大补给量是古黄河地下水系统区为12.12×10⁸m³/a。

华北平原井灌回归补给量为20.55×10⁸m³/a，黄河地下水系统区为4.74×10⁸m³/a，河北平原回归量为13.1×10⁸m³/a。

深层地下水越流补给主要发生在河北平原，河北平原深层水对浅层水的越流补给量为0.70×10⁸m³/a，最大的是子牙河地下水系统区为0.52×10⁸m³/a。

华北平原山前侧向补给量为18.31×10⁸m³/a，补给量最大的是河北平原的大清河地下水系统区为7.19×10⁸m³/a。

华北平原浅层地下水总补给量为254.42×10⁸m³/a。

华北平原浅层地下水的排泄量包括：

地下水蒸发量为63.51×10⁸m³/a。

浅层地下水开采量为185.24×10⁸m³/a，其中河北平原地下水的开采量最大，为108.21×10⁸m³/a，约占五省总量的58.42%。

下游侧向流出量为1.32×10⁸m³/a。

浅层地下水越流排泄量为15.56×10⁸m³/a。

地下水溢出量为1.40×10⁸m³/a。

华北平原地下水的总排泄量为267.03×10⁸m³/a。分区排泄量为：

北京平原的地下水排泄量为27.87×10⁸m³/a。

天津平原的地下水排泄量为14.34×10⁸m³/a。

河北平原的地下水排泄量为131.30×10⁸m³/a。

鲁北平原的地下水排泄量为54.70×10⁸m³/a。

豫北平原的地下水排泄量为38.82×10⁸m³/a。

华北平原1991～2003年间浅层地下水储存变化量为21.22×10⁸m³/a。其中，

北京平原的浅层地下水储存变化量为2.89×10⁸m³/a。

天津平原的浅层地下水储存变化量为0.17×10⁸m³/a。

河北平原的浅层地下水储存变化量为15.14×10⁸m³/a。

鲁北平原的浅层地下水储存变化量为0.59×10⁸m³/a。

豫北平原的浅层地下水储存变化量为2.78×10⁸m³/a。

深层地下水属于更新缓慢、补给少的消耗性地下水资源。华北平原深层承压水开发利用的程度不一，河北平原、天津平原、鲁北平原深层地下水开发利用程度高。深层地下水开发利用程度高的地区，深层地下水头大幅度下降，不允许再动用深层水弹性释水量，深层地下水可利用量只为越流补给量与侧向补给量之和。华北平原深层地下水可利用量为20.66×10⁸m³/a。其中，

天津平原的深层地下水可利用量为2.16×10⁸m³/a。

河北平原的深层地下水可利用量为13.06×10⁸m³/a。

鲁北平原的深层地下水可利用量为2.37×10⁸m³/a。

豫北平原的深层地下水可利用量为3.08×10⁸m³/a。

华北平原重点城市地下水的分布状况:

北京市的市区位于冲积洪积扇的轴部，西部为单一卵砾石含水层，向东逐渐过渡到多层砂、细砂、粉砂含水层。城近郊区地下水天然资源补给量为4.45×10⁸m³/a，可开采资源量5.05×10⁸m³/a，2003年开采量4.79×10⁸m³/a。一直以来地下水是城近郊区工农业和生活用水的主要水源。1960年以前，北京城郊区地下水的开采基本处于采补平衡阶段，地下水位变化不大，1961～1970年地下水开采规模逐步扩大。1970年以后，开采规模大幅度提高，1970～1980年城近郊区地下水储藏量大幅度减少，地下水出现超采和严重超采现象，在城区东部出现地下水降落漏斗，并出现地面沉降。1980年以后，引远郊区水源八厂水进京，减少地下水的开采，部分水厂停采，部分减少开采，地下水位得到部分恢复，地面沉降也得到控制。2002年又停采部分自备井，使得地下水超采现象得到进一步控制。

天津市区深层地下水可利用量仅有0.0148×10⁸m³/a。现状开采量为0.0322×10⁸m³/a，属于严重超采。城市用水不得不依赖引滦济津、引黄济津以解近渴。

石家庄市是一座以轻纺、制药、冶炼、石油化工、电子为主的新兴城市，地下水资源对城市的发展起着十分重要的作用。自城市发展以来，地下水一直是市区工业、生活及农业的供水水源。市区浅层地下水开采资源量为0.4264×10⁸m³/a，深层地下水可利用量为0.0015×10⁸m³/a。2003年地下水开采量为0.77×10⁸m³/a。其中，浅层地下水开采量为0.7674×10⁸m³/a，开采程度达180%；深层地下水开采量为0.0026×10⁸m³/a，开采程度达173%。20世纪80年代以来随着城市发展、人民生活的需要，地下水开采量不断增加，水资源严重入不敷出，水位大幅度下降，从1965年形成的石家庄水位下降漏斗雏形逐步扩大加深，到2003年漏斗面积达357平方千米，中心水位埋深达41.93米。2010年漏斗面积达410平方千米，漏斗中心水位深达58米。由于地下水资源的严重不足，2000年开始引用黄壁庄水库、岗南水库地表水作为补充供水水源。按石家庄城市用水现状和发展规划，在“南水北调”之前水资源供需矛盾仍将十分突出。

沧州市浅层地下水大部分为微咸水—咸水，水质和开采条件也较差，深层地下水是主要的供水水源。深层地下水可利用量为0.0203×10⁸m³/a。2003年深层地下水开采量为0.0428×10⁸m³/a，开采程度达211%。自开采深层地下水以来，水位持续下降，已经形成华北平原区最大的水位下降漏斗，引发了较严重的地面沉降。

衡水市区浅层地下水开采资源量为0.1367×10⁸m³/a，2003年开采量为0.5301×10⁸m³/a，开采程度为388%,深层地下水可利用量为0.1828×10⁸m³/a，2003年开采量为0.3099×10⁸m³/a，开采程度为170%。衡水市深层地下水水位下降漏斗——著名的冀-枣-衡漏斗，形成于20世纪70年代初，超量开采深层地下水致使水位逐年下降，衡水市区正处于漏斗的中心。

邯郸市地下水开采量较大，而补给量较小，城区形成南北两个漏斗。邯郸市区浅层地下水天然资源量为0.1331×10⁸m³/a，开采资源量为0.183×10⁸m³/a，开采程度为137%。

唐山市是河北省最大的重工业城市，平原全淡水区浅层水是目前本区地下水主要的开采层，由于多年连续超采，在唐山漏斗区及古冶漏斗区地下水由外围流向漏斗中心。市区浅层地下水可开采资源量为0.9850×10⁸m³/a，2003年开采量为0.8186×10⁸m³/a，开采程度为83%。深层地下水可利用量为0.0505×10⁸m³/a，2003年开采量为0.0814×10⁸m³/a，开采程度达161%，岩溶水开采资源量为0.08731×10⁸m³/a，2003年开采量为0.09835×10⁸m³/a开采程度达113%。

保定市区地下水开采利用程度较高，开采深层农田井多在100～150米之间，生活用井多在200米以内。2000年开采井密度为11.32眼/平方千米。2000年前市区用水主要为地下水，后开始引西大洋水库地表水供水避免市区漏斗的危害。保定市浅层地下水天然资源量为0.2676×10⁸m³/a，开采资源量为0.2959×10⁸m³/a，2003年开采量为0.4194×10⁸m³/a，开采程度为142%；深层地下水可利用量为0.0178×10⁸m³/a，2003年开采量为0.0306×10⁸m³/a，开采程度为172%。

德州市供水主要来源是丁庄水库黄河水和深层地下水，区内深层地下水以集中开采为主要方式。2003年市区总需水量为8231×10⁴m³/a，总供水量为7281×10⁴m³/a，其中深层地下水供水量2767×10⁴m³/a，地表水供水量4514×10⁴m³/a，缺水950×10⁴m³/a。

聊城市供水一直以浅层地下水和深层地下水为供水水源，聊城市地下水天然资源量为2.0202×10⁸m³/a，可利用量为1.73×10⁸m³/a，其中浅层水地下水开采资源量为1.64×10⁸m³/a，深层地下水可利用量为0.09×10⁸m³/a。

滨州市20世纪60年代后期开始用地下水作供水水源。滨州市区地下水天然资源量为1.8792×10⁸m³/a，可利用量为1.28×10⁸m³/a，其中浅层地下水开采资源量为1.23×10⁸m³/a，深层地下水可利用量为0.05×10⁸m³/a；浅层地下水开采量为0.01×10⁸m³/a，深层地下水开采量为0.01×10⁸m³/a。

濮阳市地下水天然资源量为1.4237×10⁸m³/a，开采资源量为0.4237×10⁸m³/a。

新乡市地下水天然资源量为1.0×10⁸m³/a，开采资源量为0.8836×10⁸m³/a。

安阳市地下水天然资源量为1.4953×10⁸m³/a。

这些数据不是简单罗列的流水账，它是水文地质科学财富的积累，是现代科学技术的结晶。实实在在的大数据科学地反映了以往社会生活、经济运行、生态变化的质量。以水谋发展，以水调结构，以水计效益，以水定规模。烧火做饭先量水，有多少水才能蒸多大的馍。查清华北平原地下水资源的数量家底儿，是制定社会经济发展规划的科学可靠的依据。这些大数据准确地描述了潜伏的华北平原地下水生动活泼的魅力形象。深入解读这些抽象的数字或许你会发现它是人们迄今为止对地下水的科学认知。它就像用三围数字表示时装模特儿的美丽一样。数字美是抽象美，抽象美是科学的极致。地下水资源是变化的，这些大数据是地下水变化的动态指标，它就像人的血压，时时刻刻反映着人体的健康一样。健康的体魄，美丽的环境，是生命的理想状态。关乎华北平原地下水的大数据及其变化规律永远是水文地质工作者孜孜不倦探求的目标，它也应该成为决策者和公众关注的大问题。

Ⅳ 中国的遥感技术取得过哪些重大成果

中国遥感技术应用现状
1957年第一颗人造地球卫星升空标志着人类进入了太空时代，从此人类以崭新的角度开始重新认识自己赖以生存的地球。空间信息技术是本世纪60年代发展起来的一门新兴的科学技术，遥感技术，包括地理信息系统和全球定位系统，则是对地观测的重要手段。中国的遥感技术从70年代起步，经过十几年的艰苦努力，已发展到目前的实用化和国际化阶段，具体表现在具备了为国民经济建设服务的实用化能力和全方位地开展国际合作使其走向世界的国际化能力。
* 为国民经济可持续发展提供科学的决策依据
中国目前经济发展和人口增长对国家资源环境的影响程度超过了历史上的任何时期。对国土资源进行动态监测是我国政府一贯重视的问题。我国国土资源面积大、类型多，遥感技术在国土资源动态监测上具有相当大的优势和潜在的市常如，在1980～1985年期间，我国曾利用陆地卫星MSS数据进行了全国范围的土地资源调查，并按1∶50万比例尺成图，宏观地反映了我国大地资源的基本状况；1984年开始由国家土地局主持开展了全国范围的土地资源详查工作，采用了航片和地面实地测量的方法，对农地采用1∶1万比例尺成图、林地及草地采用1∶5万比例尺成图、在西部地区利用航片与陆地卫星数据结合按1∶10万比例尺成图。但是由于区域范围大，使项目实施历时长达10年，可见实施全国的土地资源调查迫切需要高空间分辨率的卫星遥感图像。据估计覆盖我国整个国土面积需要600景TM图像，而斯波特图像则需要6000多景， 可见遥感技术在我国具有相当大的市场，因而尽快发射我国自己的资源卫星是摆在我们面前的十分迫切的任务。“八五”期间中国科学院和农业部“国家资源环境遥感宏观调查与动态研究”小组在1992～1995年的3年时间里完成了全国资源环境调查，建立了一个完整的资源环境数据库，较过去开展一项单项专题的全国资源环境调查需5～10年的时间是一个很大进步。在项目实施中全部采用了90年代接收的最新陆地卫星TM图像作为主要的信息源，同时也使用了我国近年内发射的多颗返回式资源调查卫星的高分辨率图像，在大兴安岭、秦岭、横断山脉一线以东选用1∶25万比例尺，此线以西采用1∶50万比例尺进行遥感图像判读、制图及数据库建立工作。为此，须完成全国陆地部分国际标准分幅地图近500幅幅面的调查、制图与数据分析工作。除全国范围的国土资源调查外，各主要省市，如北京、天津、浙江、陕西、内蒙等许多省市自治区也开展了国土资源调查工作。
除此以外，80年代后期的“三北”防护林带综合遥感调查和“黄土高原水土流失遥感调查”以及“遥感技术在西藏自治区土地利用现状调查中的应用”等项目都是比较重大的遥感工程。但是，从国民经济建设的需要来看，类似于全国土地资源调查等大型工程项目应该增加动态监测的能力，如在我国东部地区应该每年调查一次，西部地区每5年一次。可见，我们面临的任务是十分艰巨的， 遥感应用的市场是非常广泛的。
* 具有对重大自然灾害灾情进行动态监测和评估的能力
中国是自然灾害频繁且严重的国家，每年因灾害所造成的损失高达上千亿元人民币。对重大灾害进行动态监测和灾情评估，减轻自然灾害所造成的损失是遥感技术应用的重要领域。
我国在“八五”期间建立了重大自然灾害（洪水、林火、干旱、地震、雪灾等）遥感监测评估系统。针对洪涝灾害采用了包括陆地卫星、气象卫星和具有全天候观测能力和应急反应能力的机载合成孔径雷达遥感等多高度的立体监测手段，不仅具有监测的宏观性、动态观测能力，而且通过机-星-地实时传输系统能够实时地将灾情图像及时地传送到中央指挥部门。自1987年以来，我国先后在永定河、黄河、长江、淮河等地区开展了大规模的防汛遥感综合试验。尤其是1994年在福建闽江、广东的西江和北江，1995年在鄱阳湖、洞庭湖和辽河的洪水监测评估工作中，已分别将洪水灾害的初评估与精评估的时间压缩至2天和2周。整个技术方法与流程已达到实用化水平。如在1991年太湖流域洪涝灾害遥感监测中，采用了多个时相的诺阿卫星影像、陆地卫星TM影像和侧视雷达图像，通过多时相的遥感信息复合得到了准确的灾情数据。
1987年5月发生在我国东北大兴安岭的特大森林火灾， 第一个发现火灾的是诺阿气象卫星图像。在火灾发生期间连续接收了过境的气象卫星和陆地卫星图像，每天提供火区范围、火势变化、火头位置移动、新火点出现以及扑火措施效果等方面的信息。火灾后的1988 年和1989年利用陆地卫星TM图像还进行了火烧迹地恢复的遥感调查，实现了森林火灾早期预警、灾中的动态监测、灾后损失评估以及后期的生态恢复调查的遥感动态观测，得到了国家领导人很高的评价。
此外，我们还利用气象卫星遥感数据与地面气象数据相结合的方法，在黄淮海平原建立了旱情遥感动态监测评估系统，为农业管理、合理灌溉等提供了决策依据。
总之，中国的自然灾害之多、危害之大是惊人的，应用遥感技术进行减灾的效果是显著的，同时应用的潜力也是巨大的。
* 利用遥感技术进行农作物估产和林业资源调查
我国是农业大国，粮食问题是我国政府非常重视的问题。早在80年代中期，在国家经委的支持下，以中国气象局为主组织开展了北方10省市冬小麦估产试验。这标志着气象卫星非气象领域工程化应用的开始，也是我国首次开展大规模遥感估产工作。目前利用气象卫星进行农作物估产的应用已得到了普及和深化，并形成了一种业务化的手段，估产对象也从冬小麦扩展到玉米、水稻等其他作物。
“八五”期间我国建立了主要产粮区主要农作物（小麦、水稻、玉米）估产信息系统。其中大面积冬小麦遥感估产运行系统是遥感技术和地理信息系统技术相结合的产物，它将整个遥感估产的各个作业环节纳入计算机系统运行，使其整体具有数字化作业能力，并能输出各种估产结果。1992～1995年近3年在黄淮海地区进行冬小麦遥感估产试验的结果表明，利用遥感技术对大面积农作物估产的精度能够达到95％以上，无论是大区域还是分省（区）估算，均能达到规定的精度指标。随着系统运行年限的累积，估产精度将会逐渐提高，运行费用也会逐年减少。同时针对国家急需了解农业种植结构变化和进行种植面积测算、长势监测和单产模型建立等的要求，对我国主要农作物进行了遥感估产，在地理信息系统技术的支持下，构成了农作物估产的实用运行系统。此外，其他农作物如水稻、玉米等也都分别在江南的太湖平原和东北的三江平原建立了估产信息系统，并取得了很好的效果。
1995年国家遥感中心组织力量完成了《中国农业状况图集》，采用图表相结合的方式，形象直观地反映了我国农业发展的综合水平，以及粮食、棉花、油料等方面的状况及变化，揭示了农业发展中面临的耕地减少等问题，为中央和地方政府进行宏观决策提供了科学依据。该项工作受到了中央领导同志的肯定。
* 地质矿产资源遥感调查
中国的矿产资源丰富，遥感技术的应用前景十分广阔，遥感技术在区域地质填图方面的应用已比较成熟，并取得了很好的效果。如在内蒙古、山东、江西、四川等省区开展的32 项1∶5万图幅的地质填图工作中，采用遥感技术不仅提高了工作效率和填图的质量，而且节省了填图的费用，每幅图的实际费用仅占常规方法所需费用的三分之二；在承德地区采用 TM图像进行1∶25万比例尺的区域地质填图工作中， 除建立的遥感地层单元符合1∶25 万区域地质填图单元技术要求外， 在地质构造和矿产研究方面也有更多的发现，并且大大地缩短了周期、节省了经费。这必将为我国在本世纪内实施并完成200万平方公里1∶5万区域地质填图和全国范围的l∶25万区域地质填图项目起到重要作用。
在地质矿产资源调查方面，遥感技术在我国已经从间接探测发展到了直接探测阶段，如在新疆准葛尔利用细分红外和多光谱扫描技术直接探测到了岩金矿的蚀变带，取得了利用遥感技术直接寻找金矿的重大进展。我国还利用短波红外成像光谱扫描仪在新疆进行了石油天然气资源的遥感直接探测试验。利用该遥感图像数据通过信息增强和提取，捕捉到了油气藏在地表的微渗漏所造成的烃异常，进而达到直接探测的目的。该项目在新疆塔里木盆地的多次生产试验中得到了证实。这些技术的成功应用为加快我国西部的开发发挥了积极的作用。
此外，近年来发展起来的干涉测量雷达技术已经在三峡大坝等大型工程的环境监测和油气区地面沉降等应用领域显示出巨大的应用潜力。
中国遥感技术应用展望
“九五”期间，中国国家科委已经把“遥感、地理信息系统及全球定位系统技术综合应用研究”列为“九五”国家科技攻关重中之重项目，至此遥感信息技术已连续四个五年计划被列入国家优先项目，说明了国家对遥感事业的重视。可以预见，该项目的实施，可以有效地将这一高新技术广泛地应用于国民经济建设的各个方面，使其走上产业化发展的道路。
* 推动业务性遥感信息综合服务体系的形成
“九五”期间遥感科技攻关的重点是在以农业资源为主体的资源与环境动态信息服务方面。届时将建立一个国家级的宏观信息服务体系，同时使对水旱灾害为主的遥感监测与评估系统走向业务化运行。
（1）国家级基本资源与环境遥感动态信息服务体系的建立
我们将针对全国范围内的基本土地资源与生态环境状况，建立空间型信息系统，形成每年动态更新一次的能力，并在此基础上向国家高层次部门提供以国家农业土地资源、城市化发展及其动态变化为主的数字图件，其中包括1∶25万全国分及分重点区域的土地资源及其生态环境背景图件和数据；重点开发地带和大城市周边地区的1∶10万图件和相应的数据库；每年一次1∶25万比例尺的中国东部耕地与城镇动态变化图件和数据库；较为完整的全国基本土地资源和生态环境背景数据库；对国家资源热点问题，如耕地动态变化、城市化等每年提供一次专题报告等。按计划，1999年以前我们将建立网络型国家级信息服务体系，提供相应的资源环境信息及辅助决策信息，保证系统连续稳定地运行。
（2）重大自然灾害监测与评估运行系统的完善
以水旱灾害监测与评估为重点的运行性综合监测与评估业务系统将于1999年建成并投入相关业务部门使用，使之具备定期发布全国旱情、随时监测评估洪涝灾害和重大自然灾害的应急反应能力。该系统具有以下功能：对突发性水灾，在系统进入状态后2天内提供受淹范围、各类土地面积等信息， 一周之内提供包括受灾人口、受淹房屋等信息的详细报告；对重点地区，实施每天一报淹没地区及面积的信息服务；在危机时刻，提供实时灾害现场图像显示和注记；从1998年开始，每10天报一次全国的旱情数据，成灾地区对农田干旱状况每5 天上报一次灾情数据；对重大森林火灾和地震等自然灾害进行监测并及时提供相关信息，从而最大限度地减轻自然灾害所造成的损失。
* 继续赶超世界遥感科技前沿
在“九五”期间按照863计划将加大向对地观测系统建设的倾斜力度，除继续强化支持星载合成孔径雷达样机的研制外，还要研制开发先进机载对地观测系统。
目前海洋监测已经列入了863计划，海洋资源的遥感监测已经得到了我国政府的高度重视，它是对地观测的重要组成部分。我们将发展预警海洋灾害、监测海洋环境所急需的高技术，为建立我国海洋立体监测系统提供技术支撑，提高海洋可持续发展的环境保障能力，加速与全球海洋观测系统的接轨，力争本世纪末在海洋自动观测系统、水声遥测和海洋遥感技术应用的主要方面达到90年代中期的国际先进水平。
“九五”期间我国还将支持如下四个方面的新技术研究：以高光谱分辨率遥感为主的高分辨率遥感信息对水稻的识别，小块种植面积的测定以及农作物长势监测技术研究；雷达遥感新技术在有云天气条件下对水稻和棉花的识别以及农业土地面积测算技术研究；新型遥感技术大数据量信息的快速处理、分析以及提取技术研究；以新型遥感信息为基础的遥感和地理信息系统的融合处理技术以及基于遥感信息提取的地理信息系统快速生成、更新技术研究