城市透明地下工程是在城市发展中越来越重要的一部分，它通过运用先进的技术和创新的方法，将城市的发展延伸至地下空间，实现地下资源的充分利用和管理。透明地下工程的概念意味着透明度和可视化，使得地下工程在设计、建设和管理过程中更加透明和可控。与传统的地下工程相比，透明地下工程具有明显的特点和优势。
透明地下工程强调信息的共享和互通。通过数字化管理平台和先进的信息技术，实现地下空间信息的共建共享，消除信息孤岛。这样，不同的利益相关者可以更加高效地获取和交流地下工程的信息，促进协同作业和决策的精准性。
透明地下工程注重智能化和可视化管理。利用物联网、大数据、云计算、人工智能等技术，实现对地下工程的智能监测、预警和运维管理。通过数字化管理平台，可以对地下管线、管廊等进行数字化管理，提高管理的效率和精细化水平。同时，通过可视化技术，可以将地下工程的信息以直观的方式展示，帮助决策者和操作人员更好地理解和管理地下空间。
透明地下工程注重安全和可持续发展。通过创新的技术和方法，提高地下工程的安全性和可靠性，减少事故的发生和对环境的影响。透明地下工程的应用还可以促进城市的可持续发展，通过合理利用地下空间，缓解地面压力，提高城市的空间利用效率，创造更加宜居和可持续的城市环境。
城市透明地下工程具有信息共享、智能化管理、安全可持续等特点。透明地下工程的应用将为城市的发展提供新的空间和机遇，为城市管理和决策提供更多的信息和工具，促进城市的可持续发展和提升城市居民的生活质量。
智慧化的地下空间是智慧城市的重要组成部分，能够解决城市化进程中的问题，提升公众幸福感，推动城市向高端发展。智慧化的地下空间将为公众提供多样化的服务功能，例如智慧地下停车系统可以提供在线查询预约、快速通行、停车导引、反向寻车、电子支付和自动停取车等服务，解决公众停车难的问题，方便大众出行。
在实现城市透明地下工程方面，创新技术起着关键作用。基于BIM技术、GIS技术和视频融合技术，我们可以建立地质信息的三维可视化模型，自动建模地质体，并采用多视点动态剖切技术、四维动态分析技术和地下水模拟计算技术等创新技术进行地下空间的分析和预演。同时，利用无人机、三维激光扫描仪、机器人、光纤传感器和图像处理等监测技术，可以实现对地下工程的自动化监测，通过云数据采集缩短数据收集时间，有效实现数字化监测。特别是对于大型复杂工程项目，数字化技术可以实时监控施工诱发的地面变形和围岩变形等问题，并及时准确地进行预警。在实现城市透明地下工程的过程中，结合大数据、云计算、智能识别、人工智能、VR技术、可视化管理技术等，采用数字化管理平台对地下管线、地下管廊等进行数字化管理，提高地下空间的智能韧性运维和可视化管理水平，提升运维数据管理的效率。借助5G技术带来的“物联网感知设备”和“高清低延时视频传输技术”，我们可以对地下工程危险进行空间分析和预测，有效保障地下工程的安全运维。例如，在深圳南山高新公寓项目中，利用光纤传感器和物联网技术，开展了群桩全寿命周期智能感知与预测，对桩基础的建设和运维进行全寿命周期监测。
城市透明地下工程的应用具有广泛的适用性，可以在城市地下建设领域得到广泛应用。例如，地下车库、地下商业和地下综合管廊等工程项目都可以受益于透明地下工程的应用。此外，透明地下工程的概念还可以扩展到城市地下水资源的开发和管理领域，如地下水水库和地下水井等项目。透明地下工程的应用能够提高城市空间的利用效率，推动城市空间的可持续发展。近年来，我国城市的发展速度不断加快，但由于空间有限，只能通过建设各种地下工程来充分利用城市地下资源，以扩大发展空间，加快城市经济的发展。同时，城市经济建设也离不开设计和施工技术的不断发展。我国的地下工程建设已经达到了发达国家的标准。通过不断完善施工技术、方法、管理和规范，以及未来美好前景的支持，我国城市地下工程的发展将促进经济的持续发展，迎来光明的未来，并取得更加辉煌的成就。城市透明地下工程的应用是未来科技创新规划的重要方向之一。通过数字化管理和创新技术的应用，我们能够实现对城市地下空间的高效利用和智能管理，为城市的可持续发展和碳减排提供支持，并确保地下工程的安全运维。
城市透明地下工程是在城市发展中越来越重要的一部分，它通过运用先进的技术和创新的方法，将城市的发展延伸至地下空间，实现地下资源的充分利用和管理。透明地下工程的概念意味着透明度和可视化，使得地下工程在设计、建设和管理过程中更加透明和可控。与传统的地下工程相比，透明地下工程具有明显的特点和优势。
矿山
随着城市发展向地下要空间，那么每天在地下工作和生活的人员就会越来越多，以煤矿举例，每天煤矿井下作业的工人，大约在150万人左右（来自中国安科院建设全国煤矿企业安全画像概览2022年8月15日数据）。非煤矿山以及其他地下空间的人数会更多。随着空间技术的发展，实时了解这些地下空间现场状况，提升地下空间的智能化程度显得尤为重要。相对于地上建筑物的周边是大气，大气的可视性、预测性都比较好，地下空间周边的地质情况更加复杂，以矿山为例，地下空间关注的内容包括瓦斯、通风、地压、水害、顶板压力等。由于地下空间环境特点，导致信息传输环境更复杂，相对地上空间的运营商网络覆盖情况，动辄离地几十米、上千米的地下空间信息，信息传输对于地下空间智能化也显得尤为重要和复杂，地下空间通常具有比较复杂的空间关系，例如一个矿井几百公里的巷道，巷道的连通性可以正确表示；巷道中的各种设备需要准确定位；各种灾害需要动态模拟；这些要求都为智能化系统建设提出了更高的要求。随着业务的开展，例如隧道施工现场、矿山开采等场景中，都会发生巷道延伸，工作面变更情况出现，具体包括地下空间的变化，也就是地下作业的空间随时更加；另外还有作业设备的变化，包括作业设备、监测设备、人员情况等，上述变化都对智能化提出了更高的要求
随着城市发展向地下空间借位，地下工作和生活的人口将越来越多。以煤矿为例，每天在煤矿井下工作的人数约为150万人左右。非煤矿山和其他地下空间的人口数量更是更加庞大。随着空间技术的发展，实时了解地下空间的现场状况，提升地下空间的智能化程度变得尤为重要。
《城市地下空间全要素地质信息平台建设指南》在2023年3月1日正式实施，该标准对于城市透明地下工程的设计、建设、应用和运行维护具有重要的指导意义。该指南是国家重点研发计划“城市地下空间精细探测与安全利用技术”项目的重要研究成果，旨在通过深入的技术创新和研究开发，推动城市地下空间的科学利用。该指南将引导平台建设单位在城市地下全要素地质信息平台的建设过程中，进行全要素地质信息的集成建库、三维地质建模、全资源评价和平台系统功能开发等工作。这将有助于提高系统设计、技术选型、质量检查和验收组织等方面的便捷性和高效性，为拓展城市深地资源空间提供必要的技术支持。基于《指南》所开展的城市地下全空间三维评价，将为科学合理的城市地下空间开发利用提供决策辅助和信息支持，具有重要的应用价值。通过该评价系统，可以为城市地下空间的规划和开发提供全面的数据支持，帮助决策者做出科学的决策，确保地下工程的可持续发展。
城市透明地下工程（Urban transparent underground engineering）是一种基于数字技术和信息技术的城市管理模式，旨在通过数字化和可视化手段，实现城市地下空间的全面、准确、动态监测和管理。其核心是通过数字化手段对城市地下空间进行建模，包括地下管网、地下建筑、地下通道等，实现对城市地下空间的可视化展示、运营管理和决策支持。
城市透明地下工程是城市管理数字化转型的重要组成部分，可以提高城市地下空间的利用效率，优化城市管理，提升城市的安全性、便利性和可持续发展能力。城市地下工程的安全开发利用难。城市地下工程的安全开发利用需要城市地质结构、岩土体特性、地下水类型及分布和地质灾害等方面的信息[10,11]。我国城市地下工程建设面临的复杂地质问题包括复杂周边环境下近接施工的扰动控制、城市深部地下工程勘察精度不足以指导工程设计和施工、地下水的控制与保护[12]、软土地区的地基处理和长期沉降控制[13]、活动断层及地裂缝[14]、复杂多元地质结构、卵砾石的开挖稳定性[15]、上软下硬地层的开挖与扰动控制[16]等。目前我国地下工程装备智能化水平整体不高,智能化过程缺乏核心技术自主创新能力,存在感知难和感知被动、地下测量不准和无法纠偏导致的测控难、缺乏决策系统导致的效率低等问题。为此,亟待研发面向极端施工条件的智能传感器检测技术、适应复杂施工环境的智能执行机构、智能集群掘进技术以及地下工程装备智能运维技术。
地下管网监测与运营管理：城市透明地下工程可以通过数字化技术，实现对城市地下管网的实时监测和运营管理，包括管道漏水检测、管网流量分析、管网维护等。通过实时监测和分析，可以快速发现管网故障，并及时采取措施进行修复，避免不必要的经济和环境损失。
地下建筑信息管理：城市透明地下工程可以对城市地下建筑进行数字化建模和管理，实现对地下建筑信息的全面管理和查询。通过数字化建模，可以实现对地下建筑的空间布局、设备位置、管道走向等信息的全面记录和查询，方便城市管理人员进行决策和规划。
地下交通管理：城市透明地下工程可以实现对城市地下交通设施的监测和管理，包括地下车库、地下通道、地铁等。通过数字化技术，可以实现对地下交通设施的运营管理和安全监测，保障城市交通的便利和安全。
地下空间规划与开发：城市透明地下工程可以通过数字化建模和可视化技术，实现对城市地下空间的规划和开发。通过数字化建模和可视化技术，可以方便城市规划人员开展相关工作。