随着城市化进程加快，城市人口的密集度越来越大，城市空间资源利用呈现向三层空间发展的总体趋势，城市空间基础设施的信息化也将成必然趋势。如何更好地利用、管理城市地下空间？
　　当前国内外学术界和市政管理机构也在探讨，例如有行业专家以“武汉城市地下交通发展趋势”为基础提出改变当前交通结构和交通方式，大力发展地下交通设施；依据“物联网和BIM技术在地下综合管廊建设运维中的应用研究”，提出从设计、施工、维护3个阶段全面利用物联网和BIM工具；有专家在《北斗+物联网技术在地下管线管理中的应用》一文中提出，利用北斗卫星系统定位+物联网技术开展地下燃气管线的安全监管。从以上案例中不难看出当前行业内对于地下空间的利用大多局限于具体的行业，如交通、燃气、供水、综合管廊建设等，但对于城市空间如何整体规划当前还没有具体成果。

　　城市空间三层发展的总体趋势
　　由于城市道路拥堵、马路拉链、雾霾、城市内涝等问题，人们对改善城市环境的呼声越来越高。但目前城市问题的根源在于城市发展模式、基础设施等一定程度上违背了人与自然和谐发展的规律。城市空间发展趋势是向三层空间拓展的，包括地下空间、地面空间和城市上空空间。
　　未来城市发展的趋势是基础设施尽量向地下空间发展，包括交通、电力、通信、燃气、自来水、蓄水排水等；城市建筑、花园植被、市民活动空间、渗透型道路，建筑活动工业化、城市工厂搬迁至郊区（未来工厂将大规模采用机器人作业）可优化地面自然空间；城市风道、无人机交通航线、无人飞行车交通航线将优化城市上层空间。
　　三层空间城市基础设施比重应在5:4:1，而当前该比重为3:7:0。但随着综合管廊技术、海绵城市技术、无人驾驶技术的发展，城市地下交通的比重会越来越高，城市的地下基础设施占比也将越来越大。

　　开发智慧城市地下空间与基础设施刻不容缓
　　我国大部分老城区已经暴露出交通拥堵、城市基础设施支撑能力下降、人居环境恶化等城市通病，地下空间的开发能够有效缓解老城的现实问题；随着城市化进程的加快，未来5~10年，城市将负担70%的人口，城市地面空间开发余量已非常有限，60%以上城市的老城区在超负荷运转，大大降低了城市居民的舒适度。未来，地下空间规划体系与管理机制将逐步走向完善。
　　与此同时，当前电力、通信、燃气、给排水等城市地下管线管理方分属不同政府部门或企业，形成了信息孤岛，使得地下空间越来越拥挤，地下管线被挖断、施工受阻挠等问题时有发生。据估算，我国城市每年因施工造成的地下管线事故直接经济损失约50亿元，间接经济损失约400亿元。亟需通过实行统一的规划、设计、建设和管理，彻底改变管道自建、各自管理的零乱局面。而统一规划的前提是建立地下空间的管网信息模型，通过数字化模型实时展示各类管线的功能、位置、深度、间距等。
　　在当前大交通理念下，城市地下交通与城际高铁、地铁形成了大交通趋势，城市以地下隧道方式建设了越来越多的快速路，快速路是未来城市全面走入地下的雏形。同时城市地铁在规划时也需要在城市楼宇地下层、车库之间进行接驳和参照，避免地铁震动扰民和对建筑地基的损害，这需要建立城市地平面以下的空间模型，没有这个空间模型就无法进行统筹规划。
　　内涝也是我国的城市的一大棘手问题。每年夏季我国一线城市都会发生内涝，且随着人口密度增长和城市扩展，内涝问题愈加严重。而以英国、德国、日本等发达国家的发展经历来看，建设地下宫殿式的蓄水、排水系统是必然趋势。面向海绵城市的地下给水、排水系统的规划和设计需要有完整的城市地下空间模型。因此城市公共管线设施、地下交通设施、海绵城市设施均需要统一的城市地下空间模型才能进行统一规划、协同设计、同步实施。

　　如何开发智慧城市地下空间与基础设施
　　基于以上现状，城市地下公共设施信息模型（Information model of urban underground public facilities，本文简称UIM）应运而生，UIM是以物联网技术为基础，面向城市地下空间资源规划的发展趋势，充分管理好、利用好城市地下空间，为市民的生活腾挪出更多的自然环境空间，顺应自然规律，减少城市交通污染以及水泥地面对地表自然环境的侵害。
　　当前行业内已经有建筑信息模型（Building Information Modeling ，BIM）、ArcGIS+Engine地理信息系统、OpenGL（Open Graphics Library)等开发环境，在此基础上，与数字孪生城市相结合，完成整个城市的物理环境与数字环境的映射、同步。在一个统一的平台上展现城市地下基础设施、地质条件等。