城市地下管線數據建庫與動態更新方法

劉迎存,葉海波

1.成都市龍泉驛區城鄉建設勘測隊，四川 成都 610100

2.成都市龍泉驛區（成都經開區）規劃信息技術研究院，四川 成都 610100

0 引言

地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，是城市賴以生存的“生命線”，也是實現數字城市不可缺少的重要空間基礎信息。隨著城市信息化建設步伐加快，地下綜合管線數據建庫已成為數字城市建設中基礎地理信息數據庫的重要組成部分。而建立起地下管線數據的長效動態更新、維護機制，保持數據庫的完整性、現勢性和準確性，是地下管線信息系統滿足城市規劃、建設和管理的前提條件。本文以成都市龍泉驛區地下綜合管線信息管理系統為例，主要介紹系統數據建庫與動態更新方法，以及對數據質量的控制。

1 龍泉驛區地下綜合管線信息管理系統介紹

龍泉驛區地下綜合管線信息管理系統，是龍泉驛區數字規劃暨綜合地理信息系統的子系統之一，整個系統以ArcGIS桌面產品作為基礎平臺，以ArcSDE+Oracle大型關系型數據庫管理系統為數據建庫基礎，利用地理信息系統技術和數據建庫技術等進行開發。整個系統采用C/S和B/S混合架構進行設計，地下綜合管線信息管理系統等子系統作為模塊化嵌入到數字規劃暨綜合地理信息系統中，實現系統的靈活管理與操作。系統主要包含數據建庫、入庫更新、查詢統計、空間分析、縱橫斷面繪制、三維展示、管線編輯功能、管線和節點標注、數據輸出等功能模塊，并且提供了管線數據錄入、檢查、格式轉換等數據管理工具。系統主要具有以下優點:

1）數據管理工具與信息管理系統分離，減少系統維護壓力。數據管理工具靈活、方便，依據數據標準進行定制開發，功能維護方便，具有較強的可操作性；2）系統能提供直觀的管線水平間距分析、垂直間距分析、管線連通性分析、爆管分析等分析功能，還擁有縱橫斷面圖形生成、打印等，為輔助規劃決策提供強有力的支撐；3）系統能對各類管線進行分層管理，對不同階段的管線數據進行對比分析，對管線、點能進行編輯操作，疊加外來dwg格式管線數據進行顯示等功能，還能查詢、統計管線數據等；4）系統實現了地下綜合管線的三維顯示，共用一套數據庫，數據更新后，三維顯示同步更新，同時能在三維顯示界面進行圖文互動與可視化操作等；5）建立起有效、安全的備份機制，實行自動備份與手動備份相結合的機制，有效保證系統的正常運行和安全性。

2 地下綜合管線數據建庫與動態更新技術

通過對龍泉驛區地下綜合管線數據現狀作分析，數據建庫前存在以下情況:1）地下綜合管線數據存在多樣，數據來源即有2007年地下管網普查的部分數據，又有歷年通過竣工測量積累下來的數據；數據格式既有原始紙質文檔數據，也有mdb格式數據，還擁有MicroStation V8二次開發環境下的dgn格式數據；2）數據符號庫多樣，既有依照國家相關標準的符號表達，又根據龍泉驛區實際需要制定的符號庫及管點附屬組成；3）現勢性不統一，已有數據沒有進行有效的統一管理，數據現勢性和完整性不足。

龍泉驛區地下綜合管線信息管理系統的建設有效的解決了上述問題，并通過完整的數據庫更新流程進行控制，從竣工測量按照數據標準采集的空間信息和屬性信息，到根據數據要求進行質量控制和格式轉換，再到數據入庫和符號表達顯示等，進行有效管理，為數據庫和系統長效運行提供有力的技術保障。管線數據庫更新流程如圖1所示。

圖1 管線數據庫更新流程圖

2.1 地下綜合管線數據動態更新的必要條件

地下管線動態更新的過程大致分為:1）實現過程，包括新建、改建地下管線的規劃、設計、施工、竣工測量、工程竣工資料驗收和歸檔、竣工測量入庫、更新數據的分發服務等過程；2）管理過程，包括機構建立、職責分配、流程制度、資源配備等；3）支持過程，包括環境保障、人員培訓、系統維護、數據庫維護等；

龍泉驛區地下管線動態更新的實現，滿足了以下幾個必要條件:1）搭建了統一的地理信息平臺；2）建設了地下綜合管線信息數據庫；3）提供支撐協同作業的管理信息功能應用系統；4）構建了統一的標準規范、組織體系、安全保障等體系。

2.2 地下綜合管線數據動態更新技術方法

地下管線數據動態更新一般是通過竣工測量和跟蹤修補測的方法來充實管線數據庫，部分區域采用一次性或者分階段性地下管網普查來獲取管線數據進行建庫，再通過竣工測量和修補測來維護數據庫。由于管線覆土后難以準確測定管點平面位置和高程，城市地下綜合管線數據大多采用竣工測量方式進行動態更新。

地下管線竣工測量又可以根據施測階段分為覆土前測量和覆土后測量兩個步驟，目的都是獲取地下管線的空間信息和屬性信息。管線覆土前測量是在管線鋪設完畢后覆土前進行，主要是測定地下管線特征點的平面位置和管線管頂或管底的高程，并繪制連接關系草圖，記錄管線屬性信息。管線覆土后測量是在管線覆土后，場地平整、與管線配套的建筑物（構筑物）及附屬物修建完畢后進行，主要是測定地下管線建筑物（構筑物）及其附屬物的平面坐標和高程，并繪制管線連接關系草圖，反映管線與周邊地形、地物的銜接關系。一般施測后需填寫《地下管線竣工測量調查表》，將草圖與成果資料移交內業處理，按照上述管線數據庫更新流程進行入庫更新。

地下管線數據采集常采用的技術有地下管線探測技術和地下管線測量技術。地下管線探測技術，需要使用專業管線探查和實地調查相結合進行。而由于現實環境中，地下管線材質多樣、埋設位置物理條件不一等，在探測中需要采用不同的探測方法和儀器設備，常常需要綜合進行處理，給管線探測帶來一定難度。

本文所采用的主要是地下管線測量技術，方法是采用現代測繪科技，利用城市連續運行衛星定位服務系統（簡稱CORS）建立的統一、高精度的動態空間數據基準，在龍泉驛區范圍內，選擇合適的站點布設的若干長期連續運行的GPS參考站所構成的參考站網。在施測過程中，采用高精度的GPS儀器，利用參考站不間斷將采集信息的衛星觀測數據傳輸到系統管理中心，系統管理中心對數據進行處理所得到的服務，動態獲取所測點的空間坐標。優點是:數據采集速度快，能實時測量，效率較高，精度較高。

3 地下綜合管線數據質量控制

地下管線數據采集后，在進行信息化入庫更新到數據庫前，需要對數據質量進行控制，確保入庫數據必須符合地下綜合管線信息管理系統和數據建庫標準規范的要求。而管線動態管理是對城市地下管線的變化在規定時間內完成動態跟蹤調查、修測、數據庫更新、成果發布的循環過程，具有實時性、周期性和長期性等特點，因此對入庫成果數據質量進行有效控制，是實現動態更新、管理的重要內容之一。

龍泉驛區地下綜合管線質量控制，采取以測繪生產單位的質量控制為基礎，對工程進行跟蹤監督與檢查，測繪主管部門組織管理與驗收的動態管理質量監控體系。數據成果嚴格按照數據標準和技術規定進行生產，符合相關精度指標要求和成果質量要求。而質量控制過程可以分為:1）質量策劃，確定項目質量目標和要求、施測方法和作業流程、質量控制原則和方法、檢查細則和質量控制措施等；2）過程控制，包括準備階段、野外作業、內業數據處理、檢查等過程；3）檢查驗收，分為作業單位的過程檢查、成果檢查和主管部門、工程監理組織的檢查驗收。

龍泉驛區地下綜合管線數據質量控制過程中，針對數據入庫前對內業數據處理、檢查的質量控制專門開發了相應的數據錄入系統和數據質量檢查系統。數據質量檢查系統中主要實現對錄入數據管點、管線的空間邏輯一致性檢查、拓撲檢查和屬性一致性檢查等，并可以自定義檢查規則，檢查完畢可以查看數據成圖效果和進行入庫格式轉換，具有靈活的實用性。

4 結論

地下綜合管線數據庫的動態更新與維護，能為城市規劃、建設、國土、市政等部門提供各種信息支持，為市政工程的設計、施工和維護提供了科學依據和服務支撐，是數字城市基礎空間數據庫得以完整、可靠的重要組成保障。

[1]CJJ 61-2003.城市地下管線探測技術規程[S].

[2]張春蘭.城市地下管線信息化建設數據處理方法探討[J].福建建筑，2009.

[3]潘文俊.深圳市地下管線動態管理方法初探[J].城市勘測，2008.

[4]龐廣彥.探析地下管線數據庫更新模式與方法[J].山西建筑，2011.