城市地下管線數(shù)據(jù)建庫與動態(tài)更新方法

劉迎存,葉海波

1.成都市龍泉驛區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)勘測隊(duì)，四川 成都 610100

2.成都市龍泉驛區(qū)（成都經(jīng)開區(qū)）規(guī)劃信息技術(shù)研究院，四川 成都 610100

0 引言

地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城市賴以生存的“生命線”，也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市不可缺少的重要空間基礎(chǔ)信息。隨著城市信息化建設(shè)步伐加快，地下綜合管線數(shù)據(jù)建庫已成為數(shù)字城市建設(shè)中基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。而建立起地下管線數(shù)據(jù)的長效動態(tài)更新、維護(hù)機(jī)制，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的完整性、現(xiàn)勢性和準(zhǔn)確性，是地下管線信息系統(tǒng)滿足城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的前提條件。本文以成都市龍泉驛區(qū)地下綜合管線信息管理系統(tǒng)為例，主要介紹系統(tǒng)數(shù)據(jù)建庫與動態(tài)更新方法，以及對數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制。

1 龍泉驛區(qū)地下綜合管線信息管理系統(tǒng)介紹

龍泉驛區(qū)地下綜合管線信息管理系統(tǒng)，是龍泉驛區(qū)數(shù)字規(guī)劃暨綜合地理信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)之一，整個系統(tǒng)以ArcGIS桌面產(chǎn)品作為基礎(chǔ)平臺，以ArcSDE+Oracle大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為數(shù)據(jù)建庫基礎(chǔ)，利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)和數(shù)據(jù)建庫技術(shù)等進(jìn)行開發(fā)。整個系統(tǒng)采用C/S和B/S混合架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，地下綜合管線信息管理系統(tǒng)等子系統(tǒng)作為模塊化嵌入到數(shù)字規(guī)劃暨綜合地理信息系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靈活管理與操作。系統(tǒng)主要包含數(shù)據(jù)建庫、入庫更新、查詢統(tǒng)計(jì)、空間分析、縱橫斷面繪制、三維展示、管線編輯功能、管線和節(jié)點(diǎn)標(biāo)注、數(shù)據(jù)輸出等功能模塊，并且提供了管線數(shù)據(jù)錄入、檢查、格式轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)管理工具。系統(tǒng)主要具有以下優(yōu)點(diǎn):

1）數(shù)據(jù)管理工具與信息管理系統(tǒng)分離，減少系統(tǒng)維護(hù)壓力。數(shù)據(jù)管理工具靈活、方便，依據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定制開發(fā)，功能維護(hù)方便，具有較強(qiáng)的可操作性；2）系統(tǒng)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(guī)劃決策提供強(qiáng)有力的支撐；3）系統(tǒng)能對各類管線進(jìn)行分層管理，對不同階段的管線數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，對管線、點(diǎn)能進(jìn)行編輯操作，疊加外來dwg格式管線數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示等功能，還能查詢、統(tǒng)計(jì)管線數(shù)據(jù)等；4）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了地下綜合管線的三維顯示，共用一套數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)更新后，三維顯示同步更新，同時能在三維顯示界面進(jìn)行圖文互動與可視化操作等；5）建立起有效、安全的備份機(jī)制，實(shí)行自動備份與手動備份相結(jié)合的機(jī)制，有效保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行和安全性。

2 地下綜合管線數(shù)據(jù)建庫與動態(tài)更新技術(shù)

通過對龍泉驛區(qū)地下綜合管線數(shù)據(jù)現(xiàn)狀作分析，數(shù)據(jù)建庫前存在以下情況:1）地下綜合管線數(shù)據(jù)存在多樣，數(shù)據(jù)來源即有2007年地下管網(wǎng)普查的部分?jǐn)?shù)據(jù)，又有歷年通過竣工測量積累下來的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)格式既有原始紙質(zhì)文檔數(shù)據(jù)，也有mdb格式數(shù)據(jù)，還擁有MicroStation V8二次開發(fā)環(huán)境下的dgn格式數(shù)據(jù)；2）數(shù)據(jù)符號庫多樣，既有依照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的符號表達(dá)，又根據(jù)龍泉驛區(qū)實(shí)際需要制定的符號庫及管點(diǎn)附屬組成；3）現(xiàn)勢性不統(tǒng)一，已有數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行有效的統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性和完整性不足。

龍泉驛區(qū)地下綜合管線信息管理系統(tǒng)的建設(shè)有效的解決了上述問題，并通過完整的數(shù)據(jù)庫更新流程進(jìn)行控制，從竣工測量按照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)采集的空間信息和屬性信息，到根據(jù)數(shù)據(jù)要求進(jìn)行質(zhì)量控制和格式轉(zhuǎn)換，再到數(shù)據(jù)入庫和符號表達(dá)顯示等，進(jìn)行有效管理，為數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)長效運(yùn)行提供有力的技術(shù)保障。管線數(shù)據(jù)庫更新流程如圖1所示。

圖1 管線數(shù)據(jù)庫更新流程圖

2.1 地下綜合管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新的必要條件

地下管線動態(tài)更新的過程大致分為:1）實(shí)現(xiàn)過程，包括新建、改建地下管線的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、竣工測量、工程竣工資料驗(yàn)收和歸檔、竣工測量入庫、更新數(shù)據(jù)的分發(fā)服務(wù)等過程；2）管理過程，包括機(jī)構(gòu)建立、職責(zé)分配、流程制度、資源配備等；3）支持過程，包括環(huán)境保障、人員培訓(xùn)、系統(tǒng)維護(hù)、數(shù)據(jù)庫維護(hù)等；

龍泉驛區(qū)地下管線動態(tài)更新的實(shí)現(xiàn)，滿足了以下幾個必要條件:1）搭建了統(tǒng)一的地理信息平臺；2）建設(shè)了地下綜合管線信息數(shù)據(jù)庫；3）提供支撐協(xié)同作業(yè)的管理信息功能應(yīng)用系統(tǒng)；4）構(gòu)建了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、組織體系、安全保障等體系。

2.2 地下綜合管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新技術(shù)方法

地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新一般是通過竣工測量和跟蹤修補(bǔ)測的方法來充實(shí)管線數(shù)據(jù)庫，部分區(qū)域采用一次性或者分階段性地下管網(wǎng)普查來獲取管線數(shù)據(jù)進(jìn)行建庫，再通過竣工測量和修補(bǔ)測來維護(hù)數(shù)據(jù)庫。由于管線覆土后難以準(zhǔn)確測定管點(diǎn)平面位置和高程，城市地下綜合管線數(shù)據(jù)大多采用竣工測量方式進(jìn)行動態(tài)更新。

地下管線竣工測量又可以根據(jù)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(shè)完畢后覆土前進(jìn)行，主要是測定地下管線特征點(diǎn)的平面位置和管線管頂或管底的高程，并繪制連接關(guān)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(gòu)筑物）及附屬物修建完畢后進(jìn)行，主要是測定地下管線建筑物（構(gòu)筑物）及其附屬物的平面坐標(biāo)和高程，并繪制管線連接關(guān)系草圖，反映管線與周邊地形、地物的銜接關(guān)系。一般施測后需填寫《地下管線竣工測量調(diào)查表》，將草圖與成果資料移交內(nèi)業(yè)處理，按照上述管線數(shù)據(jù)庫更新流程進(jìn)行入庫更新。

地下管線數(shù)據(jù)采集常采用的技術(shù)有地下管線探測技術(shù)和地下管線測量技術(shù)。地下管線探測技術(shù)，需要使用專業(yè)管線探查和實(shí)地調(diào)查相結(jié)合進(jìn)行。而由于現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，地下管線材質(zhì)多樣、埋設(shè)位置物理?xiàng)l件不一等，在探測中需要采用不同的探測方法和儀器設(shè)備，常常需要綜合進(jìn)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(shù)，方法是采用現(xiàn)代測繪科技，利用城市連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（簡稱CORS）建立的統(tǒng)一、高精度的動態(tài)空間數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，在龍泉驛區(qū)范圍內(nèi)，選擇合適的站點(diǎn)布設(shè)的若干長期連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站所構(gòu)成的參考站網(wǎng)。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(wèi)星觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)管理中心，系統(tǒng)管理中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理所得到的服務(wù)，動態(tài)獲取所測點(diǎn)的空間坐標(biāo)。優(yōu)點(diǎn)是:數(shù)據(jù)采集速度快，能實(shí)時測量，效率較高，精度較高。

3 地下綜合管線數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

地下管線數(shù)據(jù)采集后，在進(jìn)行信息化入庫更新到數(shù)據(jù)庫前，需要對數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行控制，確保入庫數(shù)據(jù)必須符合地下綜合管線信息管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)建庫標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。而管線動態(tài)管理是對城市地下管線的變化在規(guī)定時間內(nèi)完成動態(tài)跟蹤調(diào)查、修測、數(shù)據(jù)庫更新、成果發(fā)布的循環(huán)過程，具有實(shí)時性、周期性和長期性等特點(diǎn)，因此對入庫成果數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行有效控制，是實(shí)現(xiàn)動態(tài)更新、管理的重要內(nèi)容之一。

龍泉驛區(qū)地下綜合管線質(zhì)量控制，采取以測繪生產(chǎn)單位的質(zhì)量控制為基礎(chǔ)，對工程進(jìn)行跟蹤監(jiān)督與檢查，測繪主管部門組織管理與驗(yàn)收的動態(tài)管理質(zhì)量監(jiān)控體系。數(shù)據(jù)成果嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)定進(jìn)行生產(chǎn)，符合相關(guān)精度指標(biāo)要求和成果質(zhì)量要求。而質(zhì)量控制過程可以分為:1）質(zhì)量策劃，確定項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)和要求、施測方法和作業(yè)流程、質(zhì)量控制原則和方法、檢查細(xì)則和質(zhì)量控制措施等；2）過程控制，包括準(zhǔn)備階段、野外作業(yè)、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、檢查等過程；3）檢查驗(yàn)收，分為作業(yè)單位的過程檢查、成果檢查和主管部門、工程監(jiān)理組織的檢查驗(yàn)收。

龍泉驛區(qū)地下綜合管線數(shù)據(jù)質(zhì)量控制過程中，針對數(shù)據(jù)入庫前對內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、檢查的質(zhì)量控制專門開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)和數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查系統(tǒng)。數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查系統(tǒng)中主要實(shí)現(xiàn)對錄入數(shù)據(jù)管點(diǎn)、管線的空間邏輯一致性檢查、拓?fù)錂z查和屬性一致性檢查等，并可以自定義檢查規(guī)則，檢查完畢可以查看數(shù)據(jù)成圖效果和進(jìn)行入庫格式轉(zhuǎn)換，具有靈活的實(shí)用性。

4 結(jié)論

地下綜合管線數(shù)據(jù)庫的動態(tài)更新與維護(hù)，能為城市規(guī)劃、建設(shè)、國土、市政等部門提供各種信息支持，為市政工程的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)和服務(wù)支撐，是數(shù)字城市基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫得以完整、可靠的重要組成保障。

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