基于GIS地下管線知識規(guī)則研究

狄福臣

摘 要：地下管線知識規(guī)則是地理信息系統(tǒng)對管線空間對象存儲和地下管線探測成果數(shù)據(jù)檢查的基礎(chǔ)，該文通過對地下管線對象的抽象描述，建立了各地下管線對象間的空間規(guī)則知識規(guī)則和屬性規(guī)則。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)（GIS） 地下管線對象知識規(guī)則 空間關(guān)系

中圖分類號：TE973 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-000-02

隨著城市信息化、地下空間的規(guī)劃與開發(fā)利用的進行，我國大部分城市都建立了管線地理信息系統(tǒng)，而為了更好的解決管線對象空間信息的存儲和地下管線探測數(shù)據(jù)成果的檢查，該文將對地下管線的知識規(guī)則進行深入的研究。

1 地下管線對象描述

城市地下管線種類眾多、錯綜復(fù)雜，但一般可以把管線對象抽象成管線點對象、管線段對象、建（構(gòu)）筑物對象等[1]。

（1）管線點對象。地下管線的點對象包括各管線的特征點和附屬物。它是點要素，在空間中有確定位置，但是沒有長度和面積的目標。管線的特征點主要為管徑變化的點、進出房點、管線交叉點等。附屬物即管線上的附屬設(shè)施，主要為各種窨井、各種裝置等。各類管線點實體對象如下表1所示。

（2）管線段對象。管線段是管線點與管線點之間連接的管線，它反映的是離散的管線點之間的連通關(guān)系。在地理要素集中管線段以線要素來表示。

（3）建（構(gòu)）筑物對象。建（構(gòu)）筑物種類繁多，包括民用建筑、工業(yè)廠房外，還包括電纜、上水和下水管道、道路、圍墻、土地以及各種工業(yè)設(shè)備等。該文所涉及的建構(gòu)筑物只是管線的建構(gòu)筑物。建構(gòu)筑物為面狀實體。在管線探測中，一般都要求建構(gòu)筑物必須要測量。各種管線的建構(gòu)筑物如表2。

2 管線對象的空間知識規(guī)則分析

空間關(guān)系是指各實體對象間的空間關(guān)系，要對空間關(guān)系給出一個明確而又嚴格的定義是非常困難的，目前還沒有一個統(tǒng)一的認識，但是目前為止，空間關(guān)系通常被分為三類基本關(guān)系：度量關(guān)系、順序關(guān)系和拓撲關(guān)系[2-5]。

地下管線對象的空間實體要素被抽象為點、線和面，而實際這些要素是帶有語義信息的，各實體間都蘊含著空間知識規(guī)則。例如：在地下管線的鋪設(shè)工程中，兩跟平行布置的保溫管道的凈距必須要大于150 mm，這種就屬于兩條管線的度量關(guān)系；對于管線的鋪設(shè)順序也有相應(yīng)的規(guī)定。而在對象管線空間關(guān)系中拓撲關(guān)系體現(xiàn)的最為明顯，下面將重點闡述管線對象間的空間關(guān)系。

2.1 點要素的拓撲關(guān)系

（1）管線對象中點對象與點對象的拓撲規(guī)則。一種管線的特征點或附屬物的點對象不能和另一種特征點或附屬物的點對象重合，例如在同一位置上不可能附屬物既是檢查井又是雨落口。（2）管線對象中點對象與線對象之間的拓撲規(guī)則。點對象必須要被線對象的端點所覆蓋，但個別的孤立點除外。例如：特征點三通必須在管線段的端點上，當(dāng)然也有個別特殊的點不符合除外，如孤立的窨井，就不和任何管線段相連接。（3）管線對象中點對象與面對象之間的拓撲規(guī)則。一類管線點對象必須在面對象中。例如：在表示排水泵站和它的建構(gòu)筑物范圍線時，排水泵站的排水設(shè)備是點對象而建構(gòu)筑物范圍線是面對象，排水泵站必須要在它的建構(gòu)筑物范圍之內(nèi)。

2.2 線要素的拓撲關(guān)系

（1）管線對象中線對象與線對象之間的拓撲規(guī)則。兩條管線段對象不能重疊也不能相交。例如，在同一位置上，雨水管線和污水管線不可能是重疊在一起的；兩條管線段也不能空間相交，如果相交了就會發(fā)生管線碰撞。（2）管線對象中線對象與面對象之間的拓撲規(guī)則。管線對象中的線對象端點必須被面對象的邊界所覆蓋。例如，排水管線的管線段的一個端點必須在排水泵站的建構(gòu)筑物范圍線的邊界上。

2.3 面要素的拓撲關(guān)系

管線對象的面對象一般就只有建構(gòu)筑物范圍線、大的井室邊界線。無論是建構(gòu)筑范圍線還是大井室范圍線都不能有重疊的部分。

（4）調(diào)查表的數(shù)據(jù)規(guī)則分析。地下管線成果庫中包含多個表，每各表都有規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。調(diào)查表的數(shù)據(jù)規(guī)則主要檢查數(shù)據(jù)成果庫中的各表結(jié)構(gòu)是否符合規(guī)定，包括字段名稱及字段數(shù)量是否符合規(guī)定、字段類型是否正確、寬度是否符合要求等。

參考文獻

[1] KGX-2009.昆明市城市管線探測技術(shù)規(guī)程2009（試行）[S].

[2] 劉增寶.GIS的空間關(guān)系表達及計算研究綜述[J].電腦知識與技術(shù)，2009（5）：462-465.

[3] 瑪依拉.基于規(guī)則的空間拓撲關(guān)系檢查[D].西安：長安大學(xué)，2009.

[4] 廖楚江，杜清運.GIS空間關(guān)系描述模型研究綜述[J].測繪科學(xué)，2004，29（4）：79-82.

[5] 陽光，周廣華.城市綜合地下管線普查全過程監(jiān)理技術(shù)方法[J].測繪工程，2008，17（6）：50-52.