地下管網一體化作業方法探討

韓曉玲，彭友志，白立波

（1. 新疆生產建設兵團勘測規劃設計研究院，新疆 烏魯木齊 830002；2.中國地震局 地震研究所，湖北 武漢 430072）

地下管網一體化作業方法探討

韓曉玲1，彭友志2，白立波1

（1. 新疆生產建設兵團勘測規劃設計研究院，新疆 烏魯木齊 830002；2.中國地震局 地震研究所，湖北 武漢 430072）

為減少管網數據采集工作量，提高工作效率，降低出錯率，在充分利用PDA與CAD軟件二次開發功能的基礎上，探討了一種有效的內外一體化作業方法。闡述關鍵技術及作業流程，設計了一套用于一體化作業的軟件，可實現屬性數據與空間數據的自動匹配、自動成圖與自動入庫。

地下管網；二次開發；PDA；CAD；自動成圖

為提高數字化地下管網普查的工作效率，減少數據出錯機率，實現外業普查信息快速、高效、直觀的自動化采集處理，本文以PDA和CAD軟件平臺為基礎，開發出了一套地下管網信息作業系統，能夠實現數據的自動匹配成圖和入庫一體化處理。

1 系統關鍵技術及一體化作業流程

1.1 數據結構

地下管網一般都由管網點、管網段及其附屬設施構成[1,2]。根據地下管網的圖形屬性，將管網數據庫分為點庫與線庫兩類，盡可能地減少數據存貯空間的冗余度。即管網都由管網段組成，每個線段由兩個直接相連的管網點組成。該結構簡單，數據連接關系由起點和終點控制，便于內業處理。在管線探測時，為更好地進行探測追蹤，避免具有上下連接關系，管徑、用途、權屬單位等屬性一致的“管線段”的重復記錄，本文根據結構簡單、低冗余度、易于管理的原則設計了管網數據結構，見表1。

表1 管網數據結構

1.2 顯示設計

為了將已有的多種數據信息轉換成采集系統能直接利用的數據[3]，本文將已有數據（如地形圖、設計圖等）轉換成系統能夠識別的圖片格式，自動生成配置文件。考慮到PDA運算速度低、內存較小、顯示屏分辨率不大的局限，采用分塊分級顯示需要的圖像塊部分，從而加快顯示速度和提高系統利用效率[4]。坐標轉換關系下：

1.3 數據存儲技術

本系統在設計的管網數據結構基礎上，為有效利用和管理管網信息，增強可操作性，利用開源的數據庫SQLite進行管網數據的數據存儲和管理。利用通用的SQL語言進行文件創建、修改、查詢等操作。

1.4 一體化作業流程

本文結合施測方法，建立了一套一體化的作業方法。即空間位置信息可在外業采集系統上利用處理過的已有資料進行交互式的實時點擊獲取，也可以使用全站儀等進行采集。將采集的管網信息按管網種類分別存儲，使用統一的文件接口自動導入內業CAD處理系統中，避免了人工記錄的錯誤。作業流程如圖1所示。

2 外業PDA數據采集平臺

管網普查除查明地下管網的空間位置外，還需要對其埋深、高程、走向、性質、規格、材質、埋設時間和權屬單位等屬性信息進行普查。根據不同管線采集屬性的不同，分別建立各自的屬性錄入界面。

1）可選坐標數據錄入。此方法用于已有地形圖資料情況下的數據采集，優點是采集現場查看相對位置直觀，容易發現錯誤。系統運行界面如圖2所示，可使用按鈕（1︰1）預覽整圖大小。鼠標框選感興趣的區域，系統將框選區域中心自動縮放至屏幕中心。在錄入屬性數據時，可以選擇是否加入校正的圖面空間坐標數據。該模式要求用戶鼠標拾取空間數據后才能夠繼續錄入屬性數據，能直觀顯示管線點的相對位置。

圖1 一體化作業流程圖

圖2 系統運行界面圖

2）無坐標數據錄入。如圖3，管網信息的記錄，可以在缺少已知信息或錄入屬性數據時不關注其空間坐標數據的情況下，通過事后測量的正確坐標進行匹配更新。在屬性數據錄入過程中，為方便編輯、加快錄入且保證正確，管線點號能自動增加，避免重復；部分屬性如權屬單位、材質等一致的屬性數據能夠自動關聯至對應管線點。連接點號可以輔助內業自動成圖。

進入數據錄入可編輯界面圖3（右）后，可以對已經錄入的數據進行編輯、修改、刪除；相同屬性的自動關聯能省去重復輸入，提高記錄速度。在圖3右面的界面中，此時若要輸入DH管線點，勾選有相同屬性的管線點DH4356，該點的屬性將出現在錄入界面上，完善其他的屬性信息即完成錄入。

圖3 錄入與編輯界面

3 內業CAD數據處理平臺

采用Arx技術基于CAD開發的管線成圖平臺主要分為自動成圖、屬性輸入、管線編輯、成果輸出等[5,6]，可實現屬性查詢、屬性標注，同時具有測量點展點、查詢、管線點屬性輸入、點位屬性修改、數據庫查詢、屬性添加、比例尺修改、數據庫合并、通用數據格式輸出等功能。

3.1 數據匹配

管網數據包括空間數據和屬性數據，需要匹配對應。PDA文件即外業探測時錄入的管線點屬性文件，坐標文件即外業測量的管線點坐標文件。如果實際坐標數據沒有采集回來，可僅對PDA數據進行屬性檢查，經過數據編輯后若存在遺漏或不合理的點，在進行外業測量時重新核對改正，生成的Excel編輯成果表如圖4所示。

圖4 數據匹配成果表

3.2 數據編輯

對匹配生成的Excel成果表自動入庫前，需進行數據檢查，保證屬性數據的正確和完整。圖5即經過屬性檢查后的結果文件，根據相應的錯誤提示進行編輯、修改、補充。

圖5 屬性及坐標檢查、編輯界面

3.3 自動成圖

利用檢查無誤的Excel成果表，系統將自動進行管線點的繪制及管線屬性的自動入庫等。在采集屬性數據過程中填寫連接點號的管線點將實現自動連接，也可根據草圖手動連接、編繪。圖6 即自動成圖效果。

圖6 自動成圖

3.4 后處理等相關

利用相應的功能模塊，可以自動進行各項錯誤檢查處理、管線圖的自動標注與提取、屬性庫編輯、成果輸出，還可以輸出目前應用廣泛的ArcGIS格式數據。本文針對地下管網普查的作業需要，開發的管網信息一體化作業軟件，在實際生產中取得了令人滿意的效果，提高工作效率近2倍，開拓了地下管網外業數字化普查的新視角。

[1] 徐家峰．淺析影響地下管線探測精度的原因[J]．北京測繪，2010(4):74-76

[2] CJJ61-2003．城市地下管線探測技術規程[S]．

[3] 李魯群,李成名,林宗堅．一種適合掌上電腦GIS矢量的柵格存儲數據結構研究[J]．計算機應用研究,2002(7):118-120

[4] 施一民．現代大地控制測量[M]．北京:測繪出版社,1999

[5] 李黎,李劍．基于管理的地下管網數據探討[J]．地理空間信息,2004,2(4):40-42

[6] 傅曦,齊宇．嵌入式系統Windows CE開發技巧與實例[M]．北京:化學工業出版社,2004

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P208

B

1672-4623（2014）05-0147-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2014.05.054

韓曉玲，研究方向為航空攝影測量。

2012-12-19。