MAPGIS在城鎮地下綜合管線信息系統建庫中的應用

付和　王洪林　賈運生

【摘要】城市地下管線管理信息系統依賴于城市的建設發展，數字城市是城市信息化戰略中的重要組成部分，也是信息化戰略得以順利實現的重要保障。所以需要加大力度進行城市信息化的進程，進行城市基礎數據的采集收集，在數據采集、自動化入庫、動態更新數據庫一整套有效措施和手段的基礎上，研究和建立集空間異質、結構復雜、三維標度和海量數據的綜合管線信息系統，不但對于城市地下管線的科學化管理，保證城市的可持續發展有著現實和深遠的意義，本文介紹了燕郊城鎮地下綜合管線信息管理系統的構建，采用MAPGIS作為平臺，使得地下管線管理信息系統實現了地下管線信息數據的共享和集成，易于數據管理和調用，為以后的中小城市綜合管線管理實踐提供一個典例，使管線修測工作向更快、更好的方向發展。

【關鍵詞】 地下管線；探測；數據采集

【Abstract】This article introduced a technology of Underground Pipeline work，the organize of relief map and Underground Pipeline map，the Establishment of Management Information System in Yanjiao city. Exemple of Underground Pipeline work in fact，making Underground Pipeline work even more rapidness、even better direction in the middle small city.

【Key words】Underground Pipeline； Surveying； Data Collection

1. 概述

（1）燕郊經濟技術開發區地處三河市域最西部，隔潮白河與北京通州區相望，距天安門30公里；東距唐山144.3公里，距秦皇島260公里；北至首都機場30公里；南距天津121公里；京秦電氣化鐵路和102國道穿區而過，總規劃面積30平方公里。

（2）由于歷史和現實的各種原因，燕郊地下管網建設及其管理滯后于其發展，沒有建立起完備的管線資料。原有地下管網鋪設時間長，構成復雜，過去只憑人記憶，口頭傳述有失準確。即使有一些檔案記載，也因管理不科學和管理人員變更而流失致使資料殘缺不全。新建建筑物時，有關部門也沒有對地下管線足夠重視，忽視了地下管線的系統管理。此外，地下管線的設計、施工、測繪等部門協調管理不夠，造成地下管線資料不現狀，設計部門已廢除的舊管道沒有及時通知測繪部門更改圖紙；施工部門只進行管線施工，不進行管線竣工測量，測繪部門不能及時了解管線施工狀況并及時進行管線竣工測量和展繪管線圖，使管線資料失去現勢性和利用價值，給地區發展帶來了很多不利因素。隨著燕郊經濟技術開發區現代化建設的迅速發展，城市中心范圍的不斷擴大，對地上和地下空間合理的開發利用建立科學、完整、功能強大、分析查詢迅速的地下管線信息管理系統已是勢在必行。

（3）本次開發區管線調查總面積約51平方公里，東至東外環路，西至潮白河東岸，南至冶金路，北至北外環路。包括生活區與工業園區在內的所有符合此次管線探測取舍標準的所有管線.探測作業從2005年9月至2006年1月底全面完成了各項任務，達到了預期的工作目的。地下管線探測共探測管線點24569個，調查管線總長度667.744公里，繪制1：1000綜合地下管線圖157幅。地上管線測量點數為982個，測量管線總長度232公里，繪制1：1000綜合地上管線圖178幅。資料齊全、詳盡，能夠滿足建庫要求。

2. 平臺選擇

通過考察GIS 平臺分析，我們認為MAPGIS 比較適合燕郊的實際情況，MAPGIS是武漢中地信息工程公司開發的GIS平臺軟件，也是國產GIS基礎軟件中產品化程度較高，應用較廣的系統。相對于國內外其它產品，MAPGIS作為GIS開發平臺，對于管網信息系統的開發具有獨特優勢。理由如下：

2.1 性能價格比較好：ARC/INFO 工作站版非常成熟、穩定，且微機版也繼承了其優點，但投資較大，GENAMAP 雖有比較有經驗的應用開發商，但價格也較高。MAPGIS 在三個平臺中，性能和ARC/INFO 的工作站版本相當，且其價格最低，具有最佳的性能價格比。

2.2 MAPGIS 由于是國產平臺，其應用開發商亦為生產平臺的開發商，技術支持能力是顯而易見的。由于開發商為國家重點大學的校辦高新企業，能夠摒棄純學術性科研的弊端，其開發人員素質較高，隊伍穩定，更重要的是，1997 年已在該平臺上開發了地籍管理系統，可以用數據現場測試并很快投入使用。MAPGIS 以后有可能成為首選的推廣平臺，其技術支持也將是最好的。

2.3 符合燕郊的實際情況：經過一年多的調查了解，我們認為選用國外平臺開發地下管線信息管理系統存在投入大，見效慢，開發時間長，后勁不足等問題。作為一個中小城市的管線信息管理，需要的是投入少，見效快，技術支持有保證，同時，能適應今后發展需要的管線管理系統開發平臺，目前看來，選用MAPGIS 能夠達到這一目標，在一年的時間內可以達到實際應用的目的。

3. 地下管線建庫概述及基本要求

3.1 本次地下管線建庫的管類有：給水、雨水、燃氣、熱力、電力、路燈、電信（網通、聯通、移動、天童）、有線電視八大類。主要查明它們的平面位置、走向、埋深、材質、性質、規格、埋設年代和權屬單位等內容。通過測繪作業，并用計算機對上述地下管線相關信息進行編輯和處理，建立地下管線信息管理系統，為城市的規劃、建設和管理服務。

3.2 為適應城市發展建設的各項需要，該系統應具有七大類管線管理子系統的基本功能，并由這七個子系統構成綜合的城市地下管網管理信息總系統，其具體組成圖示如圖1：

4. 信息管理系統的構建

燕郊開發區管網信息管理系統以MAPGIS 為開發平臺，在WindowsXP環境下，采用Visual Basic 6.0及SQL語言開發而成。它是利用計算機強大的存儲、計算、分析及管理功能構建的專業信息管理系統，可以對整個城區內的地形信息及管線信息進行綜合管理。該系統的建成及使用極大地提高了工作效率，實現了城區地下管線管理的現代化。

4.1 地形信息入庫。地形圖是管線的背景圖，為此要對地形信息進行數據入庫，本次錄入的1：1000的地形圖共有153幅，面積為50平方公里。

4.1.1 地形圖入庫的具體內容如下：

（1）房屋建筑及注記；

（2）道路及道路注記；

（3）植被（綠化帶）及注記；

（4）水系及注記；

（5）其他地形，如溝、坎、圍墻、欄桿等。

以上圖層轉入信息系統后，均為GXDX層。

4.1.2 運行地形入庫專用程序進行數據入庫。測繪中心軟件研究所為這次地形數據入庫編制了入庫程序，運行此程序，將上述圖層自動轉入為對應MAPGIS點表、線表文件，并自動賦予地物的各種屬性值。

4.1.3 對入庫數據進行檢查如圖2：

4.2 管線信息入庫。

（1）管線圖是在綜合管網信息系統下生成并編輯，形成的數據文件格式已經基本符合信息系統的要求，然后再做適當的處理。

（2）數據庫的設計與建立是系統建設的一項最基本和最重要的任務。根據系統設計的目標和要求，該數據庫設計包括數據分類、數據錄入等，它的整個數據處理流程見圖3：

4.2.1 數據分類。建立系統所需的數據類型有兩大類：空間數據和屬性數據。空間數據主要包括圖件資料，如地形圖、建筑物位置分布圖、道路干線圖、專業管線圖、管線管轄單位分布圖等。屬性數據主要為各圖件的屬性文本資料，如管線的類型、材質、長度、管徑、埋設日期、閥門數等信息資料。數據的來源主要是管線的探測資料。

4.2.2 管網數據的輸入。數據輸入是建立系統最重要也是最艱巨的工作。該系統的數據有三大類，這三大類數據分別為：背景地圖數據、管線管點的空間位置數據、管線管點的屬性數據。

4.2.2.1 背景地圖數據的輸入。為了使背景地圖準確、完整，要選用1：1000的燕郊開發區分幅地形圖AutoCAD 2004的DXF數據文件，再用AutoCAD對圖形進行編輯，尤其要對管線、管線點、管線附屬物仔細檢查。最后將編輯、檢查、整飾后的DXF數據轉換為MAPGIS數據文件，從而獲得全區完整的地圖數據。

4.2.2.2 管線 管點空間數據的輸入。任何管線都要由三種要素組成，即管點、管段、管線。所以管線數據的輸入主要是管點位置坐標的輸入以及由相關管點聯為管段、相同型管段聯成管線的問題。該數據的輸入可以根據原有管線圖用數字化儀跟蹤數字化輸入，也可直接用鍵盤輸入管點探測所得的坐標數據，還可以開發探測儀器記錄的數據格式和系統數據格式之間的轉換程序，將儀器探測數據聯機輸入計算機。

由于在探明地下管線空間位置時就已經探明了管線材質、管線埋深和管線直徑等屬性，在常規外業測量時，把各測點三維坐標、埋深和專業屬性在筆記本電腦上實時輸入進數據庫，同時輸入該測點是否和其他測點連接，和誰連接，此點是起始點或中間點或結束點等。表2～表6給出了空間數據輸入格式：

4.2.2.3 管線 管點屬性數據的輸入。管線屬性包括管點屬性、管段屬性和管線屬性。它們的輸入必須與所屬管線點、管線段、管線嚴格一一對應，輸入的方法有鍵盤輸入和數據庫轉入，用鍵盤直接輸入是在空間數據輸入的同時進行的，如輸入一個管點的同時輸入其屬性，由數據庫轉入時應注意所利用的數據庫結構定義與該系統屬性庫的結構定義完全一致，屬性輸入完后，應與對應的管點、管段、管和線作正確符合檢查。

全部數據輸入完成后，可通過抽查來檢驗數據輸入的正確性和準確性。

屬性數據輸入格式可參考下面的格式（表7～表8）。

4.3 信息系統的運行模式。管線數據及地形數據錄入信息系統后，即可對這些數據進行綜合管理，其管理模式與實現形式如圖4：

4.4 燕郊開發區地下管網管理信息系統所完成的功能結構框架圖示如圖5：

以上完成的系統功能基本上滿足管網管理的全部要求，使燕郊開發區的地下管網得到科學有效的管理。

5. 應用及拓展應用

5.1 將城市所有的地下管線以動態方式管理起來，使數據始終反映最新的現狀，可為城市規劃、消防、電信、供電等部門提供大量的信息，同時為政府決策提供可靠的依據。

5.2 將擬建建議工程與已建管線疊加，可避免占壓地下管線。

5.3 可準確地查詢出管線的性質、位置、材質、附件名稱（如閥門、消火栓等）、管徑等，提供準確可靠的數據。

5.4 可輸出各種形式的綜合圖、專業圖，對圖形進行任意比例尺的縮放；可輸出不同規格的圖紙，將多幅圖拼接輸出，方便外業施工和管理。

5.5 可對管線進行縱、橫剖面處理，為管線設計部門非常方便地提供各種數據。

5.6 地下管網綜合查詢。可按屬性數據庫中的字段名作任意查詢，可統計任意區域內的閥門、消火栓等管線附件的個數。這樣，可在地下管線發生事故時，提出應急方案，劃定危險區域。該功能可為公安消防部門結合地形圖的位置，提供最佳事故處理路線，制定最佳解決方案。

5.7 該系統可提供與通用圖形平臺接口，為將來系統上升到大型地理信息系統提供強有力的保障。

6. 結束語

在這樣一個信息技術高度發達，經濟、社會日益全球化的今天，城市信息化對于城市的健康持續發展具有重要意義。城市地下管線管理信息系統依賴于城市的建設發展，數字城市是城市信息化戰略中的重要組成部分，也是信息化戰略得以順利實現的重要保障。所以需要加大力度進行城市信息化的進程，進行城市基礎數據的采集收集，在數據采集、自動化入庫、動態更新數據庫一整套有效措施和手段的基礎上，研究和建立集空間異質、結構復雜、三維標度和海量數據的綜合管線信息系統，不但對于城市地下管線的科學化管理，保證城市的可持續發展有著現實和深遠的意義，而且對于城市規劃信息系統學科的完善和發展，也無疑具有深刻的學術價值、理論價值和應用示范推廣價值。

參考文獻

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[6] 《地理信息系統GIS數字化城市建設指南》-修文群等，北京：希望電子出版社，2001

[文章編號]1619-2737（2015）09-17-035

[作者簡介]付和（1972-）男，漢，籍貫：吉林延邊，職稱：高級工程師，主要從事工程測量生產，測繪技術研究。