城市地下管線數(shù)據(jù)組織與管理技術研究

袁建華

摘 要：該文基于筆者多年從事城市地下管線探測的相關工作經(jīng)驗，以城市綜合地下管線管理系統(tǒng)設計為研究對象，分析了綜合地下管線管理系統(tǒng)的設計方法和原則，深度探討了地下管線數(shù)據(jù)的組織和管理思路，全文是筆者長期實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行有所裨益。

關鍵詞：城市綜合地下管線 管理系統(tǒng) 設計 原則 問題 數(shù)據(jù)組織

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（c）-0081-02

1 城市綜合地下管線管理系統(tǒng)特點

城市綜合地下管線管理系統(tǒng)就是指利用GIS技術和其他專業(yè)技術，采集、管理、更新、分析和處理地下管線數(shù)據(jù)的一種技術系統(tǒng)。同一般的GIS相比，具有以下特點：（1）城市綜合地下管線管理系統(tǒng)是一個四維的系統(tǒng)，隱蔽性決定了時間及三維空間動態(tài)的復雜性。（2）隱蔽性、埋設位置的集中性也決定了地下管線數(shù)據(jù)的重要性，數(shù)據(jù)的完整性、可靠性與準確性是地下管線系統(tǒng)實用的關鍵。（3）系統(tǒng)必須自動識別管線間的連接性，即管線與管點間的拓撲關系非常重要。（4）城市綜合地下管線管理系統(tǒng)是一個信息在空間分布上極不均勻的空間異質系統(tǒng)，城市中心區(qū)的管線密度較大，從中心區(qū)向城市邊緣區(qū)急劇減小。（5）城市綜合地下管線管理系統(tǒng)必須將地下、地上的各種管線納入統(tǒng)一的系統(tǒng)中進行管理。

2 城市綜合地下管線管理系統(tǒng)建立的意義

城市地下管線普查是城市建設、規(guī)劃的一項重要基礎上作。20世紀90年代初以來，我國部分城市進行了地下管線普查，獲取了大量的地下管線資料。如何管理這些寶貴的地下管線資料，最大限度地發(fā)揮地下管線普查的經(jīng)濟效益成為一項重要的任務。傳統(tǒng)的管線資料管理手段大多采用文本文件或者數(shù)據(jù)庫來存儲管線的屬性數(shù)據(jù)，用DWG圖形文件來存儲管線的圖形數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)完全分離，管線資料管理混亂，資料更新速度慢，跟不上現(xiàn)代城市建設的步伐，不能保證資料的現(xiàn)勢性和正確性。因此，同步建立地下綜合管線管理信息系統(tǒng)是確保地下管線普查使用目的的實現(xiàn)與廣泛應用的最佳方法：（1）使用計算機存儲管線信息大大縮小了存儲空間。一個城市的紙介質圖紙可多達幾十噸，而使用計算機僅用若干磁盤或光盤就可以存放全部信息。（2）提高了檢索查詢速度。利用計算機查詢某一個區(qū)域、某一地點或某種特征的管線信息僅需要一個命令或者按鈕既可以完成，這是常規(guī)管理辦法的人工查找無法比擬的。（3）圖形顯示更加直觀。通過三維顯示技術，真實再現(xiàn)地下管線二維布局結構。（4）可以實現(xiàn)管線資料的動態(tài)更新和管線工程的動態(tài)跟蹤，提高了管理的水平。（5）便于資料的網(wǎng)絡共享。

3 地下管線數(shù)據(jù)的組織與管理

數(shù)據(jù)是任何GIS系統(tǒng)的核心，所有的GIS功能都需要以數(shù)據(jù)為基礎才能表現(xiàn)出來。因此，數(shù)據(jù)的完整性、一致性和質量的好壞很大程度上決定了一個系統(tǒng)的好壞。

3.1 地下管線數(shù)據(jù)的獲取

地下管線數(shù)據(jù)獲取的方法有地下管線普查和地下管線竣工測量兩種。

（1）地下管線普查。

城市地下管線普查是指在一定時期內，按照城市規(guī)劃管理的要求，根據(jù)城市具有的技術與經(jīng)濟能力，采取最經(jīng)濟和科學合理的方法，查明城市建成區(qū)或城市規(guī)劃發(fā)展區(qū)內的地下管線現(xiàn)狀，獲取準確的管線有關數(shù)據(jù)，編繪管線圖，建立管線數(shù)據(jù)庫，并在這個基礎上做好檔案與動態(tài)管理。城市地下管線普查作業(yè)方法。

①地下管線現(xiàn)狀調繪。

城市地下管線現(xiàn)狀調繪是指在開展地下管線探查作業(yè)前，根據(jù)已有的地下管線竣工資料、施工資料、設計資料等，將已有地下管線現(xiàn)況標繪在1∶500的地形圖上，作為野外探測的作業(yè)的參考，減少實地探查作業(yè)的盲目性，提高野外探查作業(yè)的質量和作業(yè)效率。同時，為地下管線探查作業(yè)提供有關地下管線的屬性數(shù)據(jù)（如管徑、管材、埋設年代等）。

②城市地下管線探查。

城市地下管線探查是在現(xiàn)狀調繪的基礎上采用實體調查和儀器探查相結合的方法，查明地下管線的敷設狀況、在地面上的投影位置和埋深、管線的相關位置和走向、地下管線的屬性，如管線類型、性質、規(guī)格、材質、載體特征等。并在地面上設置地下管線投影中心標志和明顯管線點標志，以提供下工序測繪的依據(jù)。

③地下管線測繪。

地下管線測量是指在城市等級導線點和等級水準點的基礎上進行的圖根控制測量、地下管線點平面和高程位置連測及相關地形測量。

（2）地下管線竣工測量。

地下管線普查在一定時期內只能做一次，這種方法實際上是對城市地下管線資料做一個完整的總結和調查，然后建立地下管線資料庫。然而城市的管線工程每天幾乎都在進行，因此，地下管線資料的動態(tài)更新主要依靠管線竣工測量來動態(tài)獲取管線的資料。地下管線竣工測量應在地下管線敷設以后、覆土以前進行。其任務是測定地下管線的平面位置、高程；量測地下管線的埋深、規(guī)格以及規(guī)劃審批的定位尺寸；記錄地下管線的性質、材質、走向、埋設時間和全書單位等。并繪制地下管線竣工平面圖和編制地下管線成果表，同時按要求填寫地下管線工程竣工測量驗收記錄冊。

3.2 地下管線數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模型分析

（1）地下管線管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組成。

地下管線管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括地下管線、管點圖形和屬性數(shù)據(jù)，坐標分幅、道路網(wǎng)圖、城市地形圖、建筑物、地塊、注記等輔助要素，其具體數(shù)據(jù)構成如圖1。

（2）管線數(shù)據(jù)模型。

管線數(shù)據(jù)由管點和管線組成，每一種管線包括一個管線數(shù)據(jù)表和一個管點數(shù)據(jù)表，一條管線由兩個管點組成，即管線的起點和管線的終點。管線數(shù)據(jù)模型如圖2所示。

4 結語

城市地下管線管理系統(tǒng)是數(shù)字城市的核心應用系統(tǒng)之一，可以實現(xiàn)管線信息的動態(tài)管理，從而為城市規(guī)劃和建設提供服務。它不僅能夠更好地管理各種主干線信息，及時對各種專業(yè)管線數(shù)據(jù)進行更新、維護，保證管線數(shù)據(jù)的準確性和現(xiàn)勢性，而且能夠為管理部門的宏觀決策提供準確、實時的管線信息，為城市的防災、搶險等提供決策服務，為保障城市地下生命線的安全運轉提供強大的技術保障。該文深度探討了城市地下管線管理系統(tǒng)的設計思路，相信對同行有所裨益。

參考文獻

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