城市地下管網管理系統數據分析

趙占坤 薛玉倩 劉麗華 王玉凡

摘要：地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，是城市規劃建設管理的重要基礎信息。隨著城市規模的擴大和現代化程度的不斷提高，地下管線也越來越龐大、密集，其種類也越來越復雜，建立城市地下管網信息管理系統，實現地下管線信息的數字化管理工作，也是智慧城市建設的重要一環。文章從數據分類、地形數據來源與分析、地形數據分層、地形數據要求、管線數據要求等方面對地下管網管理系統涉及的數據進行了詳細分析。

關鍵詞：地下管線；地下管網；數據；智慧城市

地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，是城市規劃、城市管理建設的重要基礎信息。城市地下管線包括給水、污水、燃氣、廣電、電力、通信管線等幾大類，它們擔負著輸送介質或傳送信息等工作，是城市生存和發展的物質基礎，是城市的生命線。城市基礎設施建設管理工作中最重要的一環就是地下管線的管理。

隨著城市規模的不斷擴大和城市現代化程度的不斷提高，城市地下管線也越來越龐大和密集，管線種類也越來越復雜。在城市規劃、建設和管理工作中，如果沒有準確、完整的地下管線信息，就無法實現高效辦公。為了保障城市建設健康、可持續性發展，不斷完善城市功能和服務于民，進一步加強城市地下管線的管理與信息化建設工作迫在眉睫。

1 數據分類

本系統涉及的數據包括基礎信息數據和專題信息數據。

1.1 基礎信息數據

城市最基本的地理信息就是地形數據，包括各種表示城市的基本面貌和信息定位的載體。例如：測量控制點、道路、建筑物、橋梁、水系、地貌地形、植被等。通過城市管理部門獲得本市的城市地形圖，經過提取加工獲得地形數據。

1.2 管線數據

管線數據是指地下管線和附屬設施信息。管線數據通過管線探測工具對現有管線重新探測并一一核對。在管線數據和綜合基礎信息數據的基礎上建立城市地下管網信息管理系統。

2 地形數據來源與分析

目前地形數據有2種流行方式：一個是CAD數據，一個是帶屬性的GIS數據。

（1） CAD數據是目前存在較多的方式。CAD數據拿到后，先要進行數據分析，為了使線型和符號可以整體導入系統，需要提取線型符號塊名，與系統提供的地形要素分類與代碼表進行對比，如果系統提供的要素分類與代碼表中不能完全包含數據中的線型與符號，首先要對系統的要素分類與代碼表和系統符號庫進行補充，使之完全包含數據中的線型與符號。之后修改相應配置表。最終用戶提供的數據應包含具體要素名稱或代碼，便于系統匹配風格。對于有外部屬性的CAD數據，可以把外部數據的鍵值（如編號，要求是數字型的）賦予到其厚度（Thickness）值中，這樣數據導入系統后，可以把外部屬性導入系統。

（2）目前系統可直接導入的GIS數據格式為MIF/MID的數據。同樣，MIF/MID數據入庫前也要進行數據分析，看數據線型和符號是否都包含在系統提供的要素分類與代碼中，如果不完全包含，也要把要素分類與代碼表及系統符號庫補充完整，修改配置表。最終用戶提供的數據應包含具體要素名稱或代碼，便于系統匹配風格。

需要特別注意的是，如果系統提供的符號和線型不能滿足用戶數據的需要，則必須先更新系統符號庫，在符號庫中增加新的符號，同時更新系統地形要素分類與代碼表和系統相關配置表。其次，必須保證符號庫中新增的符號的編碼值要與系統地形要素分類與代碼表中的“符號對應碼”相一致，并符合新國標的編碼要求。

3 地形數據分層

本系統數據庫中的各類表，根據具體情況和用戶需求，分層存放，有利于數據管理和對數據多途徑快速檢索與分析。

數據分層的原則為：（l）同層的數據應為相同類型。（2）同層的數據應有緊密的關系。（3）主要層放置使用頻率高的數據，次要層放置使用頻率低的數據。（4）輔助層放置一些輔助數據，比如輔助說明位置的點、線、面的數據。

對于管線信息，將按污染源情況進行分層。CAD數據圖層按國標以下八大類進行命名和區分。

（1）定位基礎（DW），要素種類包括測量控制點、數學基礎。（2）水系（sx），要素種類包括河流、溝渠、湖泊、水庫、海洋要素、其他水系要素、水利及附屬設施。（3）居民地及設施（JM），要素種類包括居民地、工礦及其設施、農業及其設施、公共服務及其設施、名勝古跡、宗教設施、科學觀測站、其他建筑物及其設施。（4）交通（JT），要素種類包括鐵路、城際公路、城市道路、鄉村道路、道路構造物及附屬設施、水運設施、航道、空運設施、其他交通設施。（5）管線（GX），要素種類包括輸電線、通信線，油、氣、水輸送主管道和城市管線。（6）境界與政區（JJ），要素種類包括國外地區、國家行政區、省級行政區、地級行政區、縣級行政區、鄉級行政區和其他區域。（7）地貌（DM），要素種類包括等高線、高程注記點、水域等值線、水下注記點、自然地貌、人工地貌。（8）植被與土質（ZB），要素種類包括農林用地、城市綠地、土質。

其他不易歸入以上八大類數據的放到其他層。需要增加屬性或地圖索引的圖層單獨建層。

4 地形數據要求

從基礎數據出發的再加工數據，總的要求是：能夠反映宏觀地形背景，如：道路中心線、道路、主要建筑物、水系、橋梁、綠地、區域、控制點、等高線等。

（l）圖面表示和實體屬性應滿足相關的規范。全要素組織地形，相鄰分幅的數據必須作邊界處理，統一分層處理。（2）完整標記地形數據。如“樂凱大街”，應為一個整體不能拆分，并能通過系統查詢功能進行查詢。（3）必須按照國家標準制作圖例符號、使用圖例及線型，而且圖例和線型不能被打散。（4）面狀數據必須封閉為一個整體，如建筑物、水系、綠地、橋梁等。（5）地形數據中的所有信息包括外部參照或型文件，都要可讀、可提取。（6）建筑物、道路中心、水系、橋梁等主要地形數據要求單獨分層并建庫，其中建筑物、道路、水系、橋梁等名稱注記要求獨立分層。 根據實際情況，地形數據庫需要創建的表有：建筑物表、道路表、綠地表和橋梁表等。

5 管線數據要求

城市地下管網信息管理系統的建立，需要配套的管網數據，為了規范管網數據，明確數據生產、更新的流程及操作，需要提前制訂系統管線數據標準，以適用于管網數據生產、更新和管網數據庫及應用系統的建設。

管網數據要進行分類處理，生成關聯的點屬性表和線屬性表，并提供對應的線注記CAD格式數據。對點屬性表和線屬性表的編碼要保持唯一。

管線數據庫包括：點表、管道類線表和電纜類線表等。字段長度不應太長，一般不超過120個字節。對提交的數據按照以下要求進行數據集成：（l）數據庫中表命名規則：表名以管網性質為基礎，按數據類型增加前綴。例如：線屬性表增加前綴“LINE”，點屬性表增加前綴“POINT”。（2）表的種類包括：點線表、線屬性注記文件、管溝點線表、井邊框點線表和圖幅信息表。（3）線屬性注記文件鐘需要包括各專業管網注記。

6 結語

本系統的設計與開發，以海量數據為基礎，數據處理紛雜、繁瑣，最終建立城市地下管網信息管理系統，實現地下管網信息的數字化管理，加強了智慧城市中地下管線的信息化建設，為建設智慧城市奠定了堅實的基礎。