城市地下管線探測(cè)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的建立

楊建強(qiáng)

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

城市地下管線探測(cè)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的建立

楊建強(qiáng)

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

隨著城市的快速發(fā)展，其地下管線網(wǎng)急劇增大，管線老化、管理困難等問題日益突出，因此，采用新的技術(shù)手段管理城市地下管網(wǎng)有利于實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)信息化和可持續(xù)發(fā)展。結(jié)合某地下空間數(shù)據(jù)探測(cè)項(xiàng)目，詳細(xì)討論地下管線探測(cè)的技術(shù)要求與數(shù)據(jù)采集流程，并闡述管線數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的建立方法，可為城市管線資料的數(shù)字化管理提供有效途徑。

地下管線；數(shù)據(jù)庫；空間數(shù)據(jù)

0　引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展及城市的擴(kuò)建，城市地下管線的密集度和范圍也隨之急劇增大，日常管理日趨困難。存在的主要問題有：

（2）管線形式復(fù)雜，各個(gè)權(quán)屬單位綜合管理困難，甚至?xí)诠芫€的日常維護(hù)和鋪設(shè)時(shí)出現(xiàn)事故。

（3）原有的地下管線管理方法信息現(xiàn)勢(shì)性不強(qiáng)，嚴(yán)重制約了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

因此，為適應(yīng)城市建設(shè)的發(fā)展，采用新的技術(shù)手段管理城市地下管網(wǎng)有利于實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)信息化和可持續(xù)發(fā)展。本文以上海市某區(qū)地下空間數(shù)據(jù)探測(cè)項(xiàng)目為例，詳細(xì)論述城市地下管線探測(cè)的技術(shù)流程，并給出數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與入庫成圖的主要方法。

1　野外數(shù)據(jù)采集

1.1技術(shù)指標(biāo)

地下管線普查是一項(xiàng)技術(shù)性強(qiáng)、牽涉面廣、工作量大的系統(tǒng)性工作。《地下管線測(cè)繪規(guī)范》（DG/T J08-85—2010）對(duì)各工序的技術(shù)精度指標(biāo)有明確規(guī)定，表1給出了地下管線探查測(cè)量定位精度的要求。

1.2控制測(cè)量

建立全校的安全管理體系。明確網(wǎng)絡(luò)安全責(zé)任制，由校領(lǐng)導(dǎo)牽頭做到分級(jí)管理、自主保護(hù)、責(zé)任明確。各學(xué)院建立網(wǎng)絡(luò)安全員機(jī)制，做到出現(xiàn)問題與信息中心及時(shí)溝通，提高工作效率。信息中心形成網(wǎng)絡(luò)通報(bào)制度，定期對(duì)學(xué)校各系統(tǒng)安全掃描，對(duì)有安全的高危漏洞進(jìn)行通報(bào)，并提出整改方案。對(duì)事發(fā)的安全事故要及時(shí)做出通報(bào)，并協(xié)助處理安全問題。落實(shí)網(wǎng)絡(luò)安全考核制度，對(duì)各部門的網(wǎng)絡(luò)管理員建立評(píng)分與問責(zé)制度，明確各部門的網(wǎng)絡(luò)安全的負(fù)責(zé)人，將責(zé)任落實(shí)到人。

1.2.1平面控制

?面控制利用上海虛擬基準(zhǔn)站VRS（Virtual

tations）技術(shù)布設(shè)。為提高成果質(zhì)量，GNSS-VRS測(cè)量在具體作業(yè)時(shí)嚴(yán)格遵守以下規(guī)則：

表1　地下管線探查測(cè)量定位精度要求

（1）選用精度較好、穩(wěn)定性較高、初始化能力強(qiáng)的Leica RX1250系列機(jī)型執(zhí)行。

（2）選擇良好時(shí)段進(jìn)行GNSS-VRS測(cè)量。

（3）對(duì)同一個(gè)控制點(diǎn)按多個(gè)不同時(shí)段觀測(cè)解算。

1.2.2高程控制

本工程高程控制測(cè)量采用GNSS-VRS結(jié)合動(dòng)態(tài)GNSS-RTK的方式傳遞高程。考慮管線工程范圍很大而每個(gè)項(xiàng)目牽涉的工程范圍卻很小的特點(diǎn)，采用GNSS-VRS的方式傳遞高程速度快，操作方便。但是GNSS-VRS信號(hào)以及GNSS衛(wèi)星信號(hào)的強(qiáng)弱有局限性，所以配合動(dòng)態(tài)的GNSS-RTK將GNSS-VRS無信號(hào)的范圍使用GNSS-RTK進(jìn)行覆蓋，做到工程全范圍內(nèi)均可進(jìn)行控制點(diǎn)的施測(cè)。

1.3作業(yè)流程

地下管線探測(cè)的作業(yè)流程為：資料搜集、實(shí)地踏勘、儀器檢驗(yàn)、管線探查、管線測(cè)量，最后完成數(shù)據(jù)庫建立、管線圖編繪等任務(wù)。下面主要闡述管線的探查和測(cè)量。

1.3.1管線探查

地下管線探查應(yīng)在充分搜集分析已有資料的基礎(chǔ)上，采取實(shí)地調(diào)查與儀器探測(cè)相結(jié)合的方法進(jìn)行。對(duì)于明顯管線點(diǎn)，實(shí)地調(diào)查其相關(guān)屬性，利用鋼尺及角尺直接量測(cè)埋深、管徑等。對(duì)于隱蔽管線點(diǎn)應(yīng)用性能穩(wěn)定的管線探測(cè)儀探查管線的地面投影位置和埋深。

1.3.2管線測(cè)量

管線測(cè)量任務(wù)主要包括圖根控制測(cè)量、管線點(diǎn)數(shù)據(jù)采集以及原有地形圖的修測(cè)。在圖根控制點(diǎn)平面位置與高程測(cè)量過程中，利用上海虛擬基準(zhǔn)站VRS技術(shù)。衛(wèi)星信號(hào)較差的位置，采用全站儀加密圖根控制點(diǎn)。管線的測(cè)量在衛(wèi)星信號(hào)較好的地點(diǎn)，直接利用VRS采集管線點(diǎn)的平面坐標(biāo)與高程數(shù)據(jù)；在信號(hào)較差的位置，運(yùn)用全站儀極坐標(biāo)法采集平面坐標(biāo)，三角高程法獲取高程數(shù)據(jù)。地形圖修測(cè)主要是對(duì)地下管線周邊的地物進(jìn)行重新測(cè)量與調(diào)繪，需使其數(shù)據(jù)滿足1︰500地形圖成圖要求。

1.4質(zhì)量控制

采取兩級(jí)檢查一級(jí)驗(yàn)收的方式進(jìn)行。關(guān)鍵成果質(zhì)量可通過以下幾方面精度指標(biāo)作衡量。

明顯管線點(diǎn)埋深重復(fù)探查中誤差為

式中：Δdi為重復(fù)探查點(diǎn)埋深較差；n為參與計(jì)算的重復(fù)探查點(diǎn)數(shù)。

隱蔽管線點(diǎn)重復(fù)探查的平面位置中誤差ms與埋深中誤差mh的計(jì)算公式為

式中：Δsi、Δhi為重復(fù)探查點(diǎn)平面位置與埋深較差。

平面點(diǎn)位中誤差mcs和高程中誤差mch的計(jì)算公式分別為

式中：Δxi、Δyi分別為重復(fù)觀測(cè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)較差；Δhi為重復(fù)觀測(cè)點(diǎn)高程較差。

2　地下管線數(shù)據(jù)建庫

2.1地下管線數(shù)據(jù)格式

地下管線數(shù)據(jù)主要包含空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)用于表達(dá)管網(wǎng)的空間分布、管線與周邊地物間的空間關(guān)系；屬性數(shù)據(jù)用來描述各類管線及其附屬物的特征信息。各類管線數(shù)據(jù)庫主要由管線點(diǎn)、管線及管線附屬面數(shù)據(jù)表組成。表2以給水管線為例給出管線數(shù)據(jù)表編碼。

表2　各類地下管線數(shù)據(jù)表名稱

數(shù)據(jù)表用于描述識(shí)別管線及其特征點(diǎn)的地理位置與相關(guān)屬性，以線表為例，其數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)見表3。

表3　地下管線表基本結(jié)構(gòu)

2.2采集數(shù)據(jù)的自動(dòng)入庫

針對(duì)上述地下管線的數(shù)據(jù)格式，項(xiàng)目組編制了一套CAD數(shù)據(jù)格式與Access庫聯(lián)動(dòng)的數(shù)據(jù)自動(dòng)錄入插件，效果如圖1和圖2所示.

2.3管線數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

Access庫文件建立完成后，通過格式轉(zhuǎn)換軟件將數(shù)據(jù)庫文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（見圖3），數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，將圖形數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可進(jìn)行搜索、查詢、分析等功能，效果圖如圖4所示。

圖1　CAD中管線屬性的錄入

圖2　Access庫文件

圖3　Access庫數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

圖4　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

3　結(jié)語

建立科學(xué)完善的城市地下管線數(shù)據(jù)管理體系對(duì)城市地下管線的安全運(yùn)行具有重要意義，本文結(jié)合上海某區(qū)地下空間數(shù)據(jù)探測(cè)項(xiàng)目，詳細(xì)探討了地下管線探測(cè)的技術(shù)要求與作業(yè)流程，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量控制及管線數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)建立的方法做了闡述。地下管線現(xiàn)已成為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與居民生活的生命線，其新建與改造規(guī)模正日益擴(kuò)大，今后有必要進(jìn)行地下管線的動(dòng)態(tài)管理，定期探查變化，及時(shí)更新數(shù)據(jù)，以確保信息具有較強(qiáng)的現(xiàn)勢(shì)性，為城市合理規(guī)劃建設(shè)提供依據(jù)。

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TU990.3

B

1009-7716（2016）06-0254-03

2016-03-18

楊建強(qiáng)（1984-），男，上海人，工程師，從事工程測(cè)量工作。