城市地下管網普查及其可視化研究

呂釗

摘要：針對近年來地下管線建設中存在的諸多問題，天津市開展了全市域的管網普查工作，以西青區王穩莊示范小城鎮為例，詳細闡述了管網普查的作業流程，最終以三維管線展示普查成果。

關鍵詞：管網普查；三維管線；可視化

1引言

隨著城市建設的快速發展，地下管線越來越密集，由于歷史原因，地下管線的資料獲取方式具有多樣性和離散性，信息共享困難，嚴重制約了城市的建設和發展。針對城市地下管線建設管理中存在的多重問題，我國計劃用十年左右的時間，建成較為完善的城市地下管線體系，使地下管線建設管理水平能夠適應經濟社會發展需要，應急防災能力大幅提升。本文以天津市西青區王穩莊鎮示范小城鎮的管網普查為例做一下探討。

2作業流程

2.1技術準備

收集王穩莊鎮示范小城鎮的大比例尺地形圖，三級以上導線點的控制資料，測區建筑物規劃驗收竣工圖，測區管線竣工圖，管線施工設計圖等資料。探測儀器一致性校驗，全站儀、GPS的精度校驗。

2.2數字化測圖

結合已有控制點成果數據和測區實際地形，利用VRS布設控制點，用全站儀進行測圖，細部點除居民地、交通、植被等，還包括所有測區內的井蓋及附屬設施。

2.3管線探查

在現有地下管線資料調繪工作的基礎上，采用實地調查與儀器探測相結合的方法，在實地查明地下管線在地面上的投影位置和埋深、管線類別、走向、連接關系、規格、材質、壓力（電壓）、電纜條數、管塊孔數、權屬單位、建設年代、繪制探查草圖，并在地面上用油漆標注管線點位置。

2.4內業整理

將全站儀測得數據導入電腦，結合外業草圖繪制管線圖，并將其數字化。

3應用實例

3.1測區概況

測區位于天津市西青區王穩莊鎮津淄公路西側，為新建農民安置用房及配套公建，測區面積1.38平方公里，內含高層建筑184棟，另有商業廣場及小學、幼兒園、養老院等公共服務設施。道路長度約14公里。管線長度約96公里。

3.2儀器設備

1.地下管線探測儀雷迪RD8000一套；

2.Tfirnble R4GPS接收機一套；

3.徠卡電子全站儀TCR702一臺；

4.棱鏡頭2個，5m伸縮桿2把；

5.鐵鉤2個，鐵錘—把，L型尺—把，5m卷尺兩個，油漆、毛筆若干；

6.DELL E6400筆記本電腦一臺。

3.3管線探測

采用實地調查和儀器探測相結合的方法。排水管線通過打井蓋，用L型尺測量排水管深度和管徑，然后確定水流方向并連接成線。金屬管線的探測以電磁場理論為依據，采用頻率域電磁法為主，其中又可細分為直接法、夾鉗法、感應法、示蹤法和電磁波法。在復雜條件下，僅用常規的電磁法很難完成探測，針對管線特點，可試探性改變發射機位置、電流強度，增大或減小發射頻率等來確定管線位置。對于探測確定的管線點，用油漆將其標號并畫出示意走向，繪制草圖，用全站儀或者GPS采集探測點。

3.4數據處理

外業采集的數據通過TGOffice和Leica Survey Office導入電腦后，使用天津管線數據采集系統2.3對采樣點進行管線點的屬性錄入，如圖1

將管點錄入完畢后，錄入管線信息，如圖2

將所有類型的管線輸入完畢后，通過系統的管線檢查模塊對所有管線進行自動檢查，檢查內容包括點號的唯一性，坐標的范圍，特征點關聯管線條數等25項檢查（圖3）。檢查完畢后，根據提示逐一更正管線錄入時有誤的條目。檢查無誤后，輸出符合天津市地下空間規劃管理信息中心要求的DCI數據庫文件。

3.5成果整理

將Auto CAD編輯完成的1：500數字線劃圖（DLG）疊加到管線圖上，形成管線分幅圖，對管線分幅圖進行注記，添加圖廓等整飾工作，檢查無誤后，形成最終成果，提交給西青區普查辦。

4成果可視化

將數據庫文件導入三維管線動態瀏覽系統（圖4），系統中可進行管線的三維動態展示，管線的屬性查詢、距離的量測等操作。

結論：通過對王穩莊地下管線的三維可視化，便于鎮政府對該區域進行管理和進一步決策。一方面減少了大量管線圖紙成果造成的資源浪費和堆積，另一方面地下管線的信息化為城市科學規劃和有序建設提供了多方位的服務。得到了相關部門的高度評價和一致認可。endprint