點線表在燃氣管網地理信息系統（GIS）數據錄入中的應用

趙承　范列朋　賈順安

摘 要：介紹了GIS系統在燃氣管網中的應用現狀，隨著燃氣管道規模及復雜程度的顯著提升，燃氣管網數據采集錄入效率已日顯低下，傳統的基于文件的掃描、配準、矢量化模式越來越不適合燃氣公司日益增長的對錄入速度和準確性的需求，在此基礎上分析討論了多種錄入方式的優缺點，指出燃氣管網矢量化及數據入庫存在的問題，首次探討了運用點線表形式錄入燃氣管網GIS系統的可行性，并提出了改進建議。

關鍵詞：燃氣管網 地理信息系統 點線表 矢量化

中圖分類號：TU996.8

The Application of Point-line Table in GIS Data Entry of Gas Pipeline Network

ZHAO Cheng FAN Liepeng JIA Shunan

（1.Hangzhou Gas Group Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310000 China;

2.Hangzhou Natural Gas Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang Province， 310014 China）

Abstract： This paper introduces the application status of GIS system in gas pipeline With the significant increase of gas pipeline scale and complexity， the efficiency of data acquisition and input in gas pipeline network has become increasingly low. The traditional file-based scanning， registration and vectorization mode is more and more unsuitable for the increasing demand for input speed and accuracy of gas companies. On this basis， the advantages and disadvantages of various input methods are analyzed and discussed， and the problems existing in the vectorization and data storage of gas pipeline network are pointed out. The feasibility of using point line table to input gas pipeline GIS system is discussed for the first time， and some suggestions for improvement are put forward.

Key Words： Gas pipeline; GIS; Point-line table; Vectorization

1 概述

城鎮燃氣管網是一個縱橫交錯的網絡，具有復雜的空間和非空間屬性，其圖紙和設備資料繁多^[1-2]，如在泄漏搶修、停氣范圍確定、燃氣方案編制等時，人工查閱燃氣管道歷史資料，難以完全掌握燃氣管道現狀，也難免發生燃氣管理疏漏。而借助ArcGIS二次開發平臺，基于GIS技術、通信技術、數據庫技術構建的燃氣管網GIS系統，基本實現了管網數據錄入、管理、營運搶修、查詢、統計分析等的計算機輔助管理功能。然而，隨著燃氣管道規模及復雜程度的顯著提升，燃氣管網數據采集錄入效率已日顯低下，傳統的基于文件的掃描、配準、矢量化模式越來越不適合燃氣公司日益增長的對錄入速度和準確性的需求^[3-4]。以杭州燃氣為例，杭州市現有地下燃氣管道6006.112km，其中中壓A 1563.71km，中壓B300.444km，低壓3905.498km。燃氣管道敷設區域不斷擴大，部分管線使用年限較長，有得管線已近20年，管理難度較大，以往手工查詢藍圖的方式已經遠遠不能滿足實際需求，繁雜重復的管線采集和錄入更新工作占用了公司大量的人力物力，使很多依賴竣工圖開展的工作（如泄漏搶修、停氣范圍確定及燃氣方案編制等）不能得到及時有效的實施。基于此，本文在對比分析幾種數據錄入方法的基礎上，首次提出了基于Excel點線表結合shape格式的錄入方法實現管道及其附屬設施屬性數據錄入燃氣管網GIS系統中。

2 管線數據入庫方法

GIS系統燃氣管網數據采集系統一般由竣工圖掃描、竣工圖配準、描圖、管線及附屬設施屬性數據采集錄入和竣工圖入庫組成^[5]。隨著經濟發展和用氣需求的不斷增加，必然伴隨著燃氣新建、改建和拆改工程數量的增加，在不增加人力、物力等資源的前提下，工程數量的增多必然會導致竣工圖上交不及時，再加上現有地理信息系統數據錄入方式要求嚴謹和操作步驟多，在一定程度上會造成地理信息系統數據錄入緩慢和管線數據得不到及時更新，因此需要開發新的的錄入工具或尋求新的數據錄入方式來實現對管線數據的及時錄入和更新。GIS系統中管線數據需錄入管線、閥門、水井、調壓站等的壓級、管材、管徑、標高等多種基本屬性數據（見表1）。閥門、調壓器、水井以及用戶信息，都有自己的管理屬性，包括靜態屬性管理和動態屬性管理。其中，設施種類、性能等數據屬于靜態屬性，閥門啟閉時間，維護保養周期和作業樣板及設施維修記錄等屬于動態屬性^[6-7]。管線一旦投入使用就成為一個運行實體，必然會產生或存在各種屬性，在管線全壽命周期中，如何準確、及時記錄它們的動態屬性，是燃氣管線地理信息系統（GIS）數據庫要解決的主要問題。要解決此問題需要燃氣地理信息系統（GIS）應對閥門、調壓器等管線附屬設施設置動態管理，并按歷史時間段記錄發生的事件，通過數據集成同步工具將圖形信息和設施屬性數據結合起來形成空間位置和屬性數據即靜態屬性和動態屬性的統一^[8]，以便系統可隨時維護檢查管網拓撲完整性和數據的一致性及管理管件維修記錄等信息，并通過設定特定條件能及時發出管件更換等預警信息。

目前，管線數據的錄入除可以采用GIS系統自帶的基于gdb格式文件的錄入方法外，還可以采用基于dwg、shape和Excel三種格式通過轉換后實現對管線矢量化和屬性數據的錄入，筆者通過對以上幾種錄入方式使用對比分析后，發現以上幾種方法雖可實現管線數據的錄入，但均存在一定的不足之處。采用gdb格式的數據錄入方式，雖可實現管線屬性數據不需轉化直接使用便可錄入地理信息系統數據中，但考慮到Arcgis軟件使用的群眾基礎條件的局限性，此方法如要大范圍普及較為困難;采用基于dwg格式數據錄入，雖可以實現管線數據的入庫，可以直接顯示管線和地形，也較傳統方法省去了掃描、配準、管線采集等工作，缺點是管線、設備字段缺少，無法對管線和附屬設備進行修改編輯;shape格式較傳統方法省去了配準、管線采集等工作，但同樣存在管線、設備字段不符合要求，無法對其進行修改編輯及缺少地形圖和竣工圖數據等問題;Excel格式較傳統方法省去了配準、管線采集等工作，但同樣存在需要定制Excel字段表，缺少地形圖及竣工圖數據，點線表容易出錯，圖表的形式不易發現等問題。各錄入方式的優缺點見表2。

通過對各錄入方式優缺點的對比分析，筆者在綜合考量后決定采用基于Excel格式和shape格式相結合的點線表錄入方式，通過制定坐標點表字段模板完成管點屬性數據的采集、管線線表連接模板完成管線屬性數據的采集，最后通過開發基于Excel格式轉Gdb格式的轉換組件實現管線矢量化和屬性數據入庫。

3 點線表入庫設計

3.1 點線表直接入庫流程

收集竣工管線的管線管點統計表，根據實際管線數據對統計表進行數據核實及屬性完善，再通過Arcgis軟件將管線管點的統計表導入，生成管線、閥門、調壓站、彎頭、留頭、大小頭、三通、鋼塑轉換、鎂陽極、綜合測試樁、檢漏井、參比電極、金屬軟管等管線設施和部件以及屬性數據。具體流程如圖1。

3.2 點線表的設計

考慮到Excel普及性高，數據處理便利，同時考慮到RTK測繪數據可以導出Excel坐標文件也會進一步減少數據處理的工作量，筆者決定采用基于Excel格式的點線表（包括坐標點表和管線線表），并對其進行了屬性定制（見表3），設計的點線表中字段屬性可以根據需求進行定制和刪減，能夠保持與gis系統數據庫字段屬性一致。在點表中可以根據點名和編號編寫坐標點，點號對應相應的坐標數據。

3.3 管線矢量化和屬性數據入庫

考慮到現有地理信息系統默認采用基于gdb格式文件的錄入方法，為保證點線表數據能準確錄入地理信息系統（GIS）數據庫中，筆者專門設計開發了點線表轉gdb文件轉換工具，通過該轉換工具可方便的將點線表轉換成Gdb文件后導入ArcMap中，完成管線矢量化和屬性數據的錄入。

4 結論與建議

通過實際應用，基于Excel的點線表將燃氣管網矢量化及屬性數據直接入GIS系統數據庫的方法是可以行的，該方法能保證數據一致性和屬性的準確性，入庫效率較高，配合竣工圖掃描可方便的對管網數據進行維護、業務應用、統計、分析等，但需注意的是采用該方法時要保證收集的點線表數據的完整行，否則會導致管線數據缺失。

參考文獻

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