城市地下管线数据组织与管理技术研究

　　摘 要：该文基于笔者多年从事城市地下管线探测的相关工作经验，以城市综合地下管线管理系统设计为研究对象，分析了综合地下管线管理系统的设计方法和原则，深度探讨了地下管线数据的组织和管理思路，全文是笔者长期实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有所裨益。 论文答辩

　　关键词：城市综合地下管线 管理系统 设计 原则 问题 数据组织 

　　1 城市综合地下管线管理系统特点 

　　城市综合地下管线管理系统就是指利用GIS技术和其他专业技术，采集、管理、更新、分析和处理地下管线数据的一种技术系统。同一般的GIS相比，具有以下特点：（1）城市综合地下管线管理系统是一个四维的系统，隐蔽性决定了时间及三维空间动态的复杂性。（2）隐蔽性、埋设位置的集中性也决定了地下管线数据的重要性，数据的完整性、可靠性与准确性是地下管线系统实用的关键。（3）系统必须自动识别管线间的连接性，即管线与管点间的拓扑关系非常重要。（4）城市综合地下管线管理系统是一个信息在空间分布上极不均匀的空间异质系统，城市中心区的管线密度较大，从中心区向城市边缘区急剧减小。（5）城市综合地下管线管理系统必须将地下、地上的各种管线纳入统一的系统中进行管理。 

　　2 城市综合地下管线管理系统建立的意义 

　　城市地下管线普查是城市建设、规划的一项重要基础上作。20世纪90年代初以来，我国部分城市进行了地下管线普查，获取了大量的地下管线资料。如何管理这些宝贵的地下管线资料，最大限度地发挥地下管线普查的经济效益成为一项重要的任务。传统的管线资料管理手段大多采用文本文件或者数据库来存储管线的属性数据，用DWG图形文件来存储管线的图形数据，图形数据与属性数据完全分离，管线资料管理混乱，资料更新速度慢，跟不上现代城市建设的步伐，不能保证资料的现势性和正确性。因此，同步建立地下综合管线管理信息系统是确保地下管线普查使用目的的实现与广泛应用的最佳方法：（1）使用计算机存储管线信息大大缩小了存储空间。一个城市的纸介质图纸可多达几十吨，而使用计算机仅用若干磁盘或光盘就可以存放全部信息。（2）提高了检索查询速度。利用计算机查询某一个区域、某一地点或某种特征的管线信息仅需要一个命令或者按钮既可以完成，这是常规管理办法的人工查找无法比拟的。（3）图形显示更加直观。通过三维显示技术，真实再现地下管线二维布局结构。（4）可以实现管线资料的动态更新和管线工程的动态跟踪，提高了管理的水平。（5）便于资料的网络共享。 

　　3 地下管线数据的组织与管理 

　　数据是任何GIS系统的核心，所有的GIS功能都需要以数据为基础才能表现出来。因此，数据的完整性、一致性和质量的好坏很大程度上决定了一个系统的好坏。 

　　3.1 地下管线数据的获取 

　　地下管线数据获取的方法有地下管线普查和地下管线竣工测量两种。 

　　（1）地下管线普查。 

　　城市地下管线普查是指在一定时期内，按照城市规划管理的要求，根据城市具有的技术与经济能力，采取最经济和科学合理的方法，查明城市建成区或城市规划发展区内的地下管线现状，获取准确的管线有关数据，编绘管线图，建立管线数据库，并在这个基础上做好档案与动态管理。城市地下管线普查作业方法。 

　　①地下管线现状调绘。 

　　城市地下管线现状调绘是指在开展地下管线探查作业前，根据已有的地下管线竣工资料、施工资料、设计资料等，将已有地下管线现况标绘在1∶500的地形图上，作为野外探测的作业的参考，减少实地探查作业的盲目性，提高野外探查作业的质量和作业效率。同时，为地下管线探查作业提供有关地下管线的属性数据（如管径、管材、埋设年代等）。 

　　②城市地下管线探查。 

　　城市地下管线探查是在现状调绘的基础上采用实体调查和仪器探查相结合的方法，查明地下管线的敷设状况、在地面上的投影位置和埋深、管线的相关位置和走向、地下管线的属性，如管线类型、性质、规格、材质、载体特征等。并在地面上设置地下管线投影中心标志和明显管线点标志，以提供下工序测绘的依据。 

　　③地下管线测绘。 

　　地下管线测量是指在城市等级导线点和等级水准点的基础上进行的图根控制测量、地下管线点平面和高程位置连测及相关地形测量。 

　　（2）地下管线竣工测量。 

　　地下管线普查在一定时期内只能做一次，这种方法实际上是对城市地下管线资料做一个完整的总结和调查，然后建立地下管线资料库。然而城市的管线工程每天几乎都在进行，因此，地下管线资料的动态更新主要依靠管线竣工测量来动态获取管线的资料。地下管线竣工测量应在地下管线敷设以后、覆土以前进行。其任务是测定地下管线的平面位置、高程；量测地下管线的埋深、规格以及规划审批的定位尺寸；记录地下管线的性质、材质、走向、埋设时间和全书单位等。并绘制地下管线竣工平面图和编制地下管线成果表，同时按要求填写地下管线工程竣工测量验收记录册。 

　　3.2 地下管线数据数据模型分析 

　　（1）地下管线管理系统的数据组成。 

　　地下管线管理系统的数据包括地下管线、管点图形和属性数据，坐标分幅、道路网图、城市地形图、建筑物、地块、注记等辅助要素，其具体数据构成如图1。 

　　（2）管线数据模型。 

　　管线数据由管点和管线组成，每一种管线包括一个管线数据表和一个管点数据表，一条管线由两个管点组成，即管线的起点和管线的终点。管线数据模型如图2所示。 

　　4 结语 

　　城市地下管线管理系统是数字城市的核心应用系统之一，可以实现管线信息的动态管理，从而为城市规划和建设提供服务。它不仅能够更好地管理各种主干线信息，及时对各种专业管线数据进行更新、维护，保证管线数据的准确性和现势性，而且能够为管理部门的宏观决策提供准确、实时的管线信息，为城市的防灾、抢险等提供决策服务，为保障城市地下生命线的安全运转提供强大的技术保障。该文深度探讨了城市地下管线管理系统的设计思路，相信对同行有所裨益。 论文发表

　　参考文献 

　　[1] 凌振宝，陈健，耿胜男，等.地下金属管线探测仪接收机的设计与实现[J].吉林大学学报：信息科学版，2008（3）：300-305. 

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